海洋波浪能淡化海水新技术研究.pdf

清华大学水利水电工程系 张永良 清华大学化学工程系 王晓琳 海 多级闪蒸（MSF) 水 热法 多效蒸馏（MED) 淡 ｛ 机械蒸汽压缩（MVC) 化 技 ｛反渗透法（RO) 膜法 术 投资省，能耗小，操作方 便，易于控制，成为最具 有竞争力的海水淡化方法 消耗品消耗品 对于膜法淡化海水厂的典型成本对于膜法淡化海水厂的典型成本 维护和部件维护和部件 更换膜更换膜 劳动力劳动力 电能电能 固定成本固定成本 图1 膜法淡化海水厂的典型成本 迄今为止，波浪能转换的绝大多数研究集中于波 浪发电，有限的波浪能海水淡化研究，主要是基于波 能转换和反渗透膜技术相结合的基础上展开的。 1、首次使用波浪能海水淡化的是使用振荡浮体 驱动固定在海底的活塞泵，给淹没的反渗透膜单元泵 送海水而生产出淡水，Davis对其进行了数学模拟、 波浪水槽试验和海况试验，指出该海水淡化系统对于 边远的、没有足够或可靠电力供应的或高电力成本的 地区是非常有用。但由于该波浪能转换装置的效率太 低，项目无法继续。 2、采用McCabe 波浪泵获得波浪能 后驳船后驳船 中驳船中驳船 该系统是由3个浮于海 面上的驳船铰接而成，其中 前驳船前驳船 前后两个振荡的驳船作为双 臂对称地铰接于中间驳船上。 驳船铰接处会产生很大的 力，这些力驱动安装在铰接 处的活塞，将机械能转换为 液压能，用来发电或者提供 海水淡化系统的能量。 图2 McCabe波浪泵 3、采用振荡水柱 式波能装置（OWC）的一项技术， 该装置的原理是：气室内水柱由于波浪作用做上下往 复运动，压缩空气冲击汽轮机旋转，带动发电机发 电，进而驱动反渗透膜系统来淡化海水。 图3 振荡水柱式波能装置（左图为原理图，右图为装置实景） 4、采用振荡浮子吸收波浪能 图4 波浪能海水淡化系统原理图 其工作原理是：振荡浮子吸收波浪能，通过锚链驱动 液压泵，将液压能经储能稳压系统输出到液压马达， 液压马达驱动发电机发电，同时也驱动高压泵，泵送 的高压海水经反渗透系统实现海水的淡化。 中间环节多、 波浪能→电能/轴动力→高压泵→海水淡化 能量损失大、 生产成本高