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低温多效海水淡化技术可高效利用低品位热源，对预处理要求低，生产的淡水水质高，同时因低温运行减少了系统结垢和腐蚀的风险，作为主要海水淡化方法之一，得到越来越广泛的应用。随着低温多效海水淡化工程的建设，对其过程的模拟分析与设计方法就变得十分必要。本文针对平流和逆流流程低温多效蒸馏海水淡化系统，建立蒸发器等相关物料及能量等数学模型，构建了分析及设计方法，为低温多效海水淡化工程应用奠定了基础。
论文建立了海水相关物性参数关系式，并根据工程实际数据回归得到蒸汽压缩喷射器的相关模型，从整体和各组成部分建立了物料平衡方程、能量平衡方程和传热方程等数学模型，为解决高度非线性方程而采用牛顿迭代法，借助MATLAB编程软件，编制并确定系统模拟计算的源程序。并通过调整系统操作变量，如系统效数、第一效加热蒸汽温度、进料海水盐度等，得到系统各性能参数的变化规律。进一步将模型用于25000t/d逆流低温多效蒸馏海水淡化系统，10000t/d平流低温多效蒸馏海水淡化系统，计算结果和工程实际吻合。
从系统有效能出发，分别建立了系统(火用)模型、(火用)损失模型以及能量品位相关模型。通过对10000t/d4效平流流程和25000t/d14效逆流流程多效蒸馏海水淡化系统进行有效能分析，得出两系统的(火用)利用率均不足20％;系统最大(火用)损失均发生于蒸汽压缩喷射器处，分别占系统总(火用)损失的49％和47％;系统各效(火用)损失基本相当。采用图像(火用)分析法(Exergy Utilization Diagram，EUD)，将系统各部分(火用)损失情况用图形的形式直观表现出来。为系统降低能耗指明了方向，有利于进一步降低海水淡化成本。