【正文】 ........................ 48 計(jì)算方法 ........................................................................................... 48 經(jīng)濟(jì)性能評(píng)價(jià)總結(jié) ......................................................................... 50 系統(tǒng)的生態(tài)效益評(píng)價(jià) ................................................................................. 50 本章小結(jié) ....................................................................................................... 51 結(jié)論與展望 .................................................................................................................. 52 1 結(jié)論 .................................................................................................................. 52 2 創(chuàng)新點(diǎn) ............................................................................................................. 53 3 展望 .................................................................................................................. 53 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 54 致 謝 ...................................................................................................................... 58 附錄 A 攻讀學(xué)位期間獲得的成果 ....................................................................... 59 附錄 B 程序編程 ..................................................................................................... 60 附錄 C 主要設(shè)計(jì)部件附圖 .................................................................................... 61 碩士學(xué)位論文 I 摘 要 淡水資源是極其重要的生命資源，但是目前世界上 將近 四分之一人口還面臨著淡水供給不足，在我國的西北各省區(qū)缺水問題尤為突出。因此在這 4 個(gè)月份中，應(yīng)適當(dāng)增加苦咸水噴淋量，以減少結(jié)垢的形成，并可增加一定的淡水產(chǎn)量。本文設(shè)計(jì)的風(fēng)能和太陽能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的 苦咸水淡化系統(tǒng)，旨在結(jié)合西北地區(qū)能源分布 狀況及人力、財(cái)力等因素，實(shí)現(xiàn)由太陽能產(chǎn)生的低品位熱能到高品質(zhì)、低成本、無污染的淡水飲用水供應(yīng)的提升。 in May, June, July and August which the solar radiation is better, the water production rate of this system is very high, the highest water production rate of this system may achieve ?h, but the concentration factor is also very high. In this four months , increased spray appropriately can reduce the amount of scaling formation, and freshwater production can also increase. The coefficient of performance of the system in most of the mont h is over , we can see the effects of system operating in most of the month are better. From the exergy analysis of the black box model, we can find that system thermodynamics sophistication is % and the system still has much space for improvement. From the exergy analysis of gray box model, we can find that the system exergy losses mainly occurred in the evaporator and the key of enhance the system efficiency is exploiting the highefficient evaporator. 4. Using the method of dynamic economic to appraise the entire results showed that the four evaluation indices, include the present value, benefit, the internal returns ratio and the investment Recovery period are in line with the requirements. The promotion of this set of devices can generate good value for money, with good prospect of application and extension. 5. The emission of carbon dioxide is analyzed, and the device has good ecological benefits and environment friendly degrees. The innovations and significance of this topic: 碩士學(xué)位論文 V The desalination system drive by wind and solar united , which is a set of minitype, stable, environmental protection for single family use， and drive running by renewable energy pletely, this is a new design thought of desalination system which still had been done in the domestic and international. The seawater and brackish water underground are distribute abroad in our country。 Economic performance 碩士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 課題背景及意義 淡 水是人類賴以生存和發(fā)展最重要的，且不可替代的自然資源。 解決淡水資源匱乏的問題，一般主要采用以下方法： 就近引水或跨流域引水； 在河口、海灣蓄積淡水或修建水庫蓄水； 淡化苦咸水。然而，大部分淡水風(fēng)能和太陽能聯(lián)合驅(qū)動(dòng) 的小型苦咸水淡化系統(tǒng)研究 2 緊缺的地區(qū)都是能源資源相對(duì)缺乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)以及海島地區(qū)，交通、電力十分不便。 苦咸水淡化 技術(shù) 概述 目前苦咸水還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義，但一般把含鹽量大于 1000mg/L 的水稱為苦咸水，也把含氯化物大于 800mg/L 或硫酸鹽大于 400mg/L 的水稱為苦咸水 [8]。 表 大型 苦咸水 淡化技術(shù)的比較 Compares of different methods MED MSF RO 預(yù)處理要求 低 低 非常高 結(jié)垢 低 中等 中等 腐蝕 低 低 非常低 操作性 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 投資 高 最高 較低 耗電量 kWh/m3 蒸汽耗量 (8:15)1GOR 10:1GOR 無 濃縮系數(shù) 苦咸水 頂溫 70℃ 110℃ 常溫 進(jìn)水壓力 水質(zhì) 5ppm 5ppm 100200ppm 單裝置容量 大中型 超大型 中小型 可靠性 高 很高 依賴預(yù)處理 主要能源 蒸汽、電 （熱能、電能） 蒸汽、電 （熱能、電能） 機(jī)械能 （電能） 典型單機(jī)產(chǎn)水能力 300036000 m3/d 300070000 m3/d 120210 m3/d 反滲透法 (RO) 反滲透是一種以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離過程。 多級(jí)閃蒸可用于以火電廠或核電廠的背壓或抽汽式透平的低位蒸汽為熱源的大型 苦咸水 淡化工程，為高中壓鍋爐提供優(yōu)質(zhì)脫鹽水，也可提供生活用淡水[12]。 增濕 去 濕 (HD) 增濕 去濕 淡化方法由傳統(tǒng)的蒸餾淡化發(fā)展而來，它是在蒸餾過程中引入流動(dòng)的空氣作為水蒸汽的載體，并將蒸發(fā)室與冷凝室分離，使其溫度可以獨(dú)立控制；載氣在蒸發(fā)室中被鹽水增濕 成為濕空氣 ， 濕空氣 攜帶一定量的水蒸汽進(jìn)入冷凝室， 經(jīng) 過冷凝去濕得到淡水 ，并 預(yù)熱進(jìn)料鹽水使冷凝潛熱得到回收 [13]。但是在同一空間內(nèi)進(jìn)行增濕 去濕過程中，冷凝器與蒸餾器溫差小，冷凝器的總傳熱系數(shù)小，為了充分回收冷凝潛熱就需要增大冷凝面積，并且在為 了避免操作壓力過高，同一空間內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的流速不能太高，因此增濕 去濕淡化過程進(jìn)行不充分。它是由若干個(gè)單效蒸餾組成的系統(tǒng)，每一組蒸發(fā)器即為一效。 造水比 (GOR)是所得淡水 (蒸餾水 )的重量與所耗加熱蒸汽的重量之比，是淡化廠經(jīng)濟(jì)效益的直接體現(xiàn)。從上世紀(jì)七十年代至今，大部分沿 海國家都開始著手研究苦咸水淡化技術(shù)。 碩士學(xué)位論文 9 在中國， ―向海洋要淡水 ‖已經(jīng)形成了方興未艾的產(chǎn)業(yè)。但是由于反滲透淡化 過程 需要加壓 ， 耗用較大能量；同時(shí) RO 技術(shù)對(duì)水質(zhì)有較高要求 ， 苦咸水必須經(jīng)過各種形式預(yù)處理，工序復(fù)雜；而且膜組件又易損、易污染，需要定期清洗更換，成本較高，設(shè)備也復(fù)雜。圖 為一種被動(dòng)式太陽能苦咸水淡化裝置 — 單極盤式太陽能蒸餾器，太陽輻射透過玻璃蓋扳 ,一部分從水面反射 ,其余的通過盛水槽中的黑色襯里被水體吸收 ,使苦咸水溫度 升高 ,并使水蒸發(fā) ,蒸發(fā)的水蒸汽遇蓋板冷凝成水珠 ,沿著傾斜的蓋板流入集水槽中被收集，得到淡水 [25]。 現(xiàn)在人們研究較多的是太陽能多效蒸餾系統(tǒng)，如圖 所示，它是將傳統(tǒng)的多效蒸餾中的鍋爐等熱源由一太陽能集熱裝置代替，它繼承了傳統(tǒng)多效蒸餾地將水蒸氣的凝結(jié)潛熱和熱鹽水的顯熱再循環(huán)加以利用的優(yōu)點(diǎn)，而且由太陽能代替了不可再生能源的消耗，裝置更加節(jié)能、環(huán)保 [29]。 風(fēng)能和太陽能聯(lián)合驅(qū)動(dòng) 的小型苦咸水淡化系統(tǒng)研究 12 圖 直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī) Straight blade vertical axis wind turbine 中國最早利用風(fēng)能的形式就是垂直軸風(fēng)車，但垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)明直到 20 世紀(jì) 20 年代才開始出 現(xiàn)（ Savonius 式風(fēng)輪 —1924 年， Darrieus 式風(fēng)輪——1931 年）。 從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以看到關(guān)于太陽能苦咸水淡化系統(tǒng)及風(fēng)力機(jī)研究成果已經(jīng)相當(dāng)多，但還有很多不足和需要進(jìn)一步拓展的領(lǐng)域： （ 1）現(xiàn)有的太陽能苦咸水淡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常都很復(fù)雜，運(yùn)行成本及固定資本的投入相對(duì)較高，而且多為大型設(shè)備的系統(tǒng)； （ 2）現(xiàn)有的太陽能蒸餾系統(tǒng)由于系統(tǒng)的循環(huán)是靠電力帶動(dòng)水泵來實(shí)現(xiàn)，這不但消耗了能源，而且也導(dǎo)致這種形式的淡化水的成本優(yōu)勢(shì)的削弱； （ 3） 垂直軸風(fēng)力機(jī) 特點(diǎn)突出，但對(duì)其研究還不多 。 。 碩士學(xué)位論文 15 第 2 章 風(fēng)能和太陽能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的小型苦咸水淡化系統(tǒng) 主動(dòng)式太陽能多效蒸餾裝置 由于 產(chǎn)水量高 等 優(yōu)點(diǎn)被 國內(nèi)外學(xué)者 廣泛重視，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行成本及固定資本的投入相對(duì)較高， 導(dǎo)致 在西北地區(qū) 并不事宜， 特別是靠近偏遠(yuǎn)地區(qū)，人口分部相對(duì)稀疏，交通、電