在海水淡化領域，鈦換熱器憑借其卓越的耐腐蝕性、抗生物污損能力和長壽命，成為關鍵設備之一，尤其適用于反滲透（RO）和多級閃蒸（MSF）等主流工藝。以下是騰宇鈦業針對海水淡化用鈦換熱器的詳細解析：

一、鈦換熱器在海水淡化中的應用場景

反滲透（RO）系統

高壓泵冷卻：鈦換熱器用于冷卻高壓泵潤滑油，防止海水鹽分腐蝕。

能量回收裝置（ERD）：利用鈦的高強度和耐壓性，回收高壓濃鹽水的余壓能量。

預處理加熱：鈦管式換熱器對海水進行預熱，提升反滲透膜效率。

多級閃蒸（MSF）系統

蒸發器冷凝段：鈦管束在高溫（80~120℃）、高鹽（TDS≥5%）環境中穩定運行。

熱回收段：鈦板式換熱器實現級間熱量循環，降低能耗。

混合工藝（MED-TVC、SWRO-MSF耦合）

鈦換熱器在復雜工況下兼容不同溫度和介質，避免多材料拼接的腐蝕風險。

二、鈦換熱器的核心優勢

三、材料選擇與牌號推薦

1、主流牌號

TA1（Gr1）：用于薄壁換熱管（壁厚≤0.5 mm），適合RO系統的緊湊型板式換熱器。

TA2（Gr2）：占海水淡化鈦換熱器用量的80%以上，性價比最優，適用于MSF蒸發器管束。

TA9（Gr7，Ti-0.2Pd）：用于高溫酸性海水（pH<5）或含硫化氫（H?S）的油氣田伴生海水淡化。

2、特殊需求優化

超薄鈦箔（TA1）：厚度0.1~0.3 mm，用于新型膜蒸餾（MD）工藝的微通道換熱器。

復合涂層鈦材：表面鍍釕（Ru）或碳化硅（SiC）涂層，進一步提升抗污和耐磨性能。

四、設計與制造標準

1、國際標準

ISO 20703:2020：反滲透海水淡化裝置用鈦管技術要求（壁厚公差±10%，內表面粗糙度Ra≤0.8 μm）。

ASTM B338 Gr2：管殼式換熱器鈦管的尺寸與力學性能規范（抗拉強度≥345 MPa）。

2、中國標準

GB/T 3625-2023：新增海水淡化用超薄鈦管的渦流檢測（ET）和爆破壓力要求。

NB/T 47004-2022：板式換熱器技術條款，規定鈦板片激光焊接的熔深≥板厚的80%。

3、關鍵工藝要求

焊接：采用自動TIG焊，保護氣體（Ar）露點≤-50℃，防止焊縫氧化。

表面處理：酸洗鈍化（HNO?/HF混合液）后形成5~30 nm致密氧化膜（TiO?）。

密封檢測：管板與鈦管脹接后，進行氦質譜檢漏（泄漏率≤1×10?? Pa·m3/s）。

五、典型技術參數（以MSF系統為例）

六、實際應用案例

沙特阿拉伯Jubail III海水淡化廠（MSF工藝）

采用TA2鈦管束（Φ25×0.7 mm），單臺換熱面積12,000 m2，日產淡水100萬立方米。

運行10年后檢測顯示，管壁腐蝕速率<0.005 mm/a，僅為設計允許值的1/10。

中國舟山六橫島反滲透海水淡化項目

使用TA1鈦板式換熱器（0.3 mm板片），傳熱效率提升20%，能耗降至3.5 kWh/m3。

阿聯酋Fujairah F3混合式海水淡化廠

TA9（Gr7）鈦管用于高溫段（H?S含量50 ppm），實現10年零泄漏記錄。

七、維護與升級建議

1、運維優化

智能監測：在管板處安裝光纖傳感器，實時監測污垢熱阻變化，預測清洗周期。

脈沖清洗：采用氣-水脈沖技術（壓力0.5~1.0 MPa），避免化學清洗對鈦表面的損傷。

2、技術升級方向

3D打印鈦結構：制造仿生鯊魚皮表面流道，減少流動阻力并抑制污垢沉積。

納米改性鈦材：通過陽極氧化生成TiO?納米管陣列，增強光催化自清潔能力。

八、經濟性分析

海水淡化用鈦換熱器通過材料與工藝的精準匹配，在極端鹽度、高溫和生物侵蝕環境下展現出不可替代的優勢。盡管初期投資較高，但其全生命周期的經濟性、可靠性和環保性已在中東、中國等大型海水淡化項目中得到驗證。隨著超薄鈦箔、智能監測等技術的發展，鈦換熱器將進一步推動海水淡化工藝向高效低碳方向升級。