Моделювання й оптимізація процесу опріснення морської води з механічним стисненням пари
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.49.2016.08Ключові слова:
опріснення морської води, механічне стиснення пари, чисельне моделюванняАнотація
В умовах глобальних змін клімату нестача прісної води стає актуальною проблемою для все більшої кількості країн. Однією з найбільш перспективних технологій опріснення морської води є механічне стиснення пари(MVC), що забезпечує низьке енергоспоживання завдяки використанню принципу теплового насоса. Мета: Метою роботи є виявлення резервів підвищення ефективності опріснювальних систем, заснованих на механічному стисненні пари, шляхом оптимізації схеми і параметрів установок з MVC. Матеріали і методи: Запропоновано новий тип опріснювальної установки, головним елементом якої є теплообмінник прихованої теплоти. Морська вода після попереднього нагрівання в теплообмінниках надходить у випарник-конденсатор, де отримує основну кількість теплоти від пари, що конденсується. Частина морської води випаровується, а концентрований розчин солі (розсіл) виходить з випарника і після охолодження скидається назад в море. Пара, що утворюється, стискається за допомогою компресора і надходить в конденсатор. Суттєвою особливістю даної схеми є те, що конденсація відбувається при більш високих температурах, ніж випаровування. Завдяки цьому теплота, що виділяється при конденсації пари, використовується для випаровування морської води. Тим самим в даному класі опріснювальних установок реалізується принцип теплового насоса. Результати: Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні завдання: модифікована і доповнена математична модель установок з MVC; модифікована схема включення теплообмінників; досліджено вплив конструктивних параметрів опріснювальної установки на вартість обладнання і електроенергії. Докладний аналіз основних схем установки і математичної моделі дозволив визначити шляхи зниження енерговитрат і величину можливого виграшу. Проаналізовано вплив двох основних параметрів – питомої потужності компресора й питомої площі поверхні випарника-конденсатора – на величину приведених витрат опріснювальної установки. Визначено оптимальне співвідношення цих параметрів.
Завантаження
Посилання
Escobar, I.C. Sustainable water for the future: Water recycling versus desalination / I.C. Escobar, A.I. Schäfer. — Amsterdam; Boston: Elsevier Science, 2010. — 416 p.
Копылов, А.С. Водоподготовка в энергетике / А.С. Копылов, В.М. Лавыгин, В.Ф. Очков. — 2-е изд., стер. — М.: Издат. дом МЭИ, 2006. — 309 с.
El-Dessouky, H.T. Fundamentals of salt water desalination / H.T. El-Dessouky, H.M. Ettouney. — Amsterdam: Elsevier Science, 2002. — 670 p.
Al-Juwayhel, F. Analysis of single-effect evaporator desalination systems combined with vapor compression heat pumps / F. Al-Juwayhel, H. El-Dessouky, H. Ettouney // Desalination. — 1997. — Vol. 114, Issue 3. — PP. 253–275.
Lara, J.R. Advanced mechanical vapor-compression desalination system / J.R. Lara, Omorinsola Osunsan, M.T. Holtzapple // Desalination, Trends and Technologies / ed. by M. Schorr. — Rijeka: InTech, 2011. — PP. 129–148.
Lara, J.R. An investigation of high operating temperatures in mechanical vapor-compression desalination / J.R. Lara, G. Noyes, M.T. Holtzapple // Desalination. — 2008. — Vol. 227, Issues 1–3. — PP. 217–232.
Черкасский, В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры / В.М. Черкасский. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 416 с.
Беренс, В. Руководство по подготовке промышленных технико-экономических исследований: монография / В. Беренс, П.М. Хавранек; пер. с англ. А.О. Гридин и др.; науч.ред. Р.П. Вчерашний и др. - новое перераб. и доп. изд. — М.: Интерэксперт, 1995. — 343 с.
Preparation of a Feasibility Study for New Nuclear Power Projects / International Atomic Energy Agency. — Vienna: IAEA, 2014. — 125 p.
Типовые цены на Теплообменники пластинчатые [Електронний ресурс] / ТеплоПрофи: Комплексные поставки инженерного оборудования по России и СНГ. — Режим доступу: http://www.teploprofi.com/ceni/ (Дата звернення: 25.05.2016).
Оборудование [Електронний ресурс] / ERSTEVAK Ltd. — Режим доступу: http://www.erstvak.com/equipment/ (Дата звернення: 24.05.2016).
