基于全周期缓慢结垢的多效蒸发海水淡化慢时变系统优化设计

• 作者: 王天媛 陈春波 孙琳 罗雄麟
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 海水淡化 多效蒸发 裕量设计 全周期 优化设计 慢时变
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 过程系统工程
• 页码范围: 759-769
• 页数: 10页
• 分类号: TQ021.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211022

摘要

多效蒸发 （MED） 是最主要的海水淡化方法之一，作为典型的慢时变系统，该系统在长期运行的过程中，往往会由于结垢导致蒸发器传热效率降低，造成减产甚至停工。为避免出现这种问题，工艺设计者会采取冗余设计，增大传热面积，这会导致设备投资的显著增加。为保证MED系统能够全周期运行，且尽可能减少总传热面积，提出了一种全周期优化设计方法。该方法以总传热面积最小为目标，对决策变量在整个周期内进行分段优化，同时考虑结垢过程、工艺变化以及控制方面的需求，对各效传热面积进行裕量设计，通过一步优化求解得到最优操作条件与最小传热面积，实现对慢时变系统的优化设计。最后，以八效MED海水淡化装置为例，同时用等面积法、等温差法、稳态优化设计方法以及全周期优化设计方法对系统进行设计。结果表明，全周期优化设计方法能够最大限度减少传热面积，大大降低了系统的设备投资，是一种有着良好应用前景的多效蒸发海水淡化系统优化设计方法。