国家标准 GB/T39222一2020 多效蒸榴海水淡化系统设计指南 Designguidelnesformultipleeffeetdistillation seawaterdesalinationsystem 2020-10-11发布 2021-05-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花警理委员会国家标准
GB/T39222一2020 次目前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义总则海水取水及预处理多效蒸圜装置设计 6 产品水存储设施浓盐水排放冷却海水排放 10废水处理附录A资料性附录多效蒸懈海水淡化系统防腐技术要求及推荐材料附录B(资料性附录多效蒸馏海水谈化系统主要检测仪表参数参考文献
GB/39222一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国节水标准化技术委员会(SAC/TC442)提出并归口本标准起草单位:自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所标准化研究院,山东大学、众和海水淡化工程有限公司、德阳市中嘉实业股份有限公司、杭州华达喷射真空设备有限公司、上海骄英能源科技有限公司、浙江鼎昊新能源设备股份有限公司、江苏双达泵业股份有限公司本标准主要起草人:吕庆春,谢春刚、赵河立、吴水波、王金燕、胥建美、尹立辉、张令品、刘艳辉、邢玉雷、吕宏卿苗超、韩克鑫、王可宁、蔡榕、王雷、张海伦、贾磊、崔有贵、唐刚、曲向民、陈强、叶志文、杨炼、彭志刚、张石琼、吴跃、朱乔宏、严建华
GB/39222一2020 多效蒸圜海水淡化系统设计指南范围本标准提供了多效蒸馏海水谈化系统的术语和定义、基本要求、海水取水及预处理,多效蒸榴装置设计、产品水存储设施、浓盐水排放、冷却海水排放和废水处理方面的指导本标准适用于新建或改扩建的多效蒸溜海水淡化系统设计规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 HY/T203.2一2016海水利用术语第2部分;海水淡化技术术语和定义 HY/T203.2一2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了便于使用,以下重复列出了 HY/T203.2一2016中的部分术语和定义 3.1 海水淡化seawaterdesalinatiom 脱除海水中的盐分,生产淡水的过程 [[HY/T203.2一2016,定义2.6] 3.2 蒸圜淡化distiationdesalinationm 含有盐类的水溶液加热到沸腾时,水蒸发成水蒸气盐类留在溶液中,蒸汽经冷凝后得到淡水的过程 [HY/T203.2一2016,定义3.1] 3.3 多效蒸圜mltipleefreetdistilation;NMIED 由多个蒸发冷凝单元串联组成,其中蒸汽在传热管一侧冷凝生成淡水,同时释放的热量使传热管另 -侧的海水蒸发生成二次蒸汽,并进人下一单元重复对海水进行上述蒸发冷凝的过程 3.4 多效蒸海水淡化系统mutipleerreetdistillationseawaterdesalinationsystem 采用多效蒸进行海水淡化的工艺流程注，由海水取水,预处理,多败蒸僧、产品水存储,浓盐水排放冷却海水排放,废水处理等组成 3.5 原海水rawseawater 从海水水源地获取的未经处理的海水 3.6 物料海水feedseawater 在多效蒸圜装置中用于蒸僧淡化的海水
GB/T39222一2020 3.7 最高盐水温度topbhrinetemperature;TBT 在多效蒸圜装置中物料海水的最高蒸发温度 3.8 产品水produetwater 由多效蒸溜装置生产出的电导率小于20AS/cm的淡化水,其不包括外界输人蒸汽的凝结水 3.9 浓盐水brine 经淡化装置处理后排出的比原海水总含盐量高的水 [[HHY/T203.22016,定义2.4] 3.10 加热蒸汽heatingsteam" 外界输人的用于蒸憎淡化的燕汽 [HY/T203.2一2016,定义3.10 3.11 蒸汽热压缩thermalvaporcompressiom;Tvc 以一定压力的蒸汽为动力引射多效蒸憎淡化过程中较低压力的蒸汽,从而对低压燕汽加温加压实现重复利用的过程 3.12 造水比gainedoutputratio;coR 单位时间内产品水质量与加热蒸汽质量之比 HIY/T203,22016,定义3,23 3.13 吨水耗电量speceifiepowereonsmptionm 多效蒸海水淡化装置生产每吨淡水的总耗电量(不包括海水取水、预处理环节) 注单位为kwh/t 总则 4.1 -般原则多效蒸僧海水欲化系统的总装机容量宜满足产水量要求,多效蒸缩装置的台数不宜少于2台 4.1.1 4.1.2在加热蒸汽参数允许条件下,多效蒸海水淡化系统优先采用蒸汽热压缩设备根据产水要求、设备及外部条件确定多效蒸海水淡化装置负荷变化范围,变化范围宜按50%~ 4.1.3 110%设计多效蒸馏海水谈化装置的产水电导率不大于20s/em,产水温度宜低于40C 产水水样参见 4.1.4 GB/T5750.2的方法进行采集,采集的水样电导率参见GB17323的规定进行检测 4.1.5多效蒸海水淡化装置吨水耗电量的设计值小于1.6kw h/t,吨水耗电量的实际值参见 GB/T33542规定的方法进行检测 4.1.6对于具备浓盐水综合利用条件的地区,宜优先考虑对浓盐水进行综合利用 4.2热源条件 4.2.1根据现场可提供的加热介质流量、压力、温度等参数来确定热源条件,在满足装置运行的前提下优先采用低品位热源
GB/39222一2020 4.2.2多效蒸海水淡化系统所用热源的最低条件参数如下 a 若采用蒸汽作为热源,加热蒸汽最低压力宜在0.02MPa以上,加热燕汽最低流量宜满足系统额定产水量要求; b 若采用热水作为热源,热水最低温度宜在60C以上,热水最低流量宜满足系统额定产水量要求 4.3最高盐水温度 4.3.1根据海水中硫酸钙的溶解特性合理确定多效蒸海水淡化装置的最高盐水温度,通常情况下最高盐水温度不宜高于70C 4.3.2在有效去除物料海水中的结垢成分后,多效蒸僧海水淡化装置的最高盐水温度可适当提高,但同时宜考虑对物料海水进行脱气处理 4.4防腐蚀与材料选择 4.4.1凡接触腐蚀介质或对产水水质有影响的设备、部件、管道以及构筑物等均采用耐腐蚀材料或进行防腐处理 4.4.2对于存在不同材质间相互接触且具有腐蚀风险的情况参见GB50726的规定采取防腐措施 4.4.3综合考虑介质温度,pH值、含氧量、化学特性、流速等因素对材料腐蚀的影响来选择防腐蚀材料,具体防腐技术要求及推荐材料参见附录A 4.4.4若多效蒸馏海水淡化系统产水用于饮用,产水输送设备及管道材质参见GB/T17219的要求 5 海水取水及预处理 5.1海水取水在取水系统设计前,掌握取水海域的地形地质、气象海况、,海水潮位、全年各季海水水质监测数 5.1.1 据及水质分析资料 5.1.2取水口选址宜避开河流人海口和排污口 5.1.3取水处的原海水水质不宜低于GB3097中四类海水水质标准中的指标要求,若取水处原海水水质不满足上述要求宜采取预处理措施 5.1.4原海水水样参见GB17378.3规定的方法进行采集,采集的水样参见GB3097规定的方法进行监测,水质数据参见GB17378.4的规定进行分析 5.1.5对不同取水方案进行工程造价、工程周期、工程投资等方面的技术经济性比较后确定取水方式若直接取用原海水,宜考虑采用岸边取水、引潮沟、管涵取水等方式,设计时宜全面考虑泥沙 a 冰凌、风浪、海生物,赤潮及其他海洋水文条件对取水设施的影响若厂址周边已建有取海水设施,宜优先考虑对现有取水设施改造或扩建来满足多效蒸僧淡化 b 系统的取水要求; 若厂址周边已建有海水冷却系统,多效蒸僧淡化系统可直接从海水冷却系统的供回水系统中接管引水 5.1.6海水取水宜合理配置取水泵组或采用变频水泵,满足由于海水温度、产水负荷、热源条件等因素变化所引起的海水用量变化在满足设计取水容量的条件下,海水取水管道数量不宜少于2条当其中一条管道停用或检修 5.1.7 时,其余取水管道可满足最大设计用水量的75%
GB/T39222一2020 5.2预处理 5.2.1根据当地海域的原海水水质和外界环境对水质产生的影响因素,综合考虑是否需要设置海水预处理措施 5.2.2预处理工艺中宜考虑设置拦污栅、澄清系统、自动清洗过滤器等设备 5.2.3澄清系统宜选用具有反应、混凝功能的澄清(沉淀)池或设备,其数量不宜少于2座/台当一台设备检修时,其余设备可满足系统正常供水要求 5.2.4澄清系统宜配备完整的化学药品贮存及计量投放设备,化学药品主要包括絮凝剂和助凝剂,具体种类和用量宜根据原海水水质和试验结果,综合比较后确定 5.2.5经预处理后进人多效蒸榴装置的物料海水水质参见表1 表1物料海水水质要求项目允许值单位悬浮物含量 50 mg/1 颗粒性悬浮物直径 100 4m 石油类 <0 ).5 nmg/1 化学需氧量(coD 5 儿 mg/ mg/L 游离叙 <1 总铁 S0.05 mg/1 铜 0.05 mg/L 硫化物(以硫计 0.25 mg/1 mg/L 化物 s0.2 pH值 6.88.8 水温 240 5.2.6若物料海水水质不符合要求,可根据海水超标特征进行相应的预处理措施,以达到5.2.5中的要求多效蒸装置设计 6 6.1工艺设计 6.1.1造水比根据装机容量、蒸汽压力及供气量、设备投资、蒸汽价格等因素确定多效燕馏装置的造水比,并参见 GB/T33542规定的方法进行检测装置造水比满足如下范围不配备蒸汽热压缩设备的多效蒸僧装置的造水比范围:3一7 a b)配备蒸汽热压缩设备的多效蒸僧装置的造水比范围6~15 6.1.2消除蒸汽过热多效蒸馏装置宜采用喷水雾化闪蒸的方式消除蒸汽过热,以保证进人首效蒸发器的蒸汽为饱和状态
GB/39222一2020 6.1.3海水布液多效蒸僧装置内部的海水布液宜按以下方式进行设计: 根据海水布液密度的要求,合理确定布液进水流量、布液口间的水平与垂直距离、布液口与传 a 热管束的高度以及与传热管束边缘的距离等参数 b)布液管路采用逐级分路、并行给水的方式为防止管道震颤和变形,布液管路宜设置辅助支撑 c 6.1.4汽液分离多效蒸圜装置的汽液分离宜按以下方式进行设计汽液分离元件宜采用丝网、折流板等结构形式; a b 汽液分离器宜采用模块化设计便于部件安装与检修汽液分离器的捕沫面积和安装位置宜根据汽液分离元件的结构形式、捕沫效率、蒸汽流速、蒸 c 汽压降等来确定 6.1.5抽真空多效蒸装置所采用的抽真空宜按以下方式进行设计抽真空设备宜采用射汽抽气器、射水抽气器、机械式真空泵等 a b)抽真空设备的抽气能力宜满足装置运行对真空度的要求,抽真空设备启动后宜在40min 60nmin内达到装置运行条件 6.1.6管路系统多效蒸倔装置的管路系统宜按以下方式进行设计管道布置宜满足施工,操作,维修等方面的要求,管道布置设计参见HG/T20549的规定 a 进出水管道穿过建筑物承重墙或基础时预留开口,管道的位置不妨碍生产操作,交通运输和建 b 筑物的使用进水与产水管道宜明设,排水管道不宜在产水管道上方通过当工艺有特殊要求时排水管道可暗设.但宜便于安装和检修高温管道设计时宜充分考虑管道热膨胀所造成的应力影响,避免对相关设备造成破坏 d 供热管路宜采用并列双母管、环形双母管或其他功能的管路形式 e 管道设计时宜考虑保温,防冻和防腐的要求,避免外界环境对管路系统产生不利影响取样管道设计宜满足取样口采集的水样具有代表性,避免取样管道出现死角或袋形管 g 6.1.7加药系统多效蒸馏装置的加药系统宜按以下要求设计: 在物料海水中宜投加阻垢剂,杀生剂消泡剂等化学药剂 aa b 加药系统的药液配置可采用水力循环,机械搅拌等方式; 加药方式宜采用计量系输人方式,可采用单元制加药或母管加药 d 药液罐容积宜设计为1d的药剂使用量,对于现场配置的药液宜配置两个药液罐药液罐宜配置液位计、隔离阀、液位报警等仪器设备,同时考虑底部排放措施,以便排空内部残存药液; 药品贮存可根据药品消耗量、药品特性、运输距离、供应和运输条件等因素确定,贮存周期宜按 15d30d设计
GB/T39222一2020 6.2设备设计 6.2.1多效蒸馏装置的设备设计参数参见GB/T33542. 6.2.2设备布置宜综合考虑取排水、蒸汽供应、场地尺寸用户位置、检修维护、供电设施,安全消防等因素,设备布置的设计参见HG/20546 6.2.3多效蒸僧装置主要操作点宜设有人行通道和平台,高位布置的通道宜设有平台楼梯 6.2.4 多效蒸僧装置宜设有可靠的密封措施,气密性宜满足在装置达到设计压力后12h真空保持期间内部压力升高值小于6kPa,具体检测方法参见GB/T150,4 6.2.5多效蒸僧装置宜设有保温层,保温层由绝热材料和耐盐雾腐蚀的外保护层组成 6.3电气仪表与控制设计 6.3.1电气系统的设计参见GB50052 6.3.2配电室的防护等级不宜低于GB/T4208一2017规定的IP3X级就地操作箱的防护等级不宜低于GB/T4208一2017规定的IP55级 6.3.3 6.3.4电气设备设置接地、漏电保护措施,接地系统的设计参见GB/T50065的要求真空管路的仪表宜满足耐负压要求,燕汽管路的压力仪表宜配置冷凝管 6.3.5 6.3.6就地指示仪表(温度、压力、流量、液位等)的精度等级不宜低于1.5级 6.3.7 变送器的精度等级不宜低于0.5级 6.3.8控制系统宜采用集中控制和现场控制两种方式,控制设备预留网络通信接口,宜对控制器、网络、电源进行冗余配置 6.3.9防雷系统的设计参见GB50650 多效蒸儡装置的主要检测仪表参数参见附录B 6.3.10 产品水存储设施 7.1产品水存储设施设计参见GB17051的相关要求 7.2产品水存储设施不宜少于2座,存储设施位置宜靠近多效燕装置 7.3产品水存储设施宜控制最高水位和最低水位,并设置明显的水位显示设备 7.4在环境温度低于0C地区,产品水存储设施宜采取防冻措施浓盐水排放 8.1浓盐水排放口选址宜避开系统自身取水口,并选择有利于浓盐水向外海输送转移的位置 8.2浓盐水排放口宜设置扩散装置,以加快浓盐水在海洋中稀释与扩散 8.3浓盐水宜与多效蒸馏海水淡化系统的冷却海水混合后排放,以降低浓盐水的总固溶物浓度和温度 8.4与取水口处原海水的温度相比,浓盐水排放口处的温升不宜超过10C 8.5浓盐水排放污染物浓度限值参见GB18486的要求,浓盐水污染物浓度参见GB18486的规定进行监测 g 冷却海水排放 g.1多效燕馏海水淡化系统中冷却海水排放的具体要求参见HY/T187.2的相关规定
GB/39222一2020 g.2若厂址周边已建有海水冷却系统,多效燕馏海水淡化系统的冷却海水排放宜纳人已有海水冷却系统中 0废水处理 10.1对于多效蒸僧海水淡化系统所产生的废水,宜根据水质(悬浮物、重金属,COD,pH值、水量、种类等因素选择合理的废水处理工艺 10.2系统所产生的废水宜优先送至工业废水处理站统一处理,废水处理后可达标排放,排放废水的水质参见GB8978规定的方法进行监测 10.3对于含泥的废水宜采用污泥浓缩和脱水处理,污泥脱水后可送往灰场或专门设置的堆放场处置
GB/T39222一2020 附录 A 资料性附录) 多效蒸海水淡化系统防腐技术要求及推荐材料多效蒸海水谈化系统防腐技术要求及推荐材料见表A.1 表A.1多效蒸海水淡化系统防腐技术要求及推荐材料序号设备部件材料及防腐方法备注池体耐海水混凝土、钢衬胶、钢衬玻璃钢澄清(沉淀)池池体附件 PVC,PP,PS,FRP 壳体 S31603,碳钢涂环氧涂料加阴极保护 S31603 管板顶部3排5排宜传热管 TA1,TA2,铜合金、特种铝合金采用钛管蒸发器喷淋嘴 S31603,PP 捕沫器 S31603、,PP 壳体外加强板 S30403,碳钢壳体 S31603,碳钢涂环氧涂料加阴极保护 S31603 管板冷凝器传热管 TAl,TA2,铜合金,特种铝合金壳体外加强板 S30403,碳钢蒸汽热压缩器 S31603 海水泵、浓盐水泵泵壳、叶轮等过流部件超级不锈钢系壳,叶轮等过流部件产品水泵 S31603 系头及过流部件 S003.VC 加药泵 S31603、FRP 海水,浓盐水 S30403、FRP、PP 产品水管道加药 S30403,PP 真空 S31603 蒸汽 S30403 海水,浓盐水 S25073,S31603 产 S30403 一晶水,加药闵体及过阀门 S31603 流部件真空 S30403 燕汽
GB/39222一2020 附录B 资料性附录) 多效蒸海水淡化系统主要检测仪表参数多效蒸溜海水淡化系统主要检测仪表参数见表B.1 表B.1多效蒸海水淡化系统主要检测仪表参数远传PIL.C或DCS 序号就地备注测点名称开关量模拟量报警加热猴汽母管温度加热燕汽母管压力加热燕汽母管流量蒸汽热压缩器人口蒸汽压力蒸汽热压缩器人口蒸汽温度首效加热蒸汽压力首效加热蒸汽温度物料海水母管流量各效物料海水流量 1d 首效凝结水温度 11 未效产品水温度 12 首效浓盐水温度 1 末效浓盐水温度 14 首效凝结水液位未效产品水液位 15 16 末效浓盐水液位冷凝器海水人口温度 1 18 冷凝器海水出口温度 1s 冷凝器海水人口流量 20 冷凝器壳侧温度 221 冷凝器壳侧压力 2 首效凝结水电导率首效凝结水流量 2 24 产品水pH值 25 产品水电导率 26 产品水流量 27 浓盐水流量注:表中*标记为产水规模小于1000t/d多效蒸僧海水淡化系统应设置的测点
GB/T39222一2020 参考文献 [1]GB/T150.4压力容器第4部分;制造、检验和验收 [2 GB3097海水水质标准 [时 GB/T4208一2017外壳防护等级(IP代码 [幻 GB/T5750.2生活饮用水标准检验法水样的采集与保存 [时 GB8978污水综合排放标准 io GB17051二次供水设施卫生规范 [n GB/T17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准 Ca GB17323瓶装饮用纯净水 o GB17378.3海洋监测规范第3部分;样品采集、贮存与运输 EI GB17378.4海洋监测规范第4部分海水分析 m GB18486污水海洋处置工程污染控制标准 2 GB/T33542多效蒸海水淡化装置通用技术要求 I3 GB50052供配电系统设计规范 t GB/T50065交流电气装置的接地设计规范 CI GB50650石油化工装置防雷设计规范工业设备及管道防腐蚀工程施工规范 [16]GB50726 [17]HG/T20546 化工装置设备布置设计规定 18]HG/T20549化工装置管道布置设计规定 [19]HY/T187.2海水循环冷却系统设计规范第2部分;排水技术要求 0

多效蒸馏海水淡化系统设计指南GB/T39222-2020

随着全球水资源日益短缺，海水淡化技术逐渐成为解决饮用水不足问题的重要手段之一。而多效蒸馏作为一种高效、可靠的海水淡化技术，也得到了广泛应用。为此，国家标准化委员会发布了《多效蒸馏海水淡化系统设计指南GB/T39222-2020》，以规范多效蒸馏海水淡化系统的设计和应用。

多效蒸馏海水淡化系统主要由预处理单元、蒸馏单元、冷凝器和加热器等部分组成。其基本工作原理是利用多级蒸发和冷凝技术将海水中的盐分去除，从而产生高质量的淡水。

在设计多效蒸馏海水淡化系统时，需要考虑多个因素，如进料水质、蒸发器数量、蒸发器类型、冷凝器和加热器设计等。具体的设计指南包括以下几个方面：

1. 进料水质

进料水质是影响多效蒸馏海水淡化系统性能的关键因素之一。在设计时，需要根据实际情况选择合适的预处理工艺，如过滤、反渗透等，以保证进料水质符合要求。

2. 蒸发器数量和类型

蒸发器数量和类型直接影响系统的蒸发效率和淡水产量。通常情况下，蒸发器数量越多，淡水产量越高。同时，不同类型的蒸发器也有各自的优劣，如管式蒸发器、板式蒸发器、卧式蒸发器等。在具体设计中，需要综合考虑各种因素，选择最佳的蒸发器数量和类型。

3. 冷凝器设计

冷凝器的设计直接影响系统的能耗和淡水产量。一般来说，冷凝器的热传递系数越大，能耗越低，淡水产量也越高。在具体设计中，需要综合考虑冷凝器的材料、结构和工作原理等因素。

4. 加热器设计

加热器的设计也是多效蒸馏海水淡化系统中不可忽视的因素。加热器的性能直接影响系统的能耗和淡水产量。一般来说，加热器的热传递系数越大，能耗越低，淡水产量也越高。在具体设计中，需要综合考虑加热器的材料、结构和工作原理等因素。

总之，多效蒸馏海水淡化系统是一种高效、可靠的海水淡化技术，具有广泛应用价值。而设计合理、运行稳定的多效蒸馏海水淡化系统，则是保证淡水产量和质量的关键。因此，掌握最新的多效蒸馏海水淡化系统设计指南GB/T39222-2020，对于从事相关工作的专业人士来说，显得尤为重要。在实际应用中，多效蒸馏海水淡化系统需要根据具体情况进行设计和优化，以满足不同需求。同时，也需要采取有效的维护和管理措施，确保系统的正常运行。相信随着技术的不断进步和标准的不断完善，多效蒸馏海水淡化系统将会在未来发挥更加重要的作用。