CN102107918B - 低温多效海水淡化系统中“筒外串联式”不凝气排除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海水淡化领域，涉及一种低温多效蒸馏海水淡化系统中不凝气的排除装置。所述低温多效蒸馏海水淡化系统包括蒸发器、蒸汽引射器、凝汽器、不凝气排除装置、浓盐水换热器、淡水换热器、海水给料泵、浓盐水泵、淡水泵，其中，所述不凝气排除装置包括：不凝气连通管、连通管上设置的阀门、抽真空装置、连接凝汽器不凝气抽出口和抽真空装置的连接管道、以及连接管道上设置的阀门，不凝气连通管设置在蒸发器筒体外，分别连接每一效的加热蒸汽侧和海水蒸发侧。本发明的海水淡化系统可以实现对不凝气通道进行在线调节，控制各效间压差，从而适应工况变化，保证各效压力匹配。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种低温多效蒸馏海水淡化系统中不凝气的排除装置。
背景技术
利用低温多效海水淡化系统进行海水淡化时，需要将系统中的不凝结性气体(简称“不凝气”)抽出。不凝气主要有两个来源：一是来自海水的释放。海水中溶解有一定量的不凝气体，包括氧气、氮气和二氧化碳等。低温多效蒸馏海水淡化过程是在真空条件下操作，正常运行过程中，整个装置内部被抽到-70～-90kPa的真空。当海水进入真空设备时，由于压力降低，溶解在海水中的部分气体将被释放出来。另外，由于设备内部处于真空状态，内部压力低于外界环境压力，外界空气也将从法兰、人孔、门盖等处泄漏到设备中来。
这些从海水中释放和从外界泄漏进来的气体在装置正常操作条件下无法冷凝，如不及时将其排出，一方面，这些不凝气体将不断积聚，造成设备内部压力升高，真空被破坏；另一方面，这些导热性极差的气体聚集在换热管表面，对换热过程造成阻碍。
在淡化系统运行中，应保证蒸发装置内部压力从首效到末效逐渐降低。现有低温多效蒸馏海水淡化系统中，海水释放出的不凝气一般在压差作用下从首效至末效逐效汇集，最后从蒸发器后的凝汽器集中抽出。从上一效到下一效的效间不凝气通道一般开设在加热蒸汽侧和海水蒸发侧间的隔板上，通道上安装孔板来形成两侧间需要的阻力，进行节流，以使各效压力相匹配。上述不凝气通道孔板安装在蒸发器内部，不便于调节或更换；这些孔板往往要求进行精确的计算，并且尺寸固定，一旦安装完毕则不能跟随操作工况变化作出最佳调整，从而限制了系统整体性能的提高和运行调整范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于低温多效海水淡化系统中的“筒外串联式”的不凝气排除装置。
为方便描述，本发明的内容将使用以下的术语，但这些术语并不能限定本发明。
本发明内容中使用的“首端”指靠近蒸汽引射器端，“末端”指靠近凝汽器端。
本发明内容中使用的“加热蒸汽侧”和“海水蒸发侧”指：各效蒸发器内的由水平布置的换热管束、管束上方的布液装置、管束两端的管板构成的结构，为本效蒸发器的“海水蒸发侧”。效和效之间有一个由上一效蒸发器末端管板、下一效蒸发器首端管板和蒸发装置壳体围成的空间，即为下一效蒸发器的“加热蒸汽侧”，第一效首端为第一效“加热蒸汽侧”。上一效中蒸发出的蒸汽通过上一效末端管板的缺口流到这个空间，再通过此空间流向下一效换热管束内部。
本发明的低温多效海水淡化系统包括蒸发器、蒸汽引射器、凝汽器、不凝气排除装置、浓盐水换热器、淡水换热器、海水给料泵、浓盐水泵、淡水泵，各效蒸发器依次串联，蒸汽引射器与第一效蒸发器首端和中间一效蒸发器末端分别相连，凝汽器与末效蒸发器末端相连，浓盐水泵和淡水泵分别接在末效蒸发器浓盐水出口和淡水出口，浓盐水换热器和淡水换热器分别接在浓盐水泵出口和淡水泵出口，海水给料泵分别与浓盐水换热器和淡水换热器相连，淡水换热器和浓盐水换热器与凝汽器海水进口相连。
其中，本发明所述低温多效海水淡化系统中不凝气的排除装置包括：不凝气连通管、连通管上设置的阀门、抽真空装置、连接凝汽器不凝气抽出口和抽真空装置的连接管道、以及连接管道上设置的阀门，其中，不凝气连通管设置在蒸发器筒体外，分别连接每一效蒸发器的加热蒸汽侧和海水蒸发侧；抽真空装置与凝汽器通过连接管道相连。
作为优选实施方案，所述的不凝气连通管设置在蒸发器筒体外顶部，通过焊接或法兰连接。
作为优选实施方案，所述的不凝气连通管连接的蒸发器的加热蒸汽侧和海水蒸发侧存在压差，加热蒸汽侧比海水蒸发侧的压力高0.5～5kPa。
作为优选实施方案，所述的抽真空装置可以是射汽抽气器、射水抽气器、水环式真空泵等。
作为本发明优选实施方案，所述的多效蒸发器内部压力从首效到末效逐渐降低。
本发明的有益之处在于：在蒸发器筒体外设置效间不凝气连通管，管上设置阀门，以便于在线调节，从而对操作工况变化作出最佳调整适应。实现了效间不凝气通道的可调节，能够更好地适应操作工况变化，保证各效压力匹配，改善装置运行的适应范围，提高装置性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。其中，1是抽真空装置，2是第六效蒸发器，3是第五效蒸发器，4是第四效蒸发器，5是第三效蒸发器，6是第二效蒸发器，7是第一效蒸发器，8是蒸汽引射器，9是海水给料泵，10是浓盐水泵，11是浓盐水换热器，12是淡水换热器，13是淡水泵，14是凝汽器，15是不凝气连通管，16是阀门，17是连接凝汽器不凝气抽出口和抽真空装置的连接管道，18是连接管道上的阀门。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式说明本发明，但本发明并不受限于此。
低温多效海水淡化系统，包括6效蒸发器2-7、蒸汽引射器8、凝汽器14、不凝气排除装置、浓盐水换热器11、淡水换热器12、海水给料泵9、浓盐水泵10、淡水泵13。各效蒸发器依次首尾串联，各效蒸发器内均分为海水蒸发侧和加热蒸汽侧。第一效蒸发器7首端的加热蒸汽侧进气口与蒸汽引射器8的排气口通过管道相连，蒸汽引射器8的抽气口与第四效蒸发器4的末端通过管道相连，第六效蒸发器2与凝汽器14相连。浓盐水泵10和淡水泵13分别接在第六效蒸发器2的浓盐水出口和淡水出口，浓盐水换热器11和淡水换热器12分别接在浓盐水泵10出口和淡水泵13出口，海水给料泵9出口管道分为两路，分别与淡水换热器12和浓盐水换热器11相连。淡水换热器12和浓盐水换热器11与凝汽器14海水进口相连。其中，不凝气排除装置包括不凝气连通管15、阀门16、抽真空装置1、连接凝汽器14不凝气抽出口和抽真空装置1的连接管道17、连接管道17上的阀门18，不凝气连通管15设置在蒸发器筒体外顶部，分别连接每一效的加热蒸汽侧和海水蒸发侧。不凝气连通管15上设置阀门16。抽真空装置1与凝汽器14通过连接管道17相连，连接管道上设置阀门18。
以本系统进行海水淡化时，海水由海水给料泵9泵入系统，经过淡水换热器12和浓盐水换热器11后，进入凝汽器14，再分别进入各效蒸发器2-7。由于各效蒸发器均处于真空状态，海水中的氧气、氮气、二氧化碳等不凝性气体被部分释放出来，随着海水蒸发出的二次蒸汽一起流向下一效或凝汽器14。在下一效，二次蒸汽冷凝成水，剩余不凝气体从各效蒸发器筒体顶部的不凝气排气口流出，沿筒体外部的不凝气连通管15流入海水蒸发侧。第一效蒸发器7的加热蒸汽侧中的不凝气沿第一效外部不凝气连通管15流入第一效海水蒸发侧。在第一效海水蒸发侧，海水新释放的不凝气与从不凝气连通管15流入的不凝气混合，与二次蒸汽一起流向第二效蒸发器6。其他各效与第一效7的情况相同，各效不凝气逐效流动，最后与第六效2二次蒸汽一起进入凝汽器14中。在凝汽器14中，第六效的二次蒸汽冷凝成水，剩余的不凝气则从凝汽器14不凝气出口沿不凝气抽出管17流向抽真空装置1，由抽真空装置1排向大气。
所述的不凝气连通管15连接的加热蒸汽侧和海水蒸发侧存在压差，加热蒸汽侧的压力比海水蒸发侧的压力高3kPa。本发明中，在不凝气连通管15上设置阀门16，作为连通管15上的阻力件，保证加热蒸汽侧和海水蒸发侧之间存在适当的阻力，从而建立起两侧的正常压差。阀门易于调整，可根据各效实际运行压差情况进行在线调节。
Claims (6)
1.一种低温多效海水淡化系统中不凝气排除装置，其中所述低温多效海水淡化系统包括蒸发器、蒸汽引射器、凝汽器、不凝气排除装置、浓盐水换热器、淡水换热器、海水给料泵、浓盐水泵和淡水泵，各效蒸发器依次串联，蒸汽引射器与第一效蒸发器首端和中间一效蒸发器末端分别相连，凝汽器与末效蒸发器末端相连，浓盐水泵和淡水泵分别接在末效蒸发器浓盐水出口和淡水出口，浓盐水换热器和淡水换热器分别接在浓盐水泵出口和淡水泵出口，海水给料泵分别与浓盐水换热器和淡水换热器相连，淡水换热器和浓盐水换热器与凝汽器海水进口相连，其特征在于，所述不凝气排除装置包括：不凝气连通管、连通管上设置的阀门、抽真空装置、连接凝汽器不凝气抽出口和抽真空装置的连接管道、以及连接管道上设置的阀门，不凝气连通管设置在蒸发器筒体外，分别连接每一效蒸发器的加热蒸汽侧和海水蒸发侧；抽真空装置与凝汽器通过连接管道相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的不凝气连通管设置在蒸发器筒体外顶部，通过焊接或法兰连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的抽真空装置是射汽抽气器、射水抽气器或水环式真空泵。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的各效蒸发器内部压力从首效到末效逐渐降低。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的不凝气连通管连接的加热蒸汽侧比海水蒸发侧压力高0.5～5kPa。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各效蒸发器中的不凝气通过不凝气连通管由加热蒸汽侧流向海水蒸发侧。
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