CN103739030A - 余热利用海水淡化系统 - Google Patents

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唐刚
陈辉
徐成勇
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Zhonghe Seawater Desalination Engineering Co Ltd
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Zhonghe Seawater Desalination Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种余热利用海水淡化系统，包括顺次连接的控制器、柴油发电机、柴油机烟筒、烟气管、回收柴油发电机排烟余热的烟气换热器和海水淡化装置，柴油发电机外部设有缸套，所述缸套与海水淡化装置通过冷却水管连接；所述烟气换热器与所述柴油发电机通过烟气管路连接；所述烟气换热器与所述柴油发电机通过热水管连接。柴油发电机可以解决特殊地区的用电问题，同时利用柴油发电机的余热作为小型海水淡化装置的热源来淡化海水，可以很好解决上述特殊地区的用水问题，同时达到余热利用、节约能源、降低成本的目的；设备体积较小、结构简单、操作方便。

Description

余热利用海水淡化系统
技术领域
本发明创造涉及发电装置和海水淡化装置，尤其是一种水电耦合联产和余热利用的小型海水淡化装置。
背景技术
在海岛工程项目地区，一般会采用柴油发电机组作为初期施工供电。如果利用柴油发电机组的缸套冷却水和烟气的余热，便可以得到85℃左右的热水，供小型海水淡化设备使用。这样既解决了该地区的用电问题，也解决了用水问题，并达到余热利用的目的。
这样余热利用海水淡化装置技术同样可用在海上采油平台、舰艇和渔船上。
发明创造内容
本发明创造要解决的问题是提供一种余热利用海水淡化装置，通过换热板片使海水蒸发产生蒸汽，然后通过气液分离器将蒸汽与水滴分离，进而使这部分蒸汽冷凝成水即得到产品水——淡化水。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种余热利用海水淡化系统，包括顺次连接的控制器、柴油发电机、柴油机烟筒、烟气管、回收柴油发电机排烟余热的烟气换热器和海水淡化装置，柴油发电机外部设有缸套，所述缸套与海水淡化装置通过冷却水管连接；所述烟气换热器与所述柴油发电机通过烟气管路连接；所述烟气换热器与所述柴油发电机通过热水管连接。
进一步，海水淡化装置包括壳体、设置在壳体内的换热器、气液分离器，以及连接上述各装置的管路和控制系统。
进一步，所述控制系统包括顺次连接的电导率仪、电磁阀、继电器、接触器、空气开关。
进一步，换热器包括设置在壳体内上部的冷凝段和下部的蒸发段。
进一步，缸套冷却水管和烟气换热器的热水管合并后与海水淡化装置的换热器连接。
进一步，换热器采用悬臂型可拆卸式设计，板片为钛板片。
进一步，所述柴油发电机缸套的冷却水管上设置冷却水循环泵。
本发明创造具有的优点和积极效果是：柴油发电机可以解决特殊地区的用电问题（如，海岛地区工程项目的施工初期用电；海上采油平台的应急用电；舰艇、渔船用电等。），同时利用柴油发电机的余热作为小型海水淡化装置的热源来淡化海水，可以很好解决上述特殊地区的用水问题，同时达到余热利用、节约能源、降低成本的目的；设备体积较小、结构简单、操作方便。
附图说明
图1是本发明创造的系统结构原理示意图
图2是海水淡化装置的结构示意图
图中：
Figure BDA0000450413700000021
具体实施方式
该装置包括壳体、换热器板片、气液分离器、海水泵、淡水泵、水力喷射器和控制系统等。通过水力喷射器抽取真空，厂循环冷却水余热将海水加热，加热后的海水在真空状态下蒸发，通过气液分离器进入换热器被海水冷却后得到淡水。控制系统主要由电导率仪、电磁阀，继电器、接触器、空气开关等组成；它通过电导率仪监测淡水的电导率，一旦电导率超标则启动电磁阀将超标的淡水通过旁路排出。
本发明创造的工作过程：
海水应经前期预处理系统，以及杀菌装置去除藻类和微生物，其水质达到GB3097-97中IV类海水的要求，同时满足以下条件：
悬浮物含量：≤20mg/L；PH值：6.8－8.8；泥沙：粒径≤1mm；
游离氯：≤0.5mg/L；硫化氢：≤0.1mg/L；石油类:≤1.0mg/L；
COD:＜11mg/L；浊度：＜10NTU。
通过海水泵将配置的盐水送到海淡装置中，抽取真空到90%；然后，将热水送入到海水淡化装置中，通过板片换热产生蒸汽，再冷凝成水；最终，通过凝水泵将产品淡水抽出。海水先被送入冷凝器中预热，并冷凝闪蒸的蒸汽。后被送入蒸发室与热水换热后闪蒸出部分蒸汽，大部分未闪蒸的海水被引入水力喷射器入口作为喷射器的动力水源，对装置抽取真空。闪蒸的蒸汽通过汽水分离后在冷凝室冷凝成淡水被水泵抽出。
缸套冷却水a进入海水淡化装置，出海水淡化装置温度降低，成为冷却水b进入柴油机。与此同时，烟气换热器回收柴油发电机高温烟气的余热。出烟气换热器的冷却水作为海水淡化热源进入海水淡化，出海水淡化装置温度降低，回烟气换热器。
举例：
如选择额定功率250kW柴油机组（如表1的C350D5）。回收缸套冷却水和高温烟气余热的热量可以在370kW左右，刚好满足带动1台10吨/天小型热法海水淡化装置。
表1 柴油机C350D5系统相关参数
型号 备注 C350D5 单位
尺寸 整机 3549×1100×2078 mm
发动机型号 4冲程/6缸 NT855G6
额定功率 常用 320(256) kVA（kW）
额定转速 1500 rpm
油耗指标 满载 69 L/h
最大耗油量 288 L/hr
空气消耗量 主用 21.70 m3/min
排气 流量 64.3 m3/min
温度 574 ℃
最大背压 10.2 kPa
散热系统 冷却液需要量 45 L
总散热量 8625 BTU/min
151.66 kW
545963 kJ/h
烟气余热
出水温度 95 ℃
烟气温度 574 ℃
排烟温度 120 ℃
烟气流量 3858 m3/h
烟气密度 0.487 kg/m3
烟气均温 347
烟气比热 0.27129 kcal/（kg·℃）
烟气余热 968679.3617 kJ/h
269.08 kW
总热量 换热效率90% 378.66 kW
设备选择：
原料海水过滤器优选自清洗网式过滤器，滤芯材质：316L。
蒸发器优选板式换热器，材质：钛。
冷凝器优选板式换热器，材质：钛。
原海水泵优选离心式，材质：双相钢2205。
淡水泵优选离心式，材质：316L。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种余热利用海水淡化系统，其特征在于：包括顺次连接的控制器、柴油发电机、柴油机烟筒、烟气管、回收柴油发电机排烟余热的烟气换热器和海水淡化装置，柴油发电机外部设有缸套，所述缸套与海水淡化装置通过冷却水管连接；所述烟气换热器与所述柴油发电机通过烟气管路连接；所述烟气换热器与所述柴油发电机通过热水管连接。
2.根据权利要求1所述的余热利用海水淡化系统，其特征在于：海水淡化装置包括壳体、设置在壳体内的换热器、气液分离器，以及连接上述各装置的管路和控制系统。
3.根据权利要求2所述的余热利用海水淡化系统，其特征在于：所述控制系统包括顺次连接的电导率仪、电磁阀、继电器、接触器、空气开关。
4.根据权利要求2所述的余热利用海水淡化系统，其特征在于：所述换热器包括设置在壳体内上部的冷凝段和下部的蒸发段。
5.根据权利要求2所述的余热利用海水淡化系统，其特征在于：所述缸套冷却水管和烟气换热器的热水管合并后与海水淡化装置的换热器连接。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的余热利用海水淡化系统，其特征在于：所述换热器采用悬臂型可拆卸式设计，板片为钛板片。
7.根据权利要求1所述的余热利用海水淡化系统，其特征在于：所述柴油发电机缸套的冷却水管上设置冷却水循环泵。
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