專利名稱：利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，特別適用于臨海中 小型發(fā)電廠或臨海設(shè)有自備電站、余熱鍋爐發(fā)電的鋼鐵、石化等行業(yè)。
背景技術(shù)：
海水淡化技術(shù)的應(yīng)用在我國處于起步階段，其中，"熱法"低溫多效(即 LT-MED)海水淡化技術(shù)雖然通過設(shè)計可在一定真空條件下使用小于7(TC的低溫 低壓蒸汽，解決了主體設(shè)備在高溫情況下結(jié)垢的問題，但符合LT-MED裝置設(shè)計 工況的、可直接使用的低溫低壓的低價值蒸汽的來源一直是影響低溫多效海水淡 化技術(shù)推廣及降低其運行成本的關(guān)鍵因素。
目前，通常的作培是從汽輪機中抽取中壓蒸汽，該中壓蒸汽為相對于壓力為 0. 3 0.4ata (ata為絕壓下kgf/cm2)的低壓蒸汽、壓力在4ata以上的蒸汽， 然后通過熱壓縮(即TVC)裝置將中壓蒸汽和回流低壓蒸汽混合減溫減壓后進入 LT-MED裝置進行海水淡化，由于該方式抽取的壓力較高的中壓蒸汽是汽輪機中 沒有充分膨脹做功的優(yōu)質(zhì)蒸汽，蒸汽價值較高，由此直接影響發(fā)電效率，導(dǎo)致海 水淡化的運行成本較高，沒有較好體現(xiàn)LT-MED裝置利用低溫、低壓的低價值蒸 汽直接進行海水淡化的技術(shù)優(yōu)勢；另外通常的海水淡化專設(shè)抽汽系統(tǒng)，沒有較好 利用其它富余蒸汽，造成能源浪費，系統(tǒng)運行不經(jīng)濟。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中使用低溫多效海水淡化工藝時抽取汽輪機中的中壓蒸 汽影響發(fā)電效率、運行成本高等問題，本發(fā)明提供一種將LT-MED裝置與汽輪機 組合、直接利用汽輪機末端排出的低溫、低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，同時該 工藝可利用其它壓力較高的富余蒸汽進行海水淡化，并實現(xiàn)系統(tǒng)的多工況運行。
3為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是在汽輪機后設(shè)置低溫多效海水
淡化的主體設(shè)備LT-MED裝置，通過輸汽管道將汽輪機與LT-MED裝置的第一效連 接，通過低壓蒸汽管道直接將汽輪機中發(fā)電做功后的低溫低壓蒸汽輸送至LT-MED 裝置中，從汽輪機中直接進入LT-MED裝置的低溫低壓蒸汽壓力為0. 3 0. 4ata。 在LT-MED裝置上增設(shè)一個或兩個TVC裝置，TVC裝置通過中壓蒸汽管道及 回流低壓蒸汽管道安裝于LT-MED裝置頂部；回流低壓蒸汽經(jīng)過TVC時與中壓蒸 汽匯合，經(jīng)TVC裝置混合壓縮之后再通過低壓蒸汽管道，進入LT-MED裝置的第 一效。期間，中壓蒸汽通過TVC裝置對LT-MED裝置中產(chǎn)生的低壓蒸汽進行壓縮， 得到更多的加熱蒸汽，提高系統(tǒng)的產(chǎn)水率及造水比。
通過啟閉或調(diào)節(jié)中壓蒸汽管道上的中壓蒸汽管道調(diào)節(jié)閥門、回流蒸汽管道 上的回流蒸汽調(diào)節(jié)闊門及低壓蒸汽管道上的低壓蒸汽調(diào)節(jié)閥門，實現(xiàn)LT-MED裝 置的多工況包括MED、 TVC、 MED+TVC工況運行。
在主體設(shè)備LT-MED裝置停止進行海水淡化時，與汽輪機結(jié)合，作為發(fā)電凝 汽器使用。
本發(fā)明的有益效果是該工藝不僅可以充分利用低溫低壓乏汽和其它富余中 壓蒸汽資源，大幅度降低海水淡化的制水成本，增大造水比，提高產(chǎn)水量，實現(xiàn) 多工況運行，增加LT-MED裝置的運行靈活性；還可以節(jié)省凝汽器的一次性設(shè)備 投資以及為凝汽器設(shè)置海水直流冷卻或循環(huán)冷卻等配套設(shè)施的一次性投資。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。 圖1為本發(fā)明具體實施方式
的系統(tǒng)圖； 圖2為LT-MED裝置平面圖； 圖3為圖2中A-A剖面圖。
圖中1、主體設(shè)備LT-MED裝置，2、汽輪機，3、 TVC裝置，4、鍋爐，5、 低壓蒸汽管道，6、中壓蒸汽管道，7、回流蒸汽管道，8、入料海水管道，9、濃 鹽水管道，10、成品水管道，11、低壓蒸汽調(diào)節(jié)閥門，12、中壓蒸汽調(diào)節(jié)閥門， 13、回流蒸汽調(diào)節(jié)閥門，14、冷卻海水管道，15、冷凝水回收管道。
具體實施例方式
在使用該工藝前需調(diào)查了解鍋爐壓力、汽輪機配置、工作體制及其它可供使 用的壓力較高蒸汽的壓力等級、流量溫度等具體情況，根據(jù)不同的外圍條件確定 不同的LT-MED裝置與汽輪機組合方式及TVC配置方式，并根據(jù)具體的汽輪機排 汽量及產(chǎn)水量要求，確定LT-MED裝置的效數(shù)及造水比。
如圖中所示，LT-MED裝置1為雙相不銹鋼板或防腐碳鋼板及鈦合金管、銅 合金管或鋁合金管焊接組裝而成，根據(jù)產(chǎn)水量要求不同可設(shè)置不同效數(shù)；汽輪機 2為碳素鋼或低合金鋼板加工制造而成；LT-MED裝置1與汽輪機2通過由碳鋼焊 接而成的低壓蒸汽管道5直接連接，距離不超過30米；低壓蒸汽管道5在汽輪 機2上的連接位置位于透平發(fā)電末端蒸汽壓力0. 3 0. 4ata處，低壓蒸汽管道5 在LT-MED裝置1上的連接位置位于蒸發(fā)第一效。低壓蒸汽管道5上靠近LT-MED 裝置1端通過法蘭連接安裝蒸汽調(diào)節(jié)閥門11，從而使LT-MED裝置1與汽輪機2 實現(xiàn)有機組合的同時，又能實現(xiàn)事故狀態(tài)下的切斷。
熱壓縮設(shè)備TVC裝置3為不銹鋼板焊接組裝而成，通過由碳鋼焊接而成的回 流蒸汽管道7與LT-MED裝置1連接，并固定安裝于LT-MED裝置1頂部；回流蒸 汽管道7起始端位于LT-MED裝置1倒數(shù)第二、三或通過核定的其它效數(shù)上，回 流蒸汽管道7經(jīng)過TVC時與由中壓蒸汽管道6在此匯合，之后通過焊接鋼管接入 低壓蒸汽管道5，并最終進入LT-MED裝置1的第一效；回流蒸汽管道7及中壓 蒸汽管道6上分別通過法蘭連接安裝有蒸汽調(diào)節(jié)閥門13及蒸汽調(diào)節(jié)閥門12;根 據(jù)工況的設(shè)置不同TVC裝置3可設(shè)為一個或兩個，雙TVC的安裝連接方法與單 TVC的安裝連接方法相同，但需增加相應(yīng)的回流蒸汽管道7與回流蒸汽調(diào)節(jié)閥門 13。
該工藝中與LT-MED裝置1及汽輪機2組合配套的設(shè)施還有鍋爐4、入料海 水管道8、濃鹽水管道9、成品水管道IO、冷卻海水管道14及冷凝水回收管道 15等；鍋爐4為碳素鋼或低合金鋼板加工制造而成；冷凝水回收管道15、成品 水管道10為不銹鋼或其它適用除鹽水材質(zhì)；入料海水管道8、濃鹽水管道9及 冷卻海水管道14為玻璃鋼或其它耐海水腐蝕材質(zhì)；蒸發(fā)第一效的動力蒸汽冷凝 水通過冷凝水回收管道15回收于鍋爐4，以實現(xiàn)循環(huán)利用；入料海水管道8將 海水輸入LT-MED裝置1后并聯(lián)或串聯(lián)噴淋在各效換熱管上，根據(jù)來水溫度的不同，其中部分海水作為冷卻水通過冷卻海水管道14外排，蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的濃 鹽水及成品水分別通過濃鹽水管道9及成品水管道10排出；另外為保證系統(tǒng)正 常運行還需要真空噴射器、水泵、換熱器、加藥、冷凝及電氣、自控等等多種輔 助設(shè)施。
以上設(shè)施加工制造及安裝完成后，可進行無負荷試車和充水、充汽的運行調(diào)
試。大致過程為按設(shè)定工況建立LT-MED裝置內(nèi)的真空狀態(tài)，入料海水經(jīng)過預(yù) 處理后進入LT-MED裝置，進行噴淋，若在MED工況下，則需進行鍋爐及汽輪機 聯(lián)動，關(guān)閉較高蒸汽調(diào)節(jié)闊門及回流蒸汽調(diào)節(jié)閥門，開啟低壓蒸汽調(diào)節(jié)閥門將低 壓蒸汽排入LT-MED裝置；若在MED+TVC工況下，則需調(diào)整各蒸汽調(diào)節(jié)閥門開度， 以形成最佳運行狀態(tài)；若在TVC工況下，則需關(guān)閉低壓蒸汽調(diào)節(jié)閥門，開啟較高 蒸汽調(diào)節(jié)閥門及回流蒸汽調(diào)節(jié)閥門。
排入的蒸汽被引入到第一效的換熱管中，通過蒸汽冷凝，釋放出潛熱后傳給 熱傳導(dǎo)管外的入料海水，當(dāng)換熱管內(nèi)的蒸汽冷凝發(fā)生時，幾乎等量的蒸汽在熱傳 導(dǎo)管外產(chǎn)生，新產(chǎn)生蒸汽被引入到下一效的換熱管中，如此蒸發(fā)-冷凝過程在所 有效中反復(fù)進行，每一效產(chǎn)出等量的除鹽水。第一效的冷凝水被回收利用。
與此同時海水在蒸發(fā)器內(nèi)的每一效段內(nèi)被非常均勻地由噴嘴進行噴淋分配， 海水水流呈薄膜狀態(tài)從上到下地流淌在每一組換熱管上，由于吸收從管內(nèi)蒸汽冷 凝所釋放的潛熱，管外部分海水汽化。這樣噴淋和蒸發(fā)重復(fù)進行，余下的海水則 以濃鹽水形式排放。
權(quán)利要求
1、一種利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，包括海水淡化的主體設(shè)備LT-MED裝置(1)，其特征在于還包括汽輪機(2)，LT-MED裝置(1)設(shè)置于汽輪機(2)后，通過低壓蒸汽管道(5)直接將汽輪機(2)中發(fā)電做功后的低溫低壓蒸汽輸送至LT-MED裝置(1)中。
2、 按照權(quán)利要求1所述的利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，其特征 在于從汽輪機(2)中直接進入LT-MED裝置(1)的低溫低壓蒸汽壓力為0. 3 0.4ata。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，其 特征在于LT-MED裝置(1)上增設(shè)一個或兩個TVC裝置(3)，對LT-MED裝置(1)中產(chǎn)生的低壓蒸汽進行壓縮，得到更多的加熱蒸汽；TVC裝置(3)通過中 壓蒸汽管道(6)及回流蒸汽管道(7)安裝于丄T-MED裝置(1)頂部，回流蒸汽 管道(7)經(jīng)過TVC裝置(3)時與中壓蒸汽管道(6)匯合，之后通過低壓蒸汽 管道(5)，進入LT-MED裝置(1)的第一效。
4、 按照權(quán)利要求3所述的利用低溫低壓.蒸汽進行海水淡化的工藝，其特征 在于通過啟閉或調(diào)節(jié)中壓蒸汽管道(6)上的中壓蒸汽管道調(diào)節(jié)閥門(12)、回 流蒸汽管道(7)上的回流蒸汽調(diào)節(jié)閥門(13)及低壓蒸汽管道(5)上的低壓蒸 汽調(diào)節(jié)闊門(11)，實現(xiàn)LT-MED裝置的多工況包括MED、 TVC、 MED+TVC工況運行。
5、 按照權(quán)利要求1所述的利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，其特征 在于在主體設(shè)備LT-MED裝置(1)停止進行海水淡化時，與汽輪機(2)結(jié)合， 作為發(fā)電凝汽器使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的工藝，該工藝主要是在汽輪機后設(shè)置LT-MED裝置，LT-MED裝置以海水淡化功能為主兼具發(fā)電凝汽器功能，利用汽輪機汽缸末端的低溫低壓的低價值蒸汽作為海水淡化的加熱蒸汽，實現(xiàn)LT-MED裝置直接使用低溫低壓蒸汽進行海水淡化的目的。另外，LT-MED裝置上設(shè)置一個或兩個TVC裝置，可利用其它壓力較高的富余蒸汽將LT-MED裝置中產(chǎn)生的低壓蒸汽壓縮以得到更多的加熱蒸汽，進而提高系統(tǒng)產(chǎn)水率及造水比，并可實現(xiàn)系統(tǒng)多工況運行。該工藝不僅可以大幅度降低海水淡化的運行成本，還可以節(jié)省為汽輪機設(shè)置凝汽器以及為凝汽器設(shè)置冷卻等配套設(shè)施的投資。
文檔編號C02F1/04GK101481153SQ20081010316
公開日2009年7月15日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者蘭新輝, 周玉磊, 寇彥德, 張巖崗, 瑋 李, 濤 魏 申請人:北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司