基于廢水綜合利用的機械熱力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱工領(lǐng)域，特別是涉及到一種基于低壓蒸汽和中壓冷凝水以及高溫高 壓含鹽廢水綜合利用的機械熱力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前很多工業(yè)諸如原油開采、煉油化工、紡織印染、生物制藥、食品加工以及熱電 供暖等都需要大量不同品位的蒸汽，以滿足加熱、蒸餾、干燥及濃縮等工藝需求。而這些蒸 汽用戶同時又會產(chǎn)生大量的低參數(shù)蒸汽和高溫高壓凝結(jié)水，諸如汽輪機膨脹做功后排出的 低壓乏汽、負壓閃蒸或節(jié)流減壓產(chǎn)生的低壓蒸汽、濃縮液加熱后產(chǎn)生的蒸汽以及高壓蒸汽 換熱后產(chǎn)生的冷凝水，該部分廢汽和廢水富含大量的熱能資源,如果直接排放到大氣中或 地面及地下水體中，不僅造成熱能和水資源浪費,甚至會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染。目前僅工業(yè) 鍋爐每年就消耗 5億噸左右的原煤用于生產(chǎn)蒸汽，其中i/5的蒸汽潛熱和廢水顯熱未經(jīng)利 用而被直接排放，因此有必要將這些余熱資源加以回收，以期提高能量利用率，減少能源消 耗和環(huán)境污染，并帶來良好的社會、經(jīng)濟效益。
[0003]低壓廢蒸汽直接利用一般難以找到相匹配的低品位熱用戶，又無法滿足高品位熱 用戶工業(yè)生產(chǎn)工況需求。而高溫高壓廢水若直接用于加熱，由于利用的是其顯熱，不僅投資 高、占地大、能耗多，而且對于含有空氣的蒸汽來說換熱效果并不理想，并且造成極大的作 功能力的浪費，在熱力學上不符合能量利用最大化原則?；跓崂踉淼膲嚎s法是一種行 之有效的蒸汽能量品位升級方法。以機械壓縮熱栗為例,該設(shè)備通過壓縮的形式消耗機械 能或電能，并將能量傳遞給低壓蒸汽從而產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，本質(zhì)上是投入小部分高位能 量提升低壓蒸汽品位,從而供給中壓熱用戶，以便使用其潛熱。它可將屬于低溫范圍的環(huán) 境熱量及工業(yè)上無法直接利用的余熱轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫哪芰浚⑻峁┙o室內(nèi)供暖或某些工藝過 程，但由于機械壓縮式熱泵耗費的是高品位的機械能，未能充分利用高溫高壓廢水的做功 能力。因此必需考慮一種既能實現(xiàn)低壓蒸汽增壓升溫，又能有效利用高品位廢水熱能，減少 電能消耗的蒸汽壓縮梯級用能方案。為此我們發(fā)明了一種新的基于廢水綜合利用的機械熱 力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng)，解決了以上技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于低壓蒸汽回收和中壓冷凝水及高溫高壓含鹽廢水 梯級利用技術(shù)的機械熱力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng)，最終在中高壓廢水熱能充分利用的基礎(chǔ)上 實現(xiàn)低壓蒸汽高效、低電耗、低成本回收升級，并返回熱用戶進行循環(huán)利用。
[0005] 本發(fā)明的上述目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：基于廢水綜合利用的機械熱力復 合式蒸汽壓縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括低壓閃蒸罐、高壓閃蒸罐、噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射泵、離心式 壓縮機和蒸汽再熱器，該低壓閃蒸罐接收中壓冷凝廢水，并將中壓冷凝廢水閃蒸為低壓閃 蒸蒸汽，該高壓閃蒸罐接收高溫高壓含鹽廢水，并將高溫高壓含鹽廢水進行閃發(fā)，產(chǎn)生高壓 閃蒸蒸汽，該離心式壓縮機連接于低壓閃蒸罐，接收低壓閃蒸蒸汽，并與其它低壓蒸汽一同 3 CN 104696938 A 說明書 2/4頁 進行絕熱壓縮，生成中壓飽和蒸汽，該蒸汽再熱器連接于該離心式壓縮機的出口處，并將超 出該離心式壓縮機額定流量的多余低壓蒸汽進行加熱，該噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射泵的引射端 連接于該蒸汽再熱器以接收加熱后的多余低壓蒸汽，該噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射泵的入口端連 接于該高壓閃蒸罐，以接收高壓閃蒸蒸汽，該噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射泵將高壓閃蒸蒸汽作為 動力蒸汽以引射加熱后的多余低壓蒸汽，生成中壓飽和蒸汽。
[0006] 本發(fā)明的上述目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)： 本發(fā)明不僅實現(xiàn)了不同品位廢熱的優(yōu)化梯級利用，而且對于用戶負荷變動適應性較 好，由于壓縮機處于額定工況，始終保持高效工作狀態(tài)，節(jié)省了非額定工況運轉(zhuǎn)所造成的多 余功耗，同時利用高溫高壓余熱資源來進行壓縮，節(jié)省了高品位電能的消耗，由于充分利用 了低壓蒸汽的潛熱和高壓廢水的內(nèi)能，極大地提高了熱能利用率，減少了工藝系統(tǒng)總體熱 耗，降低了能耗成本。本發(fā)明可以廣泛用于蒸汽加熱、壓縮及相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明的基于廢水綜合利用的機械熱力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng)的一具體實 施案例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0008] 為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施 案例1，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0009] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明的基于廢水綜合利用的機械熱力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)圖。該基于廢水綜合利用的機械熱力復合式蒸汽壓縮系統(tǒng)由低壓閃蒸罐1、高壓閃蒸 罐2、噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射泵3、離心式壓縮機4、蒸汽再熱器5和低壓閃蒸罐加熱器6以及 凝結(jié)水泵7組成。
[0010] 低壓閃蒸罐1接收中壓熱用戶產(chǎn)生的中壓冷凝廢水，并將中壓冷凝廢水閃蒸為低 壓閃蒸蒸汽，保證所產(chǎn)生的低壓閃蒸蒸汽與低壓廢蒸汽壓力相同，以便后續(xù)回收利用。為了 增加中壓冷凝水的閃蒸率，在閃蒸罐內(nèi)安裝低壓閃蒸罐加熱器6以提供更多的潛熱用于閃 發(fā)，閃蒸后剩余的低壓冷凝水則作為鍋爐給水水源、離心式壓縮機4以及噴嘴可調(diào)式蒸汽 噴射泵3的減溫水水源。具體說來，凝結(jié)水泵7連接于低壓閃蒸罐1，并將閃蒸后剩余的低 壓冷凝水升壓后分成三股，其中一股送入鍋爐作為鍋爐給水，一股通入離心壓縮機4的入 口噴嘴提前對蒸汽進行加濕保證出口為飽和蒸汽，另一股則連接到噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射栗 3的出口端，對壓縮后的過熱蒸汽進行加濕減溫，使其達到飽和狀態(tài)。
[0011] 高壓閃蒸罐2接收由鍋爐系統(tǒng)來的高溫高壓含鹽廢水，并將高溫高壓含鹽廢水進 行閃發(fā)，通過噴淋霧化的形式減溫減壓，產(chǎn)生的高壓閃蒸蒸汽則作噴嘴可調(diào)式蒸汽噴射泵3 的動力蒸汽用于引射低壓蒸汽，也就是對低壓蒸汽進行卷吸和壓縮。高溫高壓含鹽廢水閃 蒸后的冷凝水分成兩股，其中一股通入低壓蒸汽再熱器5用以加熱卷吸蒸汽以提高蒸汽噴 射泵的引射系數(shù)，另一股通入低壓閃蒸罐加熱器6作為熱源加熱低壓凝水從而增加低壓閃 蒸罐內(nèi)液體的蒸發(fā)率，經(jīng)過低壓蒸汽再熱器5換熱之后的閃蒸凝水再引入含鹽污水回收系 統(tǒng)以便脫鹽回收再利用。
[0012] 離心式壓縮機4連接于低壓閃蒸罐1，接收低壓閃蒸罐1閃蒸的低壓閃蒸蒸汽，并 4 CN 104696938 A 說明書 3/4頁 與其它低壓蒸汽一同進行絕熱壓縮,生成中壓飽和蒸汽。由于千飽和蒸汽絕熱壓縮后為過 熱蒸汽，不利于換熱。為了防止出口蒸汽過熱而影響后續(xù)流程使用，在離心式壓縮機4入口 處安裝霧化噴嘴噴入飽和水，事先增加進口蒸汽的濕度，以降低過熱蒸汽溫度使蒸汽達到 飽和，保證壓縮機在額定工況下運行。具體說來，將低壓閃蒸后的冷凝水通過凝結(jié)水泵7升 壓后噴入離心式壓縮機4的入口噴嘴，將干飽和汽變?yōu)闈耧柡驼羝缓笸ㄟ^離心式壓縮 機4絕熱壓縮的方式將能量傳遞給加濕后的低