風(fēng)能海水(苦咸水)淡化現(xiàn)狀[練習(xí)]

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1、風(fēng)能海水（苦咸水）淡化現(xiàn)狀摘要近年來(lái)，受能源、水資源愆缺和環(huán)境惡化的影響，風(fēng)能開(kāi)發(fā)和海水淡化技術(shù)及其工程應(yīng)用得到迅速發(fā)展。將風(fēng)能等可再生能源肓接用于海水淡化已經(jīng)成為新能源利用技術(shù)的一個(gè)重要的研究方向，并有50多年的研究歷史。本文從己有的示范工程和技術(shù)研究方面對(duì)目前的研究和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了冋顧，并簡(jiǎn)要分析了其應(yīng)用前景。引言受全球能源危機(jī)和環(huán)境惡化的影響，以風(fēng)能為代表的新能源開(kāi)發(fā)利用受到大多數(shù)國(guó)家的重視，并紛紛制訂了相關(guān)的激勵(lì)政策和措施。受此影響，全球風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用得到迅猛發(fā)展。截止2008年底⑴，全球風(fēng)電總裝機(jī)1.2億kW,其屮20

2、08年新增裝機(jī)2700多萬(wàn)kW,發(fā)電量超過(guò)全球總用電量的1.5%。但是，因風(fēng)能的間歇性和隨機(jī)，使得風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)無(wú)疑會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生大的沖擊，可能成為風(fēng)能大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的障礙。同時(shí)，淡水資源應(yīng)缺已經(jīng)成為人類(lèi)共同面臨的世界性問(wèn)題，僅我國(guó)每年因缺水造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)數(shù)千億元。為了解決淡水資源問(wèn)題，各國(guó)在釆取多種節(jié)水和調(diào)水措施的同吋，競(jìng)相大力開(kāi)發(fā)海水（苦咸水）淡化技術(shù)，F(xiàn)1前海水（苦咸水）淡化已經(jīng)成為解決淡水資源短缺的重耍途徑，尤其在中東地區(qū)和一些島嶼地區(qū)，淡化水在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。經(jīng)過(guò)五十余年的發(fā)展,世界上海水淡

3、化技術(shù)H趨成熟，多級(jí)閃蒸（MSF）、多效蒸飾（MED）和反滲透（RO）是目前海水淡化領(lǐng)域的三犬主流技術(shù)⑵，其中MSF和RO各占市場(chǎng)的45%左右。海水淡化屬于能耗密集型產(chǎn)業(yè)，而淡水資源短缺地區(qū)，尤其是島嶼和邊遠(yuǎn)地區(qū)，電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，同時(shí)這些地區(qū)一-般具有豐富的風(fēng)能資源，將風(fēng)能直接用于海水（苦咸水）淡化，一方面可以解決制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的淡水資源短缺，另一方而可以避免風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)所帶來(lái)的對(duì)電網(wǎng)的沖擊，因而受到有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和部門(mén)的重視，冃前已有近50年的研究歷史。根據(jù)文獻(xiàn)⑶，目前可用于風(fēng)能海水淡化的技術(shù)主要有MVC、RO和電滲析（ED）。

4、二.風(fēng)能海水淡化技術(shù)選擇風(fēng)能海水淡化主要有兩種途徑：1）肓接利用風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能進(jìn)行海水淡化，可利用的技術(shù)有MVC和RO；2）利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然麻利用電能進(jìn)行海水淡化，可行的技術(shù)有MVC、RO和EDoH接將風(fēng)能用于海水淡化，即利用風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能肓接驅(qū)動(dòng)反滲透泵或蒸汽壓縮單元，還存在…些問(wèn)題，如風(fēng)力波動(dòng)則影響到泵的流最或壓縮機(jī)的壓縮穩(wěn)定等，因此這種直接利用風(fēng)能的應(yīng)用比較少。人多數(shù)情況下，可以先利用風(fēng)能發(fā)電，爾后用于海水淡化。風(fēng)能海水淡化脫鹽技術(shù)的選擇取決于給水質(zhì)量和產(chǎn)水質(zhì)最要求°膜法（RO和ED）產(chǎn)水屮含

5、鹽量通常高于蒸法（MVC）,而且電滲析法海水淡化能耗較高，通常用于低鹽度（W5000ppm）的苦咸水淡化。三.示范工程H前有許多利用風(fēng)能進(jìn)行海水淡化的嘗試（采用RO、ED或MVC技術(shù)），而幾很多已經(jīng)投入運(yùn)行，但多數(shù)規(guī)模都比較小，主耍是用于研究性質(zhì)的示范工程。歐洲第一座采用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的海水淡化裝置于1982年在法國(guó)IlcduPlanicr投入運(yùn)行⑸。該系統(tǒng)采用4kW風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，海水淡化裝置為（）.5n?/h的反滲透系統(tǒng)。另一個(gè)風(fēng)能反滲透海水淡化系統(tǒng)位于徳國(guó)的Helgoland島⑸，整個(gè)系統(tǒng)包括一臺(tái)1.2MW風(fēng)機(jī)、兩套產(chǎn)水能力為480

6、m3/dRO組件。隨后還進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)項(xiàng)目，如199（）年法國(guó)Drenec島（l（）kW風(fēng)機(jī)）的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的反滲透系統(tǒng)，1995在希臘Drepanon建成的風(fēng)能海水淡化系統(tǒng)⑸，該系統(tǒng)采用一臺(tái)25kW的風(fēng)機(jī)和兩套分別為5m3/d和22n?/d的RO裝置，但因當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源不好，運(yùn)行效果一肓不理想。1999年加那利技術(shù)研究院（西班牙語(yǔ)縮寫(xiě)⑷

7、6,

8、7］：ITC）在SDAWES項(xiàng)H（該項(xiàng)冃得到歐盟JOULEIII的資助）下在GranCanaria島安裝了三套不同的海水淡化裝置，分別為RO、ED和MVC,-K+ED為苦咸水（鹽度低于l（

9、X）OOppm）,產(chǎn)水量192n?/d；8套R(shí)O設(shè)備，每套設(shè)備產(chǎn)水量為25n?/d；MVC的額定產(chǎn)水量為50m3/do整個(gè)項(xiàng)冃由2臺(tái)230kW的風(fēng)機(jī)獨(dú)立供電，可以隨風(fēng)機(jī)輸出功率調(diào)節(jié)產(chǎn)水量。最近在挪威Utsira島安裝了一套徳國(guó)Enercon公司設(shè)計(jì)的風(fēng)電獨(dú)立海水淡化系統(tǒng)⑻，該系統(tǒng)可變負(fù)荷運(yùn)行，采用能量回收裝置，產(chǎn)水量為180-1440m3/d,單位能耗為2-2.8kWh/m風(fēng)能蒸法海水淡化系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例較少，第一個(gè)示范項(xiàng)冃建在1991年德國(guó)Borkum島⑶,采用額定功率為45kW的風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮系統(tǒng)，II產(chǎn)水48m3,可變速

10、運(yùn)行。1995年德國(guó)投資25（）萬(wàn)馬克在呂根島（Rugen）興建了一朋更人的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮海水淡化設(shè)備⑼，該系統(tǒng)由脫鹽蒸汽壓縮機(jī)和與之相連的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成，風(fēng)機(jī)額定功率為300RW,最人產(chǎn)水能力為480m3/do該系統(tǒng)完全由風(fēng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試顯示系統(tǒng)性能良好，維護(hù)成本低