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敖火庚
水资源短缺与水环境危机一直是我国在人口增长、城市化和工业化进程中所面临的一个长期的、趋势性的问题,成为制约我国经济发展的一大瓶颈.因此,积极探索太阳能海水淡化产业新途径,实现利用太阳能热水电联产模式,无疑是沿海和临海地区最经济、最实用、最灵活、最环保和最根本的水危机解决方案.
海水淡化迎来黄金发展期
国家在“十二五”规划中明确提出鼓励海水淡化,严格控制地下水开采.国家海洋局、科技部、教育部和国家自然科学基金委等单位已联合发布了《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》.专家预测,随着多个部委相关文件和纲要的密集出台,海水淡化产业将迎来发展黄金期.
目前,我国海水淡化能力约为60万t/d.在“十二五”期间,预计我国海水淡化将达到150万至200万t/,而根据沿海16省市制定的海水淡化发展规划,到2020年,我国海水淡化将达到250万至300万t/d左右,预计投资规模在200亿元左右.面临着海水淡化工程大发展的契机,天津、大连、营口、唐山、青岛等沿海和临海地区已纷纷规划建设大型海水淡化工程.然而,选择并应用成熟的海水淡化技术和运行模式是规划建设大型海水淡化工程的关键所在.
多级闪蒸技术
多级闪蒸是海水淡化工业中最成熟的技术.是继海水淡化的冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法之后脱颖而出的一种以其设备简单、易于操作、方便维护和设备模块化的优点而迅速占领市场,成为最广泛的海水淡化应用方法.
所谓闪蒸,是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下,部分海水急骤蒸发的现象.多级闪蒸海水淡化技术是将经过加热的海水,依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水.目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大,技术最成熟,安全性能高,运行弹性大,主要与火电站或核能发电站的方式联合建设,适合大型和超大型海水淡化装置,并主要在海湾国家使用.多级闪蒸技术主要发展趋势是提高装置单机造水能力,降低单位电力或热消耗,提高传热效率,研发并利用清洁无污染的太阳能热作为热源等.多级蒸闪流程示意图如下.
法国SIDEM公司在低温多效蒸馏方面占据了全世界超过八成的市场份额.该公司是世界上惟一一家既精通多级闪蒸又精通多效蒸馏的海水淡化工程公司,目前主要在推广低温多效蒸馏工艺,日产60000t淡水的单机已投入商业运行,日产160000t淡水的装置正在设计中,成为世界上最大的海水淡化装置.
2003年,青岛等地通过采用具有完全知识产权的日处理量为3000t/d的多级闪蒸海水淡化装置,取得很好的社会经济效益,2005年,国内能生产出日处理量为5000t/d的淡化设备；当今,日处理量为1OOOOUd的设备已经建成并准备运行.
槽式太阳能热发电技术
在利用太阳能热发电方面,槽式太阳能聚光热发电系统是迄今为止世界上唯一经过20年商业化运行的成熟技术,其造价远低于光伏发电.它的储能系统或者燃烧系统可以实现24小时运行,度电成本也具有竞争力.目前,欧洲和美国正在建设一批改进的槽式太阳能热发电系统,其性能更为论文范文.
槽式聚光热发电系统是通过抛物面槽式聚光镜面将太阳光汇聚在焦线上,在焦线上安装管状集热器,以吸收聚焦后太阳辐射能,管内流体被加热后,流经换热器加热水产生蒸汽,借助蒸汽动力循环来发电.该装置从早到晚由西向东跟踪太阳连续运转,集热器轴线与焦线平行呈南北向布置,这是一种一维跟踪太阳的模式,跟踪简易,且光学效率较高.聚光比在30—80之间,温度范围可达400℃.
槽式太阳能聚光器图如下.
槽式太阳能热发电系统是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联排列,产生高温,加热工质,产生蒸汽,驱动汽轮发电机组发电.槽式太阳能热发电系统发电原理示意图如下.
掌握槽式太阳热发电先进技术的国外企业主要分布在美国、以色列和德国.集热管( HCE)是该系统核心技术之一.目前,全世界仅有以色列Solel公司和德国Schott公司可以制造并提供.世界主要槽式太阳能热发电站列表如下.
我国广阔富饶的土地上,有着丰富的太阳能资源,理论储量达每年17000亿吨标准煤,全国各地的年太阳辐射总量为928～2333kWh/m2,中值为1626kWh/m2.根据各地接受太阳总辐射量的多少,可将全国划分为五类地区.如下表所示.
我国对太阳能热发电技术研究起步较晚,研发远远落后于一些发达国家.近年来,我国对太阳能热发电的研究取得突破性进展.
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据《湖南日报》报道：中国槽式太阳能热发电项目首个生产基地奠基仪式在沅陵城郊举行.该项目总投资8.78亿元,共分3期工程,3期工程建成后,年内销售收入可达100亿元以上,可拉动相关产业年销售收入20亿元以上.中国槽式太阳能热发电项目突破了聚光镜片、跟踪驱动装置、线聚焦集热管3项核心技术,我国是继美国、以色列、德国之后的全部技术国产化的国家.
据《中华工商时报》报道：亚洲首家槽式太阳能一燃气联合循环发电站在宁夏盐池开工建设.该工程总投资22.5亿元,规划容量92.5兆瓦,计划于2013年10月建成投产.建成后,预计每年节约标准煤超过10万吨.
随着我国槽式太阳能热发电技术的开发利用与不断发展,有效地实现并利用大容量的光热技术发电,不仅提高了太阳能热电厂的总体效率,也为我国利用槽式太阳能热海水淡化提供了更经济、更洁净、更环保和更理想的热源.
利用太阳能进行多级闪蒸
能源利用是海水淡化能否发展的关键所在,利用太阳能清洁能源是海水淡化的方向.太阳能海水淡化系统具有无污染、低能耗、运行安全、稳定可靠等优势,具有广阔的发展前景.将槽式太阳能热技术与多级闪蒸海水淡化技术紧密结合,借鉴其先进制造工艺和强化传热传质方面的成果,与槽式太阳能本身的优势实现互补,就能取得较为理想的效果.槽式太阳能海水淡化和蒸馏水矿化流程如下图所示.
太阳能热水电联产模式
探索槽式太阳能热水电联产模式,推进槽式太阳能热发电与多级闪蒸海水淡化同步,形成槽式太阳能热综合利用系统,实现槽式太阳能热高效利用和降低太阳能热发电和海水淡化成本,不失为槽式太阳能海水淡化产业的发展方向.
槽式太阳能热发电和海水淡化水电联产流程如上图.
实施槽式太阳能热水电联产,要扩大太阳能集热器场,提高聚光集热量,努力研发高性能聚光板和集热管,确保水电联产的热能供给；要提高太阳能集热器场的工作效率,减少集热管和介质导热的热能损耗,努力研发高性能比的导热管材和导热介质,确保高效利用热能；要综合利用槽式太阳能热、发电余热、介质导热,努力研发发电和海水淡化综合利用热能系统,确保太阳能热发电和海水淡化联产的所需热能.
作者单位：厦门水务中环制水有限公司
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家用太阳能发电系统引用文献:
[1] 太阳能和太阳能热发电电大毕业论文范文 关于太阳能和太阳能热发电方面论文范文3000字
[2] 太阳能毕业论文格式范文 关于新能源和光伏发电方面毕业论文范文2500字
[3] 发电系统论文范文 发电系统本科论文怎么写2万字
