本發(fā)明涉及蒸餾海水淡化及鋼鐵廠余熱余能回收利用技術領域，特別涉及一種基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能蒸餾淡化系統(tǒng)及方法。

背景技術：
海水淡化是一門從海水中獲取淡水的水源增量技術，是解決淡水資源短缺、保障用水安全的可靠途徑。根據分離技術原理的不同，海水淡化通?？煞譃橐韵臒崮転橹鞯恼麴s法(如多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾等)和以消耗電能為主的膜法(如電滲析、反滲透等)兩大類。其中蒸餾法海水淡化的熱源主要來自于商品蒸汽、余熱或太陽能等，主要用來為蒸發(fā)海水提供熱量。目前投入應用的蒸餾法海水淡化裝置多是以商品蒸汽作為熱量來源，這樣就需要消耗大量的化石燃料來滿足海水淡化裝置的能量需求，從而導致蒸餾法海水淡化的造水成本較高。另一方面沿海各種工廠尤其是鋼鐵企業(yè)大量的余熱無法找到合適的利用途徑，如高爐沖渣水的余熱主要用在冬季供暖上，而一些利用高爐低溫沖渣水余熱發(fā)電、溫差發(fā)電等先進的技術方法僅限于理論上的研究。此時如果將沿海鋼鐵企業(yè)豐富的廢熱水等余熱回收作為海水淡化裝置的熱源，替代商品蒸汽，可以大大降低蒸餾海水淡化的造水成本，加快蒸餾法海水淡化技術在我國的推廣速度。有文獻指出我國鋼鐵工業(yè)生產1t鋼產生的余熱資源量平均為8.44GJ，其中，產品和中間產品顯熱為3.35GJ/t鋼(燒結礦/球團礦為中溫顯熱，其余為高溫顯熱)，占余熱資源總量的39％；渣顯熱為0.74GJ/t鋼(均為高溫顯熱)，占9％；廢(煙)氣顯熱為3.10GJ/t鋼(轉爐煙氣為高溫顯熱，其余為中、低溫顯熱)，占37％；廢熱水顯熱為1.24GJ/t鋼(均為低溫顯熱)，約占15％。其中就目前我國鋼鐵廠余熱回收利用的情況而言，高溫余熱回收最多，回收率約為50％；其次是中溫余熱，回收率約為40％；再次是低溫余熱，回收率不足1％。如果能夠實現鋼鐵廠上述余熱資源與蒸餾法海水淡化裝置能量需求之間的匹配，用鋼鐵廠余熱替代商品蒸汽就可以成為現實。中國專利CN102502903A提出一種利用鋼鐵廠煤氣、蒸汽實現海水淡化的系統(tǒng)及工藝，該裝置將鋼鐵廠生產工序消耗不了的剩余煤氣用于鍋爐燃燒產生蒸汽，與鋼鐵廠回收的蒸汽在合理分級的前提下，通過MED裝置制取淡化水。中國專利CN102851420A公開了一種煉鐵余熱梯級回收利用的方法，該技術方案串聯回收鋼鐵廠高爐渣沖水余熱和熱風爐煙氣余熱，為低溫海水淡化提供熱源。中國CN103880101A提出了一種利用高爐沖渣水余熱實現低溫多效海水淡化生產的系統(tǒng)及工藝，該系統(tǒng)由沖渣水熱量提取系統(tǒng)和低溫多效海水淡化制水系統(tǒng)組成，將高爐沖渣水余熱轉化成低品質蒸汽，并將低品質蒸汽與LT-MED海水淡化結合，大幅度降低低溫多效海水淡化的制水成本。中國CN104445480A公開了一種沿海鋼鐵企業(yè)利用低溫廢煙氣余熱進行污水處理同時實現海水淡化的工藝，該技術利用鋼鐵企業(yè)廢棄的低溫煙氣余熱來處理生產過程中所產生的污水，該過程所產蒸汽經負壓飽和等工序處理后，送至LT-MED海水淡化裝置。通過以上分析可以看出回收鋼鐵廠余熱資源用于海水淡化是降低造水成本切實可行的技術方法，目前已經研發(fā)出利用鋼鐵廠高爐煤氣、高溫沖渣水、廢蒸汽、低溫廢煙氣進行海水淡化的技術方法，但是如何利用鋼鐵廠的低品位廢熱水余熱，并根據海水淡化對熱源的要求實現兩者之間的匹配，尚缺乏有效的工藝方法。

技術實現要素：
本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足，提供一種能降低蒸餾法海水淡化的造水成本，并充分利用鋼鐵廠豐富的低品位廢熱水余熱資源，實現鋼鐵廠低品位廢熱水余熱回收與蒸餾法海水淡化裝置能量需求之間對接的基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)。本發(fā)明的第二個目的是提供一種基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化方法。本發(fā)明的技術方案概述如下：基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)，包括首蒸發(fā)組I、中間蒸發(fā)組II、末蒸發(fā)組III、冷凝器10、產品水閃蒸罐、產品水平衡罐20、濃鹽水閃蒸罐、濃鹽水平衡罐28、原料水泵29，冷卻水泵30，產品水泵31，濃鹽水泵32，末蒸發(fā)組進料泵33、中間蒸發(fā)組進料泵34、首蒸發(fā)組進料泵35，真空系統(tǒng)36，蒸汽噴射泵37，高壓蒸汽進氣閥38，抽氣閥39，高壓蒸汽切換閥40，低壓蒸汽切換閥41，第一調節(jié)閥42，換熱器43，蒸汽閃蒸罐44，除霧器45，首效冷凝水調節(jié)閥46，第二調節(jié)閥47，回水閥48，回水泵49，廢熱水余熱蒸汽切換閥50，第三調節(jié)閥51：首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55，熱水排放泵56；首蒸發(fā)組I包括有N個蒸發(fā)器；中間蒸發(fā)組II包括M個蒸發(fā)器；末蒸發(fā)組III包括有P個蒸發(fā)器；產品水閃蒸罐為(N+M+P)個；濃鹽水閃蒸罐為(M+P+1)個；除霧器45設置在所述蒸汽閃蒸罐44的上部，原料水泵29通過進料管道依次與冷凝器10、末蒸發(fā)組進料泵33連接后分別與末蒸發(fā)組III的P個蒸發(fā)器連接；末蒸發(fā)組進料預熱器551～P個分別設置在末蒸發(fā)組進料管道上；冷凝器10通過冷卻水排放管道與冷卻水泵30連接；末蒸發(fā)組III的P個蒸發(fā)器分別通過進料管道與中間蒸發(fā)組進料泵34連接；中間蒸發(fā)組進料泵34通過進料管道分別與中間蒸發(fā)組II的M個蒸發(fā)器連接；中間蒸發(fā)組進料預熱器541～M個分別設置在中間蒸發(fā)組蒸發(fā)器進料管道上；中間蒸發(fā)組的M個蒸發(fā)器分別通過進料管道與首蒸發(fā)組進料泵35連接；首蒸發(fā)組進料泵35通過進料管道分別與首蒸發(fā)組I的N個蒸發(fā)器連接；首蒸發(fā)組進料預熱器521～N個分別設置在首蒸發(fā)組蒸發(fā)器進料管道上；首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過管道依次與首效冷凝水調節(jié)閥46，回水閥48，回水泵49，換熱器43連接，換熱器43通過管道與蒸汽閃蒸罐44連接；首蒸發(fā)組I、中間蒸發(fā)組II、末蒸發(fā)組III的蒸發(fā)器通過不凝氣管道與真空系統(tǒng)36連接；冷凝器10、首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55和蒸汽閃蒸罐44通過不凝氣管道與真空系統(tǒng)36連接；首蒸發(fā)組I內的首個蒸發(fā)器1通過二次蒸汽管道依次與相鄰的蒸發(fā)器連接后，再與中間蒸發(fā)組II的蒸發(fā)器依次連接、再與末蒸發(fā)組III的蒸發(fā)器依次連接，再與冷凝器10連接：各個產品水閃蒸罐通過管道與對應的蒸發(fā)器連接；產品水平衡罐20通過管道與冷凝器10連接；各個濃鹽水閃蒸罐通過管道與對應的蒸發(fā)器相鄰的下一個蒸發(fā)器連接，末蒸發(fā)組III的末個濃鹽水閃蒸罐通過管道與冷凝器10連接；濃鹽水平衡罐28通過管道與冷凝器10連接；高壓蒸汽通過設置有高壓蒸汽進氣閥38的管道通入蒸汽噴射泵37中，蒸汽噴射泵37通過管道依次與高壓蒸汽切換閥40、首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1連接，廢熱水余熱蒸汽切換閥50通過管道與首蒸發(fā)組I內的首個蒸發(fā)器1連接；末蒸發(fā)組III的末個蒸發(fā)器通過管道依次與抽氣閥39、蒸汽噴射泵37連接；低壓蒸汽通入設置有低壓蒸汽切換閥41的管道與首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1連接；首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過剩余濃鹽水管道依次與下一個蒸發(fā)器連接，首蒸發(fā)組I的末蒸發(fā)器通過剩余濃鹽水管道再依次與各個濃鹽水閃蒸罐連接，最后依與濃鹽水平衡罐28、濃鹽水泵32連接；各個蒸發(fā)器通過產品水管道分別與對應的產品水閃蒸罐連接；冷凝器10通過產品水管道與產品水平衡罐20連接；相鄰的產品水閃蒸罐之間通過管道連接；末效產品水閃蒸罐經產品水管道與產品水平衡罐20連接后再與產品水泵31連接；熱水分兩股，一股通過管道依次通過第三調節(jié)閥51：首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55和熱水排放泵56連接；另一股通過管道與第一調節(jié)閥42，換熱器43連接，換熱器43的底部設置有熱水出口；蒸汽閃蒸罐44的底部通過管道依次與第二調節(jié)閥47、回水閥48連接；閃蒸補水通過管道與回水閥48連接；N＝1～5個，M＝1～5個，P＝1～5個。中間蒸發(fā)組II優(yōu)選1～5組?；阡撹F廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化方法，包括如下步驟：1)使用上述基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)；2)將鋼鐵廠供給的廢熱水分成兩股，其中一股送入換熱器43與工藝循環(huán)水進行熱交換，換熱后，工藝循環(huán)水被加熱到73±2℃；被加熱的工藝循環(huán)水引入蒸汽閃蒸罐44中進行閃蒸，部分工藝循環(huán)水閃蒸生成70±5℃的飽和蒸汽，所述飽和蒸汽經過除霧器45氣液分離后被引至首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1；廢熱水的另一股引入依次通過首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55與蒸發(fā)器進料進行換熱，熱交換后，經熱水排放泵56排放；3)在廢熱水供熱量不足或者鋼鐵廠有多余蒸汽可供利用的前提下，開啟低壓蒸汽切換閥41，利用鋼鐵廠多余的低壓蒸汽為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)供給熱源；當鋼鐵廠有富余的高壓蒸汽時，開啟高壓蒸汽進氣閥38，抽氣閥39和高壓蒸汽切換閥40，利用蒸汽噴射泵37為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)供給熱源；4)首個蒸發(fā)器1的冷凝水通過工藝循環(huán)水管路與閃蒸罐44閃蒸剩余的工藝循環(huán)水混合后，經回水泵49進入換熱器43換熱。本發(fā)明的系統(tǒng)，將鋼鐵廠廢熱水余熱資源回收利用并用于生成低溫多效蒸餾淡化系統(tǒng)所需的70℃左右的低品位蒸汽，從而實現鋼鐵廠低品位廢熱水余熱品質與蒸餾法海水淡化裝置能量需求之間的對接，替代淡化裝置對商品蒸汽的消耗，從而大大降低低溫多效海水淡化系統(tǒng)的制水成本，在降低能耗方面具有顯著效果。通過設置熱源切換系統(tǒng)并結合控制系統(tǒng)，能夠有效克服廢熱水余熱資源不連續(xù)或多余蒸汽充足等工況下造成的低溫多效海水淡化系統(tǒng)生產過程中供水波動或蒸汽浪費的問題，兼顧高低品位熱源。廢熱水在廢熱水余熱回收和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中與工藝循環(huán)水換熱后其溫度降低到50℃左右，這樣就達到了再次循環(huán)利用的水溫要求，從而能夠省掉通過冷卻塔冷卻廢熱水的工藝過程。本發(fā)明的方法能夠回收利用廢熱水余熱資源并用于生成低品位蒸汽，并使用余熱資源產生的低品質蒸汽與LT-MED海水淡化結合，大幅度降低海水淡化的制水成本，在節(jié)能降耗方面具有顯著的效果，而且對解決沿海鋼鐵企業(yè)用水困難、實現節(jié)能減排具有重要的應用價值，適用于沿海建設的大型冶金、電力、煉化企業(yè)。附圖說明圖1為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)示意圖。具體實施方式以下通過附圖對本發(fā)明作進一步的說明。以下以中間蒸發(fā)組(II)為1組，首蒸發(fā)組I為3個蒸發(fā)器，在圖1中分別為1、2、3；中間蒸發(fā)組II為3個蒸發(fā)器，在圖1中分別為4、5、6；末蒸發(fā)組III為3個蒸發(fā)器，在圖1中分別為7、8、9；產品水閃蒸罐為9個，在圖1中分別為11、12、13、14、15、16、17、18、19；濃鹽水閃蒸罐為7個，在圖1中分別為21、22、23、24、25、26、27為例對本發(fā)明進行說明：基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)，包括首蒸發(fā)組I、中間蒸發(fā)組II、末蒸發(fā)組III、冷凝器10、產品水閃蒸罐(11～19)、產品水平衡罐20、濃鹽水閃蒸罐(21～27)、濃鹽水平衡罐28、原料水泵29，冷卻水泵30，產品水泵31，濃鹽水泵32，末蒸發(fā)組進料泵33、中間蒸發(fā)組進料泵34、首蒸發(fā)組進料泵35，真空系統(tǒng)36，蒸汽噴射泵37，高壓蒸汽進氣閥38，抽氣閥39，高壓蒸汽切換閥40，低壓蒸汽切換閥41，第一調節(jié)閥42，換熱器43，蒸汽閃蒸罐44，除霧器45，首效冷凝水調節(jié)閥46，第二調節(jié)閥47，回水閥48，回水泵49，廢熱水余熱蒸汽切換閥50，第三調節(jié)閥51：首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55，熱水排放泵56；首蒸發(fā)組I包括有3個蒸發(fā)器；中間蒸發(fā)組II包括3個蒸發(fā)器；末蒸發(fā)組III包括有3個蒸發(fā)器；產品水閃蒸罐為9個；濃鹽水閃蒸罐為7個；除霧器45設置在所述蒸汽閃蒸罐44的上部，原料水泵29通過進料管道依次與冷凝器10、末蒸發(fā)組進料泵33連接后分別與末蒸發(fā)組III的3個蒸發(fā)器連接；末蒸發(fā)組進料預熱器55有1個設置在末蒸發(fā)組進料管道上(也可以是2個或3個，若是1個，可以安裝在末蒸發(fā)組的任何一個蒸發(fā)器的進料管道上)；冷凝器10通過冷卻水排放管道與冷卻水泵30連接；末蒸發(fā)組III的3個蒸發(fā)器分別通過進料管道與中間蒸發(fā)組進料泵34連接；中間蒸發(fā)組進料泵34通過進料管道分別與中間蒸發(fā)組II的3個蒸發(fā)器連接；中間蒸發(fā)組進料預熱器54有1個設置在中間蒸發(fā)組蒸發(fā)器進料管道上(也可以是2個或3個，若是1個，可以安裝在中間蒸發(fā)組的任何一個蒸發(fā)器的進料管道上)；中間蒸發(fā)組的3個蒸發(fā)器分別通過進料管道與首蒸發(fā)組進料泵35連接；首蒸發(fā)組進料泵35通過進料管道分別與首蒸發(fā)組I的3個蒸發(fā)器連接；首蒸發(fā)組進料預熱器52有1個分別設置在首蒸發(fā)組蒸發(fā)器進料管道上(也可以是2個或3個，若是1個，可以安裝在中間蒸發(fā)組的任何一個蒸發(fā)器的進料管道上)；首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過管道依次與首效冷凝水調節(jié)閥46，回水閥48，回水泵49，換熱器43連接，換熱器43通過管道與蒸汽閃蒸罐44連接；首蒸發(fā)組I、中間蒸發(fā)組II、末蒸發(fā)組III的蒸發(fā)器通過不凝氣管道與真空系統(tǒng)36連接；冷凝器10、首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55和蒸汽閃蒸罐44通過不凝氣管道與真空系統(tǒng)36連接；首蒸發(fā)組I內的首個蒸發(fā)器1通過二次蒸汽管道依次與相鄰的蒸發(fā)器連接后，再與中間蒸發(fā)組II的蒸發(fā)器依次連接、再與末蒸發(fā)組III的蒸發(fā)器依次連接，再與冷凝器10連接：各個產品水閃蒸罐通過管道與對應的蒸發(fā)器連接；產品水平衡罐20通過管道與冷凝器10連接；各個濃鹽水閃蒸罐通過管道與對應的蒸發(fā)器相鄰的下一個蒸發(fā)器連接，末蒸發(fā)組III的末個濃鹽水閃蒸罐通過管道與冷凝器10連接；濃鹽水平衡罐28通過管道與冷凝器10連接；高壓蒸汽通過設置有高壓蒸汽進氣閥38的管道通入蒸汽噴射泵37中，蒸汽噴射泵37通過管道依次與高壓蒸汽切換閥40、首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1連接，廢熱水余熱蒸汽切換閥50通過管道與首蒸發(fā)組I內的首個蒸發(fā)器1連接；末蒸發(fā)組III的末個蒸發(fā)器通過管道依次與抽氣閥39、蒸汽噴射泵37連接；低壓蒸汽通入設置有低壓蒸汽切換閥41的管道與首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1連接；首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1通過剩余濃鹽水管道依次與下一個蒸發(fā)器連接，首蒸發(fā)組I的末蒸發(fā)器通過剩余濃鹽水管道再依次與各個濃鹽水閃蒸罐連接，最后依與濃鹽水平衡罐28、濃鹽水泵32連接；各個蒸發(fā)器通過產品水管道分別與對應的產品水閃蒸罐連接；冷凝器10通過產品水管道與產品水平衡罐20連接；相鄰的產品水閃蒸罐之間通過管道連接；末效產品水閃蒸罐經產品水管道與產品水平衡罐20連接后再與產品水泵31連接；熱水分兩股，一股通過管道依次通過第三調節(jié)閥51：首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55和熱水排放泵56連接；另一股通過管道與第一調節(jié)閥42，換熱器43連接，換熱器43的底部設置有熱水出口；蒸汽閃蒸罐44的底部通過管道依次與第二調節(jié)閥47、回水閥48連接；閃蒸補水通過管道與回水閥48連接。N也可以選1、2、4或5個，M也可以選1、2、4或5個，P也可以選1、2、4或5個?；阡撹F廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化方法，包括如下步驟：1)使用上述基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)；2)將鋼鐵廠供給的廢熱水分成兩股，其中一股送入換熱器43與工藝循環(huán)水進行熱交換，換熱后，工藝循環(huán)水被加熱到75±5℃；被加熱的工藝循環(huán)水引入蒸汽閃蒸罐44中進行閃蒸，部分工藝循環(huán)水閃蒸生成70±5℃的飽和蒸汽，所述飽和蒸汽經過除霧器45氣液分離后被引至首蒸發(fā)組I的首個蒸發(fā)器1；進而進入低溫多效蒸餾海水淡化制水系統(tǒng)作為熱源廢熱水的另一股引入依次通過首蒸發(fā)組進料預熱器52，中間蒸發(fā)組進料預熱器54，末蒸發(fā)組進料預熱器55與蒸發(fā)器進料進行換熱，熱交換后，經熱水排放泵56排放；3)在廢熱水供熱量不足或者鋼鐵廠有多余蒸汽可供利用的前提下，開啟低壓蒸汽切換閥41，利用鋼鐵廠多余的低壓蒸汽為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)供給熱源；當鋼鐵廠有富余的高壓蒸汽時，開啟高壓蒸汽進氣閥38，抽氣閥39和高壓蒸汽切換閥40，利用蒸汽噴射泵37為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)供給熱源；4)首個蒸發(fā)器1的冷凝水通過工藝循環(huán)水管路與閃蒸罐44閃蒸剩余的工藝循環(huán)水混合后，經回水泵49進入換熱器43換熱。所述的基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節(jié)能型蒸餾淡化系統(tǒng)，在真空系統(tǒng)36作用下，蒸汽閃蒸罐44、進料預熱器52、54、55、各效蒸發(fā)器1-9、冷凝器10、產品水閃蒸罐11-19、濃水閃蒸罐21-27、產品水平衡罐20、濃鹽水平衡罐28內部均保持負壓狀態(tài)。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。