校友双创联盟

大工技述

当前位置: 首页 >> 校友双创联盟 >> 大工技述 >> 正文

【第六十二期】大工技述:不止于海水淡化

2019-06-27  点击:[]

水资源短缺是当今人类面临的全球性挑战之一。数据显示,到2025年,预计将有18亿人生活在"极端"缺水的国家或区域,而世界三分之二的人口将会面临用水压力。我国50 多个沿海城市中有40 多个严重缺水,海岛、内陆苦咸水地区也急需淡水资源。

海水淡化作为水资源的补充是解决沿海国家及内陆近海地区淡水资源短缺、保护生态环境、促进经济社会可持续发展的重要途径。我校能源与动力学院沈胜强教授是我国著名的海水淡化专家,曾获国家科技进步奖等科技成果奖。其主持的科研团队多年来聚焦海水淡化和相关技术及工程应用,为我国海水淡化技术与设备的发展做出了重要贡献。

海水淡化技术领先

海水淡化技术之一,多效蒸发海水淡化技术效率较高,其淡化过程主要发生在一系列蒸发器中。多效蒸发的主要特点是除首效蒸发器需要提供热源进行加热外,其余各效蒸发器均利用二次蒸汽的潜热循环蒸发。沈胜强教授团队多年来致力于海水淡化技术及设备研发,创造了我国海水淡化发展史上的多个第一。

微信截图_20190610134213

多效海水蒸发淡化系统示意图

沈胜强教授主持我国首套自主建设的万吨级多效蒸发(MEE)海水淡化装置技术研发,研究成果于2008年在河北沧州黄骅电厂落地,该技术经济指标全面超过国外进口设备,创造了多项全国第一:第一套国产化装置、第一套自主设计软件、首次平流进料4+2型布置方式、国内规模最大的海水淡化装置、领先的能耗指标、最低装置投资及最低制水成本。

图片1-河北沧州黄骅电厂

河北沧州黄骅电厂

沈胜强教授主持技术开发的3⨯15000T/d利用工业循环冷却水废热的多效蒸发海水淡化装置,在恒力石化(大连)炼化公司安装完成,投入试运行。这是国际上首套利用工业废热的大型海水淡化装置。该项目被辽宁省科技厅列为重大科技专项支持项目。

恒力石化(大连)炼化公司

我国一批出口的多效蒸发海水淡化装置,投产后达不到设计指标,沈胜强教授团队经过现场考察提出了低温多效蒸发海水淡化装置技术改造方案,解决了技术问题,为国家争得荣誉。该项目在2017年荣获“优秀海洋工程”称号。

国际上,核能海水淡化已不是一个新话题,IAEA早就将核能海水淡化技术作为核能应用的一个首选。沈胜强教授团队在国家科技支撑计划项目支持下,完成国内首台核能海水淡化装置技术研发和样机制造,项目通过国家验收。同时,团队完成大型核能海水淡化装置工程设计方案,工程建设计划于2019年获得国家批准立项并开展工程建设。

设备研发效果显著

沈胜强教授在海水淡化设备设计方面有多项成果,其设计的蒸汽喷射器、海水淡化装置密封圈、凝汽器、工业蒸发器及海水喷嘴等设备都在实际应用中取得了良好效果。

沈胜强教授建立了喷射器低温多效蒸发海水淡化系统的数学模型,计算分析了各种温度损失随温度的变化,并研究了顶值盐水温度、蒸发器效数和动力蒸汽等参数对系统的造水比和生产单位质量淡水所需传热面积的影响。其研发的喷射器工作效率高、性能优异,以其为核心优化的喷射制冷/热泵系统运行稳定能耗低,具备产业化应用竞争能力。该技术成果获得辽宁省技术发明奖和大连市技术发明奖。此外,蒸汽喷射器作为蒸汽系统高效节能技术产品,在工业中具有广泛的应用潜力。

团队将铝管代替铝黄铜管用于海水淡化装置的技术,突破了国外技术封锁,确保铝管在使用中不发生腐蚀,大幅降低了海水淡化装置材料成本。团队开发出性能优良的海水淡化装置橡胶密封圈专利产品,是铝管用于海水淡化装置必备的配套部件,可有效保证管束密封,保护设备安全,提高设备可靠性,现已投入使用。

团队完成了以海水为冷媒的蒸发式凝汽器技术研发与设备设计,实现了低温差、不消耗淡水的目标。该成果还可应用于内陆地区空冷电厂作为夏季辅助凝汽器,大幅提高机组效率。

图片4-蒸发式凝汽器示意图

蒸发式凝汽器示意图

同时,在工业蒸发器设计方面拥有多项专利产品——管束横置式多效水平管降膜蒸发海水淡化装置、带有中间汽液分离的多效水平管降膜蒸发海水淡化装置、一种竖管喷涌沸腾海水蒸发器、一种顺排叠置式水平管降膜多效蒸发海水淡化装置等。

此外,沈胜强教授基于气体动力学函数法,建立了喷嘴可调式蒸汽喷射器的变工况性能计算模型,通过改良海水喷嘴的结构与材料,让喷嘴喷淋的覆盖范围更广、效果更佳,提高了整个设备的效率。

除了淡化海水,团队还将技术应用于工业高盐废水处理装备技术开发与应用中。团队受企业委托,开发了工业高盐废水处理技术,目前正在开展装备研发工作。

image38

工业高盐废水处理技术与装备

多平台支持科研成果落地

沈胜强教授科研团队目前主持多个科研平台建设,致力于实现大型的低温多效海水淡化技术的国产化。以我校研究院为平台,利用平台优势形成稳定的技术研发、转化、应用机制,加强海水淡化、节能减排技术应用,推动国际一流的海水淡化技术研发。

沈胜强教授团队的部分科研项目

团队目前有多个项目正在洽谈或筹备之中。例如计划建于辽西的1.0万吨/日核能海水淡化装置,投资预算约1亿元人民币,属于国家重大专项支持领域;大连某热电厂计划建设2万吨/日高倍浓缩低温多效蒸发海水淡化装置,工程投资约1.5亿元。此外,该团队承担了中国工程院“大规模海水淡化西输战略研究”课题,正在积极推进海水淡化的大规模发展,为我国干旱地区发展提供基础保障。

人物介绍

沈胜强,大连理工大学能源与动力学院教授,中国高等教育学会工程热物理专业委员会理事长,国际原子能机构(IAEA)核能海水淡化技术工工作组专家,热能综合利用技术国家地方联合工程研究中心主任,辽宁省海水淡化重点实验室主任,国家核心期刊《热科学与技术》主编。曾获国务院颁发的政府特殊津贴(2001年),国家科技进步奖等科技成果奖,获辽宁省优秀专家,大连市优秀专家、领军人才称号。

 

编者按:本文信息(包括文字和图片)为平台原创,版权归大连理工大学校友会所有,任何个人或组织使用本文信息请与我方取得联系授权,违者必究。联系方式:大连理工大学校友工作处 景博(0411-84706740)。

 

长按识别二维码

关注大工校友双创联盟

 

大连理工大学校友工作处秉承“努力为校友多做一点”的宗旨,响应“创新驱动发展”战略,同时希望能架起一座桥梁,使科技成果能够真正解决企业生产运营中的实际问题,助力企业加速发展的同时,能够及时反馈并有助于技术成果的进一步改进,互惠互利,达成共赢。如果海内外校友对此篇内容感兴趣,欢迎联系校友工作处。也欢迎大家踊跃投稿。

 

文字作者:苗  新 张  翠

编辑排版:景  博 马婷婷

责任编辑:景  博 蔡  琳

信息校对:李思静

 

上一条:【第六十三期】大工技述:打破国际传统的激光诱导电弧焊接技术 下一条:【第六十一期】大工技述:给材料表面加点料

关闭