风能海水(苦咸水)淡化现状[练习]

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1、风能海水（苦咸水）淡化现状摘要近年来，受能源、水资源愆缺和环境恶化的影响，风能开发和海水淡化技术及其工程应用得到迅速发展。将风能等可再生能源肓接用于海水淡化已经成为新能源利用技术的一个重要的研究方向，并有50多年的研究历史。本文从己有的示范工程和技术研究方面对目前的研究和发展现状进行了冋顾，并简要分析了其应用前景。引言受全球能源危机和环境恶化的影响，以风能为代表的新能源开发利用受到大多数国家的重视，并纷纷制订了相关的激励政策和措施。受此影响，全球风能开发利用得到迅猛发展。截止2008年底⑴，全球风电总装机1.2亿kW,其屮20

2、08年新增装机2700多万kW,发电量超过全球总用电量的1.5%。但是，因风能的间歇性和随机，使得风电大规模并网无疑会对电网产生大的冲击，可能成为风能大规模开发利用的障碍。同时，淡水资源应缺已经成为人类共同面临的世界性问题，仅我国每年因缺水造成的直接经济损失就达数千亿元。为了解决淡水资源问题，各国在釆取多种节水和调水措施的同吋，竞相大力开发海水（苦咸水）淡化技术，F1前海水（苦咸水）淡化已经成为解决淡水资源短缺的重耍途径，尤其在中东地区和一些岛屿地区，淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用。经过五十余年的发展,世界上海水淡

3、化技术H趋成熟，多级闪蒸（MSF）、多效蒸饰（MED）和反渗透（RO）是目前海水淡化领域的三犬主流技术⑵，其中MSF和RO各占市场的45%左右。海水淡化属于能耗密集型产业，而淡水资源短缺地区，尤其是岛屿和边远地区，电网基础薄弱，同时这些地区一-般具有丰富的风能资源，将风能直接用于海水（苦咸水）淡化，一方面可以解决制约经济发展的淡水资源短缺，另一方而可以避免风电大规模并网所带來的对电网的冲击，因而受到有关研究机构和部门的重视，冃前已有近50年的研究历史。根据文献⑶，目前可用于风能海水淡化的技术主要有MVC、RO和电渗析（ED）。

4、二.风能海水淡化技术选择风能海水淡化主要有两种途径：1）肓接利用风力机输出的机械能进行海水淡化，可利用的技术有MVC和RO；2）利用风力发电机组先将风能转化为电能，然麻利用电能进行海水淡化，可行的技术有MVC、RO和EDoH接将风能用于海水淡化，即利用风力机的旋转动能肓接驱动反渗透泵或蒸汽压缩单元，还存在…些问题，如风力波动则影响到泵的流最或压缩机的压缩稳定等，因此这种直接利用风能的应用比较少。人多数情况下，可以先利用风能发电，尔后用于海水淡化。风能海水淡化脱盐技术的选择取决于给水质量和产水质最要求°膜法（RO和ED）产水屮含

5、盐量通常高于蒸法（MVC）,而且电渗析法海水淡化能耗较高，通常用于低盐度（W5000ppm）的苦咸水淡化。三.示范工程H前有许多利用风能进行海水淡化的尝试（采用RO、ED或MVC技术），而几很多已经投入运行，但多数规模都比较小，主耍是用于研究性质的示范工程。欧洲第一座采用风力驱动的海水淡化装置于1982年在法国IlcduPlanicr投入运行⑸。该系统采用4kW风机驱动，海水淡化装置为（）.5n?/h的反渗透系统。另一个风能反渗透海水淡化系统位于徳国的Helgoland岛⑸，整个系统包括一台1.2MW风机、两套产水能力为480

6、m3/dRO组件。随后还进行了一系列的试验项目，如199（）年法国Drenec岛（l（）kW风机）的风能驱动的反渗透系统，1995在希腊Drepanon建成的风能海水淡化系统⑸，该系统采用一台25kW的风机和两套分别为5m3/d和22n?/d的RO装置，但因当地风资源不好，运行效果一肓不理想。1999年加那利技术研究院（西班牙语缩写⑷

7、6,

8、7］：ITC）在SDAWES项H（该项冃得到欧盟JOULEIII的资助）下在GranCanaria岛安装了三套不同的海水淡化装置，分别为RO、ED和MVC,-K+ED为苦咸水（盐度低于l（

9、X）OOppm）,产水量192n?/d；8套RO设备，每套设备产水量为25n?/d；MVC的额定产水量为50m3/do整个项冃由2台230kW的风机独立供电，可以随风机输出功率调节产水量。最近在挪威Utsira岛安装了一套徳国Enercon公司设计的风电独立海水淡化系统⑻，该系统可变负荷运行，采用能量回收装置，产水量为180-1440m3/d,单位能耗为2-2.8kWh/m风能蒸法海水淡化系统应用实例较少，第一个示范项冃建在1991年德国Borkum岛⑶,采用额定功率为45kW的风机驱动蒸汽压缩系统，II产水48m3,可变速

10、运行。1995年德国投资25（）万马克在吕根岛（Rugen）兴建了一朋更人的风力驱动蒸汽压缩海水淡化设备⑼，该系统由脱盐蒸汽压缩机和与之相连的风力发电机组成，风机额定功率为300RW,最人产水能力为480m3/do该系统完全由风机独立驱动，现场测试显示系统性能良好，维护成本低