專利名稱：利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水淡化領(lǐng)域，特別涉及ー種利用電廠余熱淡化海水的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海水淡化的方法很多，能做到大型化 和產(chǎn)業(yè)化的主要是膜法和熱法。膜法又稱為反滲透法，它是利用了滲透壓的原理。這種方法利用半透膜來(lái)達(dá)到將淡水與鹽分離的目的。在通常情況下，半透膜允許溶液中的溶劑通過(guò)，而不允許溶質(zhì)透過(guò)。由于海水含鹽高，如果用半透膜將海水與淡水隔開，淡水會(huì)通過(guò)半透膜擴(kuò)散到海水的ー側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面升高，直到一定的高度產(chǎn)生壓力，使淡水不再擴(kuò)散過(guò)來(lái)。這個(gè)過(guò)程是滲透。如果反其道而行之，要得到淡水，只要對(duì)半透膜中的海水施以壓力，就會(huì)使海水中的淡水滲透到半透膜夕卜，而鹽卻被膜阻擋在海水中，這就是反滲透法。其主要優(yōu)點(diǎn)為節(jié)省能源。熱法常用的又分為蒸餾法和閃蒸法。蒸餾法一般為低溫多效蒸餾，它的主設(shè)備稱為蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，海水被蒸汽加熱至飽和溫度，并蒸發(fā)出部分水蒸汽，水蒸汽凝結(jié)后即是淡水。閃蒸法是通過(guò)閃蒸的原理，即海水從壓カ高的環(huán)境至壓カ低的環(huán)境會(huì)閃蒸出一部分蒸汽，將這部分蒸汽凝結(jié)后即是淡水。它與反滲透法相比優(yōu)點(diǎn)為所得淡水的水質(zhì)較高，缺點(diǎn)為耗用的能源較大。我國(guó)沿海地區(qū)人口眾多，エ業(yè)發(fā)達(dá)，很多火力發(fā)電廠考慮到燃料煤的運(yùn)輸方便及大量的用水，很多選址靠近海邊。火力發(fā)電廠的大量用水包括兩個(gè)部分，一部分為鍋爐所需要的燒成蒸汽的純水及系統(tǒng)自身用水，這一部分為處理過(guò)的淡水；另一部分為冷卻汽輪機(jī)乏汽的循環(huán)水，這一部分可以為河水或海水；循環(huán)水在汽輪機(jī)后的凝汽器中把做功后的汽輪機(jī)乏汽冷凝成水，乏汽冷凝所放出的潛熱由這部分循環(huán)水帶走，對(duì)于海邊的火力發(fā)電廠，這部分升溫后的循環(huán)水直接排入海中，造成很大的能源浪費(fèi)，然而目前對(duì)于這一低溫?zé)嵩吹睦眠€沒有很好、可行的方法。凝汽器出來(lái)的海水循環(huán)水大約40°C左右，若由此溫度進(jìn)行閃蒸制取淡水，無(wú)論產(chǎn)量和你效率都是非常低下的，假設(shè)利用10°C溫差來(lái)閃蒸制取淡水，其焓降僅為42kj/kg，因此每千克40°C海水來(lái)閃蒸淡水量?jī)H約為0. 017kg，若再考慮其電耗成本，以此制取淡水無(wú)疑是不經(jīng)濟(jì)的。相較于上述電廠的凝汽器余熱，電廠鍋爐的余熱，量雖然沒有凝汽器余熱多，但是能量的品級(jí)要高出許多，我們知道鍋爐煙氣中含有酸性氣體，煙溫高時(shí)它們會(huì)以氣態(tài)的形式流經(jīng)鍋爐各受熱面直至到脫硫塔里被除去。當(dāng)煙溫低于某ー溫度時(shí)，它們會(huì)與煙氣中的水蒸氣結(jié)合成硫酸而腐蝕換熱設(shè)備；為避免鍋爐尾部受熱面的酸露腐蝕，通常鍋爐排煙溫度設(shè)計(jì)較高，電站鍋爐排煙溫度約140°C左右，這一部分熱源若能配合凝汽器進(jìn)行海水淡化，必然能提高海水淡化的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，利用電廠凝汽器循環(huán)水的廢熱和鍋爐煙氣余熱來(lái)進(jìn)行閃蒸制取淡水，這樣可以降低制取淡水的成本，節(jié)省能源。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案ー種利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，包括凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)，連接聚集凝汽器出水的出水水室；海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)，包括多個(gè)閃蒸罐，分別為第一級(jí)閃蒸罐、第二級(jí)閃蒸罐……第N級(jí)閃蒸罐，聚集在所述凝汽器出水水室的海水進(jìn)入第N-I級(jí)閃蒸罐的冷凝管束、第N-2級(jí)閃蒸罐的冷凝管束……第一級(jí)閃蒸罐的冷凝管束；第N級(jí)閃蒸罐的冷凝管束另連接末級(jí)冷卻系統(tǒng)；鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)，包括煙氣余熱回收裝置，所述煙氣余熱回收裝置設(shè)于煙道內(nèi)，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐冷凝管束的海水經(jīng)過(guò)所述煙氣余熱回收裝置后進(jìn) 入第ー級(jí)閃蒸罐罐體、第二級(jí)閃蒸罐罐體……直至第N級(jí)閃蒸罐罐體，海水在各閃蒸罐內(nèi)閃蒸，與各閃蒸罐的冷凝管束接觸后形成淡水；抽真空分系統(tǒng)，所述抽真空分系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備，所述抽真空設(shè)備與各閃蒸罐罐體連接；淡水及海水排污分系統(tǒng),包括淡水管道與排污海水管道,所述淡水管道與各閃蒸罐的淡水出ロ連接，未閃蒸的海水通過(guò)第N級(jí)閃蒸罐罐體后進(jìn)入排污海水管道。本發(fā)明的凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)，其中需淡化的海水來(lái)自火力發(fā)電廠凝汽器的循環(huán)水，凝汽器循環(huán)海水取水系統(tǒng)包括凝汽器頂部管束、隔板、出水集管、濾網(wǎng)、海水預(yù)處理裝置、取水泵；所述凝汽器頂部管束位于凝汽器的頂部，這里循環(huán)水的出水溫度相較于凝汽器其它部位的管束的溫度要高；隔板與出水集管把要取出的循環(huán)水與其它循環(huán)水分隔開，使其進(jìn)入出水集管；出水集管依次與濾網(wǎng)、海水預(yù)處理裝置、取水泵相連，使加熱后的海水進(jìn)入多級(jí)閃蒸系統(tǒng)。本發(fā)明的海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)包括ー個(gè)或多個(gè)海水閃蒸罐(圖示為五級(jí))，其中每個(gè)閃蒸罐串聯(lián)連接，海水預(yù)處理裝置來(lái)的需淡化海水由取水泵加壓依次流入第四級(jí)閃蒸罐冷凝管束、第三級(jí)閃蒸罐冷凝管束、第二級(jí)閃蒸罐冷凝管束、第一級(jí)閃蒸罐冷凝管束，然后去鍋爐煙氣余熱回收裝置；加熱后的海水再去閃蒸罐內(nèi)閃蒸，依次由單向閥流進(jìn)第一級(jí)閃蒸罐、單向閥、第二級(jí)閃蒸罐、單向閥、第三級(jí)閃蒸罐、單向閥、第四級(jí)閃蒸罐、單向閥、第五級(jí)閃蒸罐；各級(jí)的淡水出水ロ也依次相連接；本發(fā)明的海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)的閃蒸罐包括閃蒸罐冷凝管束、平衡通風(fēng)ロ、淡水出水ロ、閃蒸罐罐體、蒸汽浄化裝置，兩級(jí)閃蒸罐罐體間連接有單向閥；本發(fā)明的第五級(jí)閃蒸罐連接有抽真空分系統(tǒng)、淡水及海水排污分系統(tǒng)、末級(jí)冷卻系統(tǒng)；抽真空系統(tǒng)包括一柚真空泵，真空表，來(lái)維持閃蒸罐內(nèi)的真空度，抽真空系統(tǒng)與第五級(jí)閃蒸罐上的平衡通風(fēng)ロ連接。淡水及海水排污分系統(tǒng)包括淡水輸送泵、海水排污泵，淡水輸送泵與第五級(jí)閃蒸罐上淡水出水ロ相連接，海水排污泵與第五級(jí)閃蒸罐上的單向閥連接；末級(jí)冷卻系統(tǒng)與第五級(jí)閃蒸罐冷凝管束相連接，末級(jí)冷卻系統(tǒng)的冷卻水為循環(huán)水進(jìn)、回水母管內(nèi)循環(huán)海水。本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)，采用耐腐蝕煙氣余熱回收器形式吋，熱源為鍋爐排煙余熱，耐腐蝕煙氣余熱回收器采取鍋爐省煤器結(jié)構(gòu)形式，材質(zhì)采用耐酸腐蝕性材料。本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)的耐腐蝕煙氣余熱回收器其材質(zhì)也可為普通碳鋼材質(zhì)，具體根據(jù)鍋爐煙氣酸露點(diǎn)高低而定；本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)，鍋爐煙氣余熱回收裝置還可以分為鍋爐煙氣余熱回收放熱段和鍋爐煙氣余熱回收吸熱段兩個(gè)部分，熱源為鍋爐煙氣余熱；煙氣余熱回收放熱段和煙氣余熱回收吸熱段兩個(gè)部分之間循環(huán)介質(zhì)為高溫循環(huán)水或自然循環(huán)的飽和蒸汽。本發(fā)明可根據(jù)海水淡化的處理能力，抽取部分循環(huán)水的高溫段配合鍋爐煙氣的余熱回收，進(jìn)行多級(jí)閃蒸，制取淡水，補(bǔ)充電廠自身所需淡水，同時(shí)因取得的淡水為粗蒸餾水，節(jié)省電廠補(bǔ)給水的水處理成本；回收電廠余熱，節(jié)能減排。
本發(fā)明或者可采用以下技術(shù)方案ー種利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，包括凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)，連接聚集凝汽器出水的出水水室；海水閃蒸分系統(tǒng)，包括閃蒸罐，聚集在所述凝汽器出水水室的海水進(jìn)入閃蒸罐罐體，所述閃蒸罐的冷凝管束另連接冷卻系統(tǒng)，海水在閃蒸罐內(nèi)閃蒸，與閃蒸罐的冷凝管束接觸后形成淡水；抽真空分系統(tǒng)，所述抽真空分系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備，所述抽真空設(shè)備與閃蒸罐罐體連接；淡水及海水排污分系統(tǒng),包括淡水管道與排污海水管道，所述淡水管道與閃蒸罐上部的蒸汽回收裝置連接，未閃蒸的海水進(jìn)入排污海水管道。本發(fā)明還可単獨(dú)利用電廠凝汽器余熱來(lái)淡化海水，包括火力發(fā)電廠的凝汽器及與之相連接的取水系統(tǒng)；還包括ー閃蒸罐及與其相連接的抽真空系統(tǒng)、蒸汽冷凝系統(tǒng)及排污系統(tǒng)；凝汽器及與之相連接的取水系統(tǒng)管路上，還可以加裝(也可不加裝)ー輔助加熱系統(tǒng)，熱源為電廠其他形式的廢熱，對(duì)凝汽器出來(lái)的熱海水進(jìn)行加熱，方便制取淡水；閃蒸罐還包括折板及排污系統(tǒng)等輔助設(shè)備，折板作用為分隔未閃蒸的海水和已經(jīng)冷凝好的淡水；當(dāng)未閃蒸的海水達(dá)到一定液位時(shí)，海水從排污系統(tǒng)排走。閃蒸罐及與其相連的蒸汽冷凝系統(tǒng)，蒸汽冷凝系統(tǒng)主要包括冷卻水管束，冷卻水為電廠的低溫循環(huán)水。


圖I為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的原理圖。圖2為本發(fā)明涉及地利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)中單個(gè)閃蒸罐的示意圖。圖3為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)包括的凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)的示意圖。圖4為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置I的ー種實(shí)施例的示意圖。圖5為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置I的另ー種實(shí)施例的示意圖。圖6為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)的部分示意圖。
圖7為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的單凝汽器余熱淡化海水的系統(tǒng)原理圖。圖8為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的輔助加熱系統(tǒng)30的示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的原理圖。利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，包括凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)、海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)、鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)、抽真空分系統(tǒng)、淡水及海水排污分系統(tǒng)。所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)連接聚集凝汽器出水的出水水室22。所述海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)包括多個(gè)閃蒸罐，分別為第一級(jí)閃蒸罐3、第二級(jí)閃蒸罐4……第N級(jí)閃蒸罐。參見圖2，為本發(fā)明涉及地利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)中單個(gè)閃蒸罐的示意圖。結(jié)合圖1，聚集在所述凝汽器出水水室22的海水進(jìn)入第N-I級(jí)閃蒸罐的冷凝管束15、第N-2級(jí)閃蒸罐的冷凝管束15……第一級(jí)閃蒸罐3的冷凝管束15 ;第N級(jí)閃蒸罐的冷凝管束15另連接末 級(jí)冷卻系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，多級(jí)閃蒸罐共有五級(jí)，海水自第四級(jí)閃蒸罐6的冷凝管束15進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)第三、第二、第一級(jí)閃蒸罐5、4、3的冷凝管束15。所述鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)，包括煙氣余熱回收裝置1，所述煙氣余熱回收裝置I設(shè)于煙氣煙道內(nèi)，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐3冷凝管束15的海水經(jīng)過(guò)所述煙氣余熱回收裝置I后進(jìn)入第一級(jí)閃蒸罐罐體18、第二級(jí)閃蒸罐罐體18……直至第N級(jí)閃蒸罐罐體18，在本實(shí)施例中，海水依次進(jìn)入第一、第二……第五級(jí)閃蒸罐罐體18。海水在各閃蒸罐內(nèi)閃蒸，與各閃蒸罐的冷凝管束接觸后形成淡水。所述抽真空分系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備，所述抽真空設(shè)備與各閃蒸罐罐體18連接。優(yōu)選地，抽真空設(shè)備包括抽真空泵10和多個(gè)真空表13，所述抽真空泵10與第N級(jí)閃蒸罐連接，所述真空表13設(shè)在各閃蒸罐中。所述各閃蒸罐上都設(shè)有平衡通風(fēng)ロ 16，所述抽真空泵10與第N級(jí)閃蒸罐的平衡通風(fēng)ロ 16連接，其它閃蒸罐的平衡通風(fēng)ロ 16設(shè)于相鄰閃蒸罐之間。所述淡水及海水排污分系統(tǒng)包括淡水管道與排污海水管道,所述淡水管道與各閃蒸罐的淡水出ロ連接，未閃蒸的海水通過(guò)第N級(jí)閃蒸罐罐體18后進(jìn)入排污海水管道。本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)還包括凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)，參見圖3，所述凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)包括循環(huán)水進(jìn)水母管、循環(huán)水回水母管，所述循環(huán)水進(jìn)水母管分別連接所述凝汽器23的進(jìn)ロ(進(jìn)水水室21)，以及所述末級(jí)冷卻系統(tǒng)的進(jìn)ロ，所述循環(huán)水回水母管分別連接所述凝汽器23的回ロ(回水水室20)，所述末級(jí)冷卻系統(tǒng)的出口、以及所述排污海水管道的出口。參見圖4，為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置I的一種實(shí)施例的示意圖。所述煙氣余熱回收裝置I為管束，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐3冷凝管束15的海水從煙道101的管束進(jìn)ロ進(jìn)入，通過(guò)管束后，從煙道103的管束出口出來(lái)。所述煙氣余熱回收裝置I的管束的材質(zhì)為耐酸腐蝕性材料或普通炭鋼材料。煙氣余熱回收裝置I也可以是另ー種形式，參見圖5，為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置I的另ー種實(shí)施例的示意圖。所述煙氣余熱回收裝置I包括放熱段105和吸熱段104，所述放熱段105和吸熱段104連接，形成循環(huán)管路，管路中有循環(huán)介質(zhì)流動(dòng)，所述吸熱段104設(shè)在煙道內(nèi)，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐3冷凝管束15的海水經(jīng)過(guò)所述放熱段105被加熱后進(jìn)入第一級(jí)閃蒸罐罐體18。循環(huán)介質(zhì)為高溫循環(huán)水或自然循環(huán)的飽和蒸汽。參見圖6，為本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)的凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)的部分示意圖。所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)的出水水室22中設(shè)有隔板222，而且所述隔板222設(shè)于所述出水水室22的頂部，所述隔板222隔離出的凝汽器管束通過(guò)出水集管221與所述海水多級(jí)閃蒸分系 統(tǒng)連接，其它出水的凝汽器管束集中在回水水室20，通過(guò)循環(huán)水出水母管與循環(huán)水回水母管連接?；氐綀D3，所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)還包括濾網(wǎng)19、和海水預(yù)處理裝置11，所述通出水水室22的海水過(guò)濾網(wǎng)19、海水預(yù)處理裝置11進(jìn)入所述海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)?，F(xiàn)根據(jù)從海水到淡水的流程，闡述本發(fā)明實(shí)施方案如圖3所示，凝汽器23由大量的管束組成，循環(huán)水進(jìn)水母管來(lái)的低溫海水走管束內(nèi)，汽輪機(jī)來(lái)的乏汽走管外，當(dāng)汽輪機(jī)來(lái)的乏汽經(jīng)過(guò)低溫管束時(shí)，迅速冷凝放出余熱，自身變?yōu)槔淠峋h(huán)水進(jìn)水母管來(lái)的循環(huán)水吸收了乏汽冷凝放出余熱，溫度升高，對(duì)于一般大中型電廠機(jī)組來(lái)說(shuō)，溫度一般接近40°C左右，這部分水直接由循環(huán)水出水母管排走，造成很大的浪費(fèi)；本發(fā)明在出水水室22頂部，通過(guò)隔板222分隔若干根凝汽器頂部管束231的循環(huán)水，由出水集管221引出去海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)，隔板222弧度盡可能地大，無(wú)死角，保證清洗凝汽器23的膠球可以自由地出入。出水集管221來(lái)的海水循環(huán)水，先經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)19，此濾網(wǎng)19 一方面可過(guò)濾循環(huán)水中雜質(zhì)，一方面可以收集清洗凝汽器23的膠球，當(dāng)電廠凝汽器23進(jìn)行膠球沖洗后，此濾網(wǎng)19應(yīng)打開取出膠球，沖洗。海水先進(jìn)入海水預(yù)處理裝置11，在此去除泥沙等雜質(zhì)，然后再由取水泵12輸入多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)中，40°C左右的循環(huán)海水，先進(jìn)入第四級(jí)閃蒸罐6中的閃蒸罐冷凝管束15，此時(shí)的循環(huán)海水作為第四級(jí)閃蒸罐6的冷卻水，冷凝第四級(jí)閃蒸罐6閃蒸的蒸汽，吸收熱量，自身溫度升高，假設(shè)升高為45°C ;然后再去第三級(jí)閃蒸罐5冷凝第三級(jí)閃蒸罐5閃蒸的蒸汽，溫度升高為50°C，依次流動(dòng)，當(dāng)從第一級(jí)閃蒸罐3冷凝管束15出來(lái)吋，此時(shí)需淡化循環(huán)海水的溫度為60°C。多級(jí)閃蒸來(lái)的循環(huán)海水溫度為60°C，此時(shí)再進(jìn)入鍋爐煙氣余熱回收裝置I加熱；本發(fā)明鍋爐煙氣余熱回收裝置I可以為兩種結(jié)構(gòu)形式，一為耐腐蝕煙氣余熱回收器102形式；電廠鍋爐煙氣中含有酸性氣體具有腐蝕性，因此煙氣余熱回收裝置I選用耐腐蝕的材料制造，耐腐蝕煙氣余熱回收器102為省煤器形式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)ロ連接煙道101，出口連接煙道103 ;煙氣經(jīng)過(guò)耐腐蝕煙氣余熱回收器102，把煙氣的余熱傳遞給從凝汽器23管束來(lái)的海水；由技術(shù)背景資料可知，鍋爐的排煙溫度約為140°C左右，根據(jù)海水的淡化產(chǎn)量及具體鍋爐煙氣量，此時(shí)我們假設(shè)把循環(huán)海水加熱到80°C左右。若我們對(duì)鍋爐煙氣的特性進(jìn)行計(jì)算，我們可以得到不同煙氣成分，其煙氣酸露點(diǎn)的溫度，此時(shí)再根據(jù)海水的淡化產(chǎn)量及具體鍋爐煙氣量，安排合適的進(jìn)鍋爐煙氣余熱回收裝置I的海水的溫度，此時(shí)耐腐蝕煙氣余熱回收器102可選用普通材質(zhì)制造而不會(huì)被鍋爐煙氣酸露腐蝕。同樣為避免鍋爐煙氣酸露腐蝕，煙氣余熱回收裝置I還可以為圖5形式，分為鍋爐煙氣余熱回收放熱段105和鍋爐煙氣余熱回收吸熱段104兩個(gè)部分，鍋爐煙氣經(jīng)過(guò)鍋爐煙氣余熱回收吸熱段104，把煙氣余熱傳遞給循環(huán)介質(zhì)——高溫循環(huán)水或自然循環(huán)的飽和蒸汽，高溫循環(huán)水再在鍋爐煙氣余熱回收放熱段105中把熱量傳遞給要加熱的海水，高溫循環(huán)水冷卻后又回到煙氣余熱回收吸熱段104重新加熱，如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)把電廠鍋爐煙氣余熱傳遞給多級(jí)閃蒸系統(tǒng)來(lái)的海水，通過(guò)控制循環(huán)介質(zhì)的溫度可以防止煙氣余熱回收吸熱段104的酸露腐蝕。經(jīng)過(guò)鍋爐煙氣余熱回收裝置I加熱后的海水80°C，此時(shí)由單向閥2進(jìn)入第一級(jí)閃蒸罐3進(jìn)行閃蒸，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)蒸汽浄化裝置14后遇閃蒸罐冷凝管束15冷凝成蒸餾水，由淡水出水ロ 17流向下ー級(jí)閃蒸罐，最后在第五級(jí)閃蒸罐7由淡水輸送泵9抽走；未閃蒸的海水經(jīng)過(guò)單向閥2流向下ー級(jí)閃蒸罐繼續(xù)閃蒸，直至第五級(jí)閃蒸罐7，因此時(shí)的海水溫度溫度較低，為得到更多淡水，此時(shí)用循環(huán)水進(jìn)回水母管的冷卻水來(lái)冷凝閃蒸的蒸汽。
為了海水閃蒸，多級(jí)閃蒸罐需要維持一定的真空度，本海水淡化系統(tǒng)配有抽真空系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)包括一柚真空泵10，多個(gè)真空表13，來(lái)維持各個(gè)閃蒸罐內(nèi)的真空度，抽真空系統(tǒng)與第五級(jí)閃蒸罐7上的平衡通風(fēng)ロ 16連接。其他平衡通風(fēng)ロ 16位于每?jī)杉?jí)閃蒸罐之間，把多級(jí)閃蒸罐連為ー個(gè)整體。由于多級(jí)閃蒸罐內(nèi)相對(duì)于外界大氣壓為負(fù)壓，因此制取的淡水和最后未閃蒸的海水都需要由泵附加壓カ抽取出來(lái)，本發(fā)明配有淡水輸送泵9、海水排污泵8。整個(gè)系統(tǒng)總的能源消耗各個(gè)泵的電耗，其他不需要額外的能源來(lái)加熱海水，因此節(jié)能環(huán)保，降低海水淡化的處理成本。本發(fā)明圖I所示僅僅為部分循環(huán)水海水淡化，對(duì)于大型化和產(chǎn)業(yè)化來(lái)說(shuō)，可以把整個(gè)出水水室22的循環(huán)水引出進(jìn)行淡化，其原理、系統(tǒng)流程和圖一一樣，本發(fā)明僅為五級(jí)閃蒸系統(tǒng)，在實(shí)施過(guò)程中根據(jù)淡水處理量，電廠余熱回收規(guī)模，可設(shè)計(jì)為某一需要級(jí)數(shù)。本發(fā)明涉及的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)還可以單獨(dú)利用凝汽器余熱淡化海水實(shí)施。參見圖7，為單凝汽器余熱淡化海水的系統(tǒng)原理圖。包括凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)、海水閃蒸分系統(tǒng)、抽真空分系統(tǒng)、淡水及海水排污分系統(tǒng)。所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)連接聚集凝汽器23出水的出水水室22、濾網(wǎng)。所述海水閃蒸分系統(tǒng)包括閃蒸罐，在本實(shí)施例中，閃蒸罐可以是單個(gè)，聚集在所述凝汽器23出水水室22的海水通過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入閃蒸罐罐體，所述閃蒸罐的冷凝管束26另連接冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)為低溫循環(huán)水或鍋爐低溫補(bǔ)給水。海水在閃蒸罐27內(nèi)閃蒸，與閃蒸罐27的冷凝管束26接觸后形成淡水。所述抽真空分系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備，所述抽真空設(shè)備與閃蒸罐27罐體連接。優(yōu)選地，所述抽真空分系統(tǒng)的抽真空設(shè)備包括抽真空泵25，所述抽真空泵25與閃蒸罐27的頂部連接。所述淡水及海水排污分系統(tǒng)包括淡水管道與排污海水管道，所述淡水管道與閃蒸罐27上部的蒸汽回收裝置連接，未閃蒸的海水通過(guò)排污泵31進(jìn)入排污海水管道。這種形式還包括凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)，所述凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)包括循環(huán)水進(jìn)水母管、循環(huán)水回水母管，所述循環(huán)水進(jìn)水母管通過(guò)閥門24連接所述冷卻系統(tǒng)的進(jìn)ロ，所述循環(huán)水回水母管通過(guò)閥門24連接冷卻系統(tǒng)的出口。凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)的出水水室22中設(shè)有隔板222，而且所述隔板222設(shè)于所述出水水室22的頂部，所述隔板222隔離出的凝汽器管束與所述海水閃蒸分系統(tǒng)連接，其它出水凝汽器管束通過(guò)循環(huán)水出水母管與循環(huán)水回水母管連接。
另外，所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)還包括輔助加熱分系統(tǒng)，所述輔助加熱分系統(tǒng)包括列管加熱器301，所述出水水室22的海水經(jīng)過(guò)所述列管加熱器301加熱后進(jìn)入所述閃蒸罐27，所述列管加熱器301的熱源為電廠的廢熱蒸汽。本發(fā)明可把凝氣器來(lái)的40°C的循環(huán)海水接入閃蒸罐27中，40°C左右的循環(huán)海水，在閃蒸罐27中，由于壓カ急劇降低，迅速閃蒸；蒸汽向上經(jīng)過(guò)冷凝管束26，冷凝成淡水，達(dá)到淡水和鹽分分離的目的；冷凝水落入閃蒸罐27上部的蒸汽冷凝回收裝置28中，再由管道引出，可以做為火電廠自身給水的補(bǔ)給水，也可作其它用途；循環(huán)海水中部分未蒸發(fā)的海水直接排入循環(huán)水回水母管中；作為冷凝蒸汽的低溫冷源可以為ー小部分的低溫循環(huán)水，也可以為鍋爐低溫補(bǔ)給水的，其溫度應(yīng)比循環(huán)海水的閃蒸溫度低。為了使循環(huán)海水閃蒸，閃蒸罐27內(nèi)需要維持一定的真空度，假設(shè)進(jìn)入閃蒸罐27的循環(huán)海水溫度為40°C，其對(duì)應(yīng)飽和水的壓カ為P4Q，因此，此時(shí)閃蒸罐27內(nèi)的絕對(duì)壓カ應(yīng)小于P4ci,使循環(huán)海水沸騰蒸發(fā)。閃蒸罐27內(nèi)的真空度由真空泵來(lái)提供并 維持，對(duì)于閃蒸罐27內(nèi)混有的不凝結(jié)氣體也由真空泵ー并吸走排出。在取水系統(tǒng)中還可以增加一輔助加熱系統(tǒng)30，把從凝汽器23管束來(lái)的海水循環(huán)水再加熱；輔助加熱系統(tǒng)30可以為圖8所示結(jié)構(gòu)包括列管換熱器，取水裝置來(lái)的海水經(jīng)過(guò)列管加熱器301加熱后再由取水泵29送入閃蒸罐27內(nèi)，列管加熱器301的熱源為電廠的廢熱蒸汽，加熱后的海水為防止結(jié)垢，溫度不宜過(guò)高，一般低于100°C。整個(gè)系統(tǒng)總的能源消耗為真空泵加上取水泵的電耗，其他不需要額外的能源來(lái)加熱海水，因此節(jié)能環(huán)保，降低海水淡化的處理成本。制取的淡水為蒸餾水，作為鍋爐的補(bǔ)水來(lái)說(shuō)，比電廠水處理的軟水要好，本發(fā)明可以替換電廠的水處理裝置，提高電廠經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.ー種利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是包括 凝汽器(23)循環(huán)海水取水分系統(tǒng)，連接聚集凝汽器(23)出水的出水水室(22)； 海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)，包括多個(gè)閃蒸罐，分別為第一級(jí)閃蒸罐(3 )、第二級(jí)閃蒸罐(4)……第N級(jí)閃蒸罐，聚集在所述凝汽器(23)出水水室(22)的海水進(jìn)入第N-I級(jí)閃蒸罐的冷凝管束(15)、第N-2級(jí)閃蒸罐的冷凝管束(15)……第一級(jí)閃蒸罐(3)的冷凝管束(15);第N級(jí)閃蒸罐的冷凝管束(15)另連接末級(jí)冷卻系統(tǒng)； 鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)，包括煙氣余熱回收裝置(1)，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐(3)冷凝管束(15)的海水經(jīng)過(guò)所述煙氣余熱回收裝置(I)后進(jìn)入第一級(jí)閃蒸罐罐體(18)、第二級(jí)閃蒸罐罐體(18)……直至第N級(jí)閃蒸罐罐體(18)，海水在各閃蒸罐內(nèi)閃蒸，與各閃蒸罐的冷凝管束(15)接觸后形成淡水； 抽真空分系統(tǒng)，所述抽真空分系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備，所述抽真空設(shè)備與各閃蒸罐罐體(18)連接； 淡水及海水排污分系統(tǒng)，包括淡水管道與排污海水管道，所述淡水管道與各閃蒸罐的淡水出ロ連接，未閃蒸的海水通過(guò)第N級(jí)閃蒸罐罐體(18)后進(jìn)入排污海水管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是還包括凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)，所述凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)包括循環(huán)水進(jìn)水母管、循環(huán)水回水母管，所述循環(huán)水進(jìn)水母管分別連接所述凝汽器(23)的進(jìn)ロ，以及所述末級(jí)冷卻系統(tǒng)的進(jìn)ロ，所述循環(huán)水回水母管分別連接所述凝汽器(23)的回ロ，以及所述末級(jí)冷卻系統(tǒng)的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是還包括凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)，所述凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)包括循環(huán)水進(jìn)水母管、循環(huán)水回水母管，所述循環(huán)水進(jìn)水母管連接所述凝汽器(23)的進(jìn)ロ，所述循環(huán)水回水母管分別連接所述凝汽器(23)的回ロ，以及所述排污海水管道的出ロ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述抽真空分系統(tǒng)的抽真空設(shè)備包括抽真空泵(10)和多個(gè)真空表(13)，所述抽真空泵(10)與第N級(jí)閃蒸罐連接，所述真空表(13)設(shè)在各閃蒸罐中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述各閃蒸罐上都設(shè)有平衡通風(fēng)ロ( 16)，所述抽真空泵(10)與第N級(jí)閃蒸罐的平衡通風(fēng)ロ( 16)連接，其它閃蒸罐的平衡通風(fēng)ロ(16)設(shè)于相鄰閃蒸罐之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述煙氣余熱回收裝置(I)為管束，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐(3)冷凝管束(15)的海水從煙氣煙道(103)的管束進(jìn)ロ進(jìn)入，通過(guò)管束后，從煙氣煙道(101)的管束出口出來(lái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述煙氣余熱回收裝置(I)的管束的材質(zhì)為耐酸腐蝕性材料或普通炭鋼材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述煙氣余熱回收裝置(I)包括放熱段(105)和吸熱段(104)，所述放熱段(105)和吸熱段(104)連接，形成循環(huán)管路，管路中有循環(huán)介質(zhì)流動(dòng)，所述吸熱段(104)設(shè)于煙道內(nèi)，來(lái)自第一級(jí)閃蒸罐(3)冷凝管束(15)的海水經(jīng)過(guò)所述放熱段(105)被加熱后進(jìn)入第一級(jí)閃蒸罐罐體(18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是循環(huán)介質(zhì)為高溫循環(huán)水或自然循環(huán)的飽和蒸汽。
10.根據(jù)權(quán)利要求I一 3中任一項(xiàng)所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)連接的出水水室(22)中設(shè)有隔板(222)，而且所述隔板(222)設(shè)于所述出水水室(22)的頂部，所述隔板(222)隔離出的凝汽器管束通過(guò)出水集管(221)與所述海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)連接，其它出水凝汽器管束通過(guò)循環(huán)水出水母管與循環(huán)水回水母管連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)還包括濾網(wǎng)(19)、和海水預(yù)處理裝置(11)，所述出水水室(22)的海水通過(guò)濾網(wǎng)(19)、海水預(yù)處理裝置(11)進(jìn)入所述海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)。
12.ー種利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是包括 凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)，連接聚集凝汽器(23)出水的出水水室(22)； 海水閃蒸分系統(tǒng)，包括閃蒸罐(27)，聚集在所述凝汽器出水水室(22)的海水進(jìn)入閃蒸罐罐體，所述閃蒸罐(27)的冷凝管束(26)另連接冷卻系統(tǒng)，海水在閃蒸罐(27)內(nèi)閃蒸，與閃蒸罐(27)的冷凝管束(26)接觸后形成淡水； 抽真空分系統(tǒng)，所述抽真空分系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備，所述抽真空設(shè)備與閃蒸罐罐體連接； 淡水及海水排污分系統(tǒng)，包括淡水管道與排污海水管道，所述淡水管道與閃蒸罐(27)上部的蒸汽回收裝置連接，未閃蒸的海水進(jìn)入排污海水管道。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是還包括凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)，所述凝汽器循環(huán)水分系統(tǒng)包括循環(huán)水進(jìn)水母管、循環(huán)水回水母管，所述循環(huán)水進(jìn)水母管連接所述冷卻系統(tǒng)的進(jìn)ロ，所述循環(huán)水回水母管連接冷卻系統(tǒng)的出口。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述抽真空分系統(tǒng)的抽真空設(shè)備包括抽真空泵(25)，所述抽真空泵(25)與閃蒸罐(27)的頂部連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述冷卻系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)為低溫循環(huán)水或鍋爐低溫補(bǔ)給水。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)連接的出水水室(22)中設(shè)有隔板(222)，而且所述隔板(222)設(shè)于所述出水水室(22)的頂部，所述隔板(222)隔離出的凝汽器管束與所述海水閃蒸分系統(tǒng)連接，其它出水凝汽器管束通過(guò)循環(huán)水出水母管與循環(huán)水回水母管連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)還包括濾網(wǎng)，所述出水水室(22)的海水通過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入所述海水閃蒸分系統(tǒng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，其特征是所述凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)還包括輔助加熱分系統(tǒng)，所述輔助加熱分系統(tǒng)包括列管加熱器(301 )，所述出水水室(22)的海水經(jīng)過(guò)所述列管加熱器(301)加熱后進(jìn)入所述閃蒸罐(27)，所述列管加熱器(301)的熱源為電廠的廢熱蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用電廠余熱淡化海水系統(tǒng)，包括按照需淡化海水的流向劃分的凝汽器循環(huán)海水取水分系統(tǒng)、海水多級(jí)閃蒸分系統(tǒng)、鍋爐煙氣余熱加熱循環(huán)海水分系統(tǒng)；還包括抽真空分系統(tǒng)、淡水及海水排污分系統(tǒng)，他們作為輔助系統(tǒng)與海水多級(jí)閃蒸系統(tǒng)相連接。本發(fā)明采用多級(jí)閃蒸的方法。由于本發(fā)明利用的是電廠凝汽器和鍋爐煙氣的余熱，省去了傳統(tǒng)蒸餾法淡化海水所需的能源，降低了蒸餾法淡化海水的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)制取的淡水為蒸餾水，部分可作為電廠鍋爐補(bǔ)水，節(jié)省電廠軟化水的處理成本，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)C02F1/16GK102642883SQ201210138159
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者劉兵, 張和福, 范永春, 錢學(xué)略 申請(qǐng)人:上海伏波環(huán)保設(shè)備有限公司