法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2018-07-31
授权
授权
2016-07-27
实质审查的生效 IPC(主分类):C02F1/16 申请日:20160304
实质审查的生效
2016-06-29
公开
公开
技术领域
本发明属于电站余热余能资源回收利用与海水淡化技术领域,特别涉及一 种利用电站余热的MED(多效蒸馏)-TVC(蒸汽引射器)海水淡化联合系统。
背景技术
我国水资源总量居世界第6位,但人均水资源为世界108位,人均水资源 占有量仅占世界人均水资源的四分之一,是水资源严重短缺的国家。随着工业 化发展和人口增长,对水资源的需求量还将逐渐增大。
《海水淡化产业发展“十二五”规划》中指出,海水淡化水是一种新的水 源,可用于生产和生活等。海水淡化作为水资源的重要补充和战略储备,要纳 入水资源统筹规划和调配。海水淡化产业是战略性新兴产业,是新的经济增长 点。但是我国目前海水淡化产业发展水平低,仍面临诸多问题需要解决。一方 面,大规模海水淡化是耗能巨大的工程,对能源的消耗构成海水淡化成本的核 心部。另一方面,燃煤电厂在消耗能源发电的同时,也会产生大量的余热余能, 其中燃煤的大部分能量以汽轮机乏汽的形式,通过凝结放热被冷却水带走,释 放到环境中;同时,排烟损失是锅炉热损失中最大的一项。现有燃煤电厂中GGH 运行过程中也存在一些问题有待解决:(1)烟气经GGH再热之后的温度为80℃ 左右远低于湿法脱硫之后烟气酸露点温度,因此在FGD下游,仍存在烟道和烟 囱点腐蚀。(2)GGH在酸露点之下运行会存在大量黏稠浓酸液,粘附烟气中的 飞灰,从而堵塞GGH,增加压降,影响换热,脱硫塔入口烟气温度过高,会导 致冷却用水量剧增。(3)GGH占地面积大,维护成本高。
发明内容
为了解决淡水需求和海水淡化过程能量供应的问题,并合理回收利用电站 的余热余能,本发明提供了一种利用电站余热的MED-TVC海水淡化联合系统。
一种利用电站余热的MED-TVC海水淡化联合系统,该系统包括多效蒸馏 海水淡化单元、锅炉烟气余热回收利用单元和蒸汽引射器7;
所述锅炉烟气余热回收利用单元包括第二换热器6,第二换热器6连接在电 站的空气预热器与静电除尘系统之间,或连接在静电除尘系统与湿法脱硫系统 之间,烟气流经第二换热器6进行余热回收利用;
所述多效蒸馏海水淡化单元包括冷凝器2、N个蒸发器3和N-2个闪蒸罐4, 其中N个蒸发器3依次串联连接形成N效蒸馏单元,N-2个闪蒸罐4依次串联 连接;冷凝器2的海水进口与海水预处理系统1连接,冷凝器2的海水出口通 过第一换热器5连接至第二换热器6的海水进口,第二换热器6的海水出口分 为N路,一一对应连接至N个蒸发器3的海水进口;前一效蒸发器3的浓盐水 出口连通至后一效蒸发器3的浓盐水进口,按此方式依次连接,直至第N效蒸 发器3的浓盐水出口连接至盐化工工艺单元8;
所述蒸汽引射器7的蒸汽进口与汽轮机低压抽汽连接,蒸汽引射器7的蒸 汽出口连接至第一效蒸发器3的蒸汽进口,第一效蒸发器3的蒸汽出口通过管 路连通至第二效蒸发器3的蒸汽进口,第n效蒸发器3的蒸汽出口与第n-1个闪 蒸罐4的蒸汽出口通过管路汇合后连通至第n+1效蒸发器3的蒸汽进口,n为 2~N-1中所有的整数,按此方式依次连接,直至第N效蒸发器3的蒸汽出口连 接至冷凝器2的进气口;
所述第n效蒸发器3的蒸汽出口与第n-1个闪蒸罐4的蒸汽出口通过管路汇 合后连通至第n+1效蒸发器3的蒸汽进口的通路,其中1至多个通路上设有旁 路,所述旁路连接至蒸汽引射器7的蒸汽进口;
第一效蒸发器3的凝结水出口连接至第一换热器5的凝结水进口,第二效 至第N-1效蒸发器3的凝结水出口一一对应连接至第一个至第N-2个闪蒸罐4 的凝结水进口,第一换热器5的凝结水出口、第N效蒸发器3的凝结水出口、 第N-2个闪蒸罐4的凝结水出口和冷凝器2的凝结水出口分别连接至淡水收集 单元。
一种利用电站余热的MED-TVC海水淡化联合系统淡化海水的工艺,海水 通过海水预处理系统1除去其中的悬浮物后,进入冷凝器2,由第N效蒸发器3 的蒸汽对其预热,再依次进入第一换热器5和第二换热器6进行进一步预热后, 通过管路分流进入N个蒸发器3,其中第一换热器5的热源为第一效蒸发器3 的凝结水,第二换热器6的热源为流经其内的低温热烟气;
汽轮机低压抽汽和旁路引入的中间效蒸汽经蒸汽引射器7混合,作为多效 蒸馏海水淡化单元的热源进入第一效蒸发器3,对第一效蒸发器3中的海水进行 蒸馏,第一效蒸发器3的凝结水通过第一换热器5换热后进入淡水收集单元, 第一效蒸发器3的浓盐水进入第二效蒸发器3与其中的海水混合,第一效蒸发 器3的蒸汽通入第二效蒸发器3,对第二效蒸发器3中的海水进行蒸馏;第n效 蒸发器3的浓盐水进入第n+1效蒸发器3与其中的海水混合,第n效蒸发器3 的蒸汽与第n-1个闪蒸罐4的蒸汽通过管路汇合后通入第n+1效蒸发器3,对第 n+1效蒸发器3中的海水进行蒸馏,第n效蒸发器3中的凝结水依次通过第n-1 个至第N-2个闪蒸罐4进入淡水收集单元,n为2~N-1中所有的整数,按此方式 依次连接,直至第N效蒸发器3的浓盐水通入盐化工工艺单元8,第N效蒸发 器3的蒸汽进入冷凝器2预热其中的海水,并由冷凝器2的排气口排出不凝结 气体,第N效蒸发器3的凝结水和冷凝器2的凝结水通入淡水收集单元。
所述旁路引入的中间效蒸汽压力低于汽轮机低压抽汽的压力,汽轮机低压 抽汽压力不低于0.3MPa。
第二换热器6将海水预热至第一效蒸发器3的饱和温度60-65℃。
进入第一效蒸发器3的蒸汽温度为60-65℃。
对于600MW机组,第二换热器6的烟气进口温度为120-130℃,烟气出口 温度为70-80℃;汽轮机低压抽汽温度为310-330℃。
本发明的有益效果为:
本发明能够提高海水淡化淡水产量,经热力计算,与现有的MED-TVC海 水淡化系统相比,本系统产水量可高达其1.16倍,且不增加高品位能量消耗, 同时可以合理回收电站余热余能。
本发明实现了电站锅炉低温烟气余热资源的回收利用,换热装置的建设和 维护费用均低于现有的GGH装置,如果烟气段选取在空气预热器与静电除尘之 前间,不仅能够有效降低进入脱硫塔的烟气温度,降低湿法脱硫系统水耗;还 有利于实现低低温除尘,有效防止静电除尘器发生电晕,同时烟气温度降低后, 流速也相应减小,使得静电除尘装置可以有效地对烟尘进行捕获,达到更高的 烟尘排放标准;本发明的整个工艺过程以物理方法为主,不对环境构成威胁。
本发明中,汽轮机低压抽汽相对于中间效蒸汽是高压的,不消耗机械能, 以汽轮机低压抽汽在蒸汽引射器中节流减压前后的能量差为动力,提高中间效 蒸汽的压力,混合后一起作为蒸发器首效热源用于加热蒸发海水,具有高效节 能的特点;将多效蒸馏单元第一效凝结水和低温烟气用于预热海水,有效提高 多效蒸馏单元进口海水温度,降低海水淡化工程的产出淡水成本。
附图说明
图1为实施例1一种利用电站余热的MED-TVC海水淡化联合系统。
标号说明:1-海水预处理系统,2-冷凝器,3-蒸发器,4-闪蒸罐,5-第一换 热器,6-第二换热器,7-蒸汽引射器,8-盐化工工艺单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是,下 述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
如图1所示一种利用电站余热的MED-TVC海水淡化联合系统,该系统包 括多效蒸馏海水淡化单元、锅炉烟气余热回收利用单元和蒸汽引射器7;
所述锅炉烟气余热回收利用单元包括第二换热器6,第二换热器6采用翘片 管换热器,其连接在电站的空气预热器与静电除尘系统之间,或连接在静电除 尘系统与湿法脱硫系统之间,烟气流经第二换热器6进行余热回收利用;
所述多效蒸馏海水淡化单元包括冷凝器2、N个蒸发器3和N-2个闪蒸罐4, 其中N个蒸发器3依次串联连接形成N效蒸馏单元,N-2个闪蒸罐4依次串联 连接;冷凝器2的海水进口与海水预处理系统1连接,冷凝器2的海水出口通 过第一换热器5连接至第二换热器6的海水进口,第二换热器6的海水出口分 为N路,一一对应连接至N个蒸发器3的海水进口;前一效蒸发器3的浓盐水 出口连通至后一效蒸发器3的浓盐水进口,按此方式依次连接,直至第N效蒸 发器3的浓盐水出口连接至盐化工工艺单元8;
所述蒸汽引射器7的蒸汽进口与汽轮机低压抽汽连接,蒸汽引射器7的蒸 汽出口连接至第一效蒸发器3的蒸汽进口,第一效蒸发器3的蒸汽出口通过管 路连通至第二效蒸发器3的蒸汽进口,第n效蒸发器3的蒸汽出口与第n-1个闪 蒸罐4的蒸汽出口通过管路汇合后连通至第n+1效蒸发器3的蒸汽进口,n为 2~N-1中所有的整数,按此方式依次连接,直至第N效蒸发器3的蒸汽出口连 接至冷凝器2的进气口;
所述第n效蒸发器3的蒸汽出口与第n-1个闪蒸罐4的蒸汽出口通过管路汇 合后连通至第n+1效蒸发器3的蒸汽进口的通路,中间的1个通路上设有旁路, 所述旁路连接至蒸汽引射器7的蒸汽进口;
第一效蒸发器3的凝结水出口连接至第一换热器5的凝结水进口,第二效 至第N-1效蒸发器3的凝结水出口一一对应连接至第一个至第N-2个闪蒸罐4 的凝结水进口,第一换热器5的凝结水出口、第N效蒸发器3的凝结水出口、 第N-2个闪蒸罐4的凝结水出口和冷凝器2的凝结水出口分别连接至淡水收集 单元。
一种利用电站余热的MED-TVC海水淡化联合系统淡化海水的工艺,海水 通过海水预处理系统1预处理后,进入冷凝器2,被第N效蒸发器3流出的蒸 汽预热后,依次进入第一换热器5和第二换热器6进行进一步预热后,海水温 度预热至第一效蒸发器3的饱和温度60-65℃,通过管路分流进入N个蒸发器3, 其中第一换热器5的热源为第一效蒸发器3的凝结水,第二换热器6的热源为 流经其内的低温热烟气,低温热烟气的进入温度为125℃,流出温度为75℃;
汽轮机低压抽汽(320℃)和旁路引入的中间效蒸汽经蒸汽引射器7进入第 一效蒸发器3,进入第一效蒸发器3的蒸汽温度为65℃,对第一效蒸发器3中 的海水进行蒸馏,第一效蒸发器3的凝结水通过第一换热器5换热后进入淡水 收集单元,第一效蒸发器3的浓盐水进入第二效蒸发器3与其中的海水混合, 第一效蒸发器3的蒸汽通入第二效蒸发器3,对第二效蒸发器3中的海水进行蒸 馏;第n效蒸发器3的浓盐水进入第n+1效蒸发器3与其中的海水混合,第n 效蒸发器3的蒸汽与第n-1个闪蒸罐4的蒸汽通过管路汇合后通入第n+1效蒸发 器3,对第n+1效蒸发器3中的海水进行蒸馏,第n效蒸发器3中的凝结水依次 通过第n-1个至第N-2个闪蒸罐4进入淡水收集单元,n为2~N-1中所有的整数, 按此方式依次连接,直至第N效蒸发器3的浓盐水通入盐化工工艺单元8,第N 效蒸发器3的蒸汽进入冷凝器2预热其中的海水,并由冷凝器2的排气口排出 不凝结气体,第N效蒸发器3的凝结水和冷凝器2的凝结水通入淡水收集单元。
本发明中回收电站余热余能和凝结水余热,实现海水淡化工艺,有效降低 海水淡化成本,且整个过程不产生二次污染。
机译: 利用电站余热的热泵-还利用石油或天然气驱动的IC发动机的余热
机译: 不可避免地在燃煤发电站下游形成废物的处理方法,以及利用发电站产生的余热利用废物来生产地下开采最好的大坝建筑材料的方法
机译: 利用发电厂余热进行海水淡化的系统