我国淡水资源占世界第4位，但是人均占有的淡水资源却为世界平均水平的1/4。我国是世界上用水量最多的国家，淡水资源地区分布不均匀。随着气候的变化和经济的快速发展，我国面临更加严重的水资源紧缺现状。海水占地球总水量的95%以上，开发海水淡化有利于人类的可持续发展。
海水淡化技术（又称海水脱盐技术）是以海水为原料，通过一定的工艺流程，将其中的盐分去除从而获得淡水的过程。由于沿海地区的淡水资源相对更紧缺，海水淡化已成为沿海地区获得淡水的重要途径。
沿海电厂是用水大户，主要包括锅炉补给水系统用水、循环冷却水用水、生活用水和工业用水等，其中循环冷却水需水量最大。沿海电厂一般采用海水直流冷却系统，无需对海水进行淡化。生活用水一般采用自来水供水方式，工业用水可采用自来水也可采用经过淡化的海水。锅炉补给水系统的水质要求最高，需水量也较大。例如，某4×600MW的沿海电厂每天的锅炉补给水量可达5000吨。沿海电厂海水淡化的产水主要作为锅炉补给水处理系统的补水。
1、沿海电厂海水淡化的主要工艺
海水淡化技术起源于上世纪中叶，经过多年的发展，目前技术已较成熟并且已实现了产业化和规模化。海水淡化技术大体上可分为3步：（1）海水预处理、（2）深度预处理、（3）海水脱盐。
1.1海水预处理技术
海水预处理的主要工艺一般包括絮凝沉淀和过滤。由于海水中经常携带大量的生物、微生物、悬浮物等，这些物质经常会造成海水淡化系统的不稳定。因此需加入絮凝剂，经过絮凝沉淀的作用将海水的浊度降低。海水预处理环节一般还需加入杀菌剂，杀死海水中的微生物、藻类等。海水的絮凝沉淀工艺一般采用斜管沉淀池，主要包括：进水池、反应区和沉淀区三个区域。进水池可设置清污机，去除海水中较大的杂物。反应区提供絮凝剂和杀菌剂反应的场所。沉淀区主要用于杂质的沉降分离。最后经过絮凝沉淀和杀菌后的海水进入过滤单元，通过过滤器进一步去除海水中的悬浮物。过滤器的滤料可为石英砂、无烟煤等，经过预处理环节的海水出水浊度一般小于5NTU。
1.2海水深度预处理技术
海水深度预处理主要依靠超滤装置，超滤膜可在较低压力下将水中较小的颗粒去除，透过超滤膜的部分为透过液，被截留的部分为浓水。超滤可去除99%以上的微生物，几乎可完全去除水中的悬浮物。超滤装置分为内压式和外压式。内压式超滤采用的膜为中空膜，由于内压膜的生产厂家一般同时在生产超滤膜，因此内压膜采用的工作理念与反渗透膜类似。内压膜的过滤方式为错流过滤，清洗方式不可采用反洗，而是采用冲洗的方式。外压式超滤的原理是全流过滤，而不是错流过滤。因此，外压式过滤的方式类似于滤料过滤，如果外压式超滤膜产生污堵的情况，可以用反洗的方式来清洗，也可采用加气反洗方式清洗。超滤装置的出水SDI指标一般小于3。
1.3海水脱盐技术
海水脱盐技术总体可分为2类：热法和膜法。热法主要包括多级闪蒸、多效蒸发和压汽蒸馏，膜法主要有反渗透技术和电渗析膜蒸发法。另外还有离子交换法和冷冻法等。以下对多级闪蒸、多效蒸发、压汽蒸馏和反渗透法展开介绍。
多级闪蒸的原理是将加热的海水导入一个压力较低的容器内，使一部分海水蒸发汽化。剩余的部分海水温度较低，流入下一个压力更低的容器内进一步蒸发汽化。由于多级闪蒸有多个闪蒸室，因此海水经过多次蒸发后最终得到淡水。多级闪蒸的主要优点为：（1）能够批量处理的海水量较大，造水比最高可达14、（2）设备整体性强、（3）运行安全易于整体化。多级闪蒸法的缺点包括：（1）热量消耗较大、（2）可操作的参数较少、（3）适用性较小、（4）反应温度较高设备易腐蚀。多级闪蒸主要以沿海电厂的低品位蒸汽为热源，产水可作为锅炉补给水处理系统和生活用水的水源[5]。
多效蒸馏的原理是利用蒸汽在真空蒸发器内将海水汽化，一效蒸发器产生的二次蒸汽进入下一真空蒸发器给海水加热。每一效真空蒸发器产生的蒸汽经过冷凝之后成为淡水，每一效真空蒸发器内的海水温度不大于70℃。相较于多级闪蒸技术，多效蒸发有以下优点：（1）海水在较低温度蒸发汽化，对设备的腐蚀较小、（2）能量利用率高、（3）可操作性高、（4）占地较小。多效蒸发的产水含盐量为5-10mg/L，产水可作为锅炉补给水处理系统和生活用水的水源。与多级闪蒸相比展现出越来越多的优势[6]。
压气蒸馏法的原理是利用压缩机给海水蒸发产生的二次蒸汽加压，从而使得二次蒸汽焓值升高。被加压的二次蒸汽重新回到蒸发器作为热源给海水加热，此时二次蒸汽被冷凝为淡水。压气蒸馏法的优点为：（1）淡化效率高、（2）能耗比较低、（3）装置占地小。压气蒸馏法的缺点有：（1）设备造价较高、（2）设备易腐蚀、（3）设备运行费用高。压气蒸馏法在沿海电厂中应用较少，一般用于海上钻井平台、潜艇和海岛的淡水装置。
反渗透法的原理是利用半透膜直接将海水中大部分盐分截留，而使水通过。反渗透法与上述热法相比的特点是不需要热源，而且无相变过程，因此操作过程较简单，维修也比较方便。沿海电厂的反渗透脱盐工艺主要配套设备如下：给水泵、保安过滤器、高压泵、反渗透膜、能量回收装置、加药系统和膜清洗系统等。海水反渗透的高压泵有3类形式：往复泵、单螺杆泵和高速泵。能量回收装置包含透平式和正位移式2种形式。反渗透装置长期运行过程中会受到污染，为保证膜分离效率需定期对反渗透膜进行清洗和冲洗以恢复其除盐能力。海水反渗透的产水可作为锅炉补给水处理系统的水源。经过杀菌并且调整pH后可作为生活用水。
2、海水淡化技术的主要影响因素
反渗透法和多效蒸馏海水淡化技术在沿海电厂的海水淡化系统中应用的最广泛，影响反渗透法和多效蒸馏海水淡化技术的因素有海水温度、海水盐度、水质情况和设备材质等。反渗透法最适宜的海水温度为15-25℃，多效蒸馏最适宜的海水温度为0-35℃。反渗透法适用的海水盐度低于30g/L，而多效蒸馏适用于任何盐度的海水。
