CN106335955B - 一种集成式发动机余热制淡水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成式发动机余热制淡水装置，它包括海水入口、变频海水补给泵、海水预热换热器、高温冷却水换热器、高温冷却水循环回路和负压制淡炉。海水入口经海水截止阀与变频海水补给泵一端连接，变频海水补给泵另一端与海水预热换热器入口端连接，海水预热换热器出口端分别与多个高温冷却水换热器入口连接，高温冷却水循环回路的入口端和出口端均与外部发动机组连接，高温冷却水循环回路部分设置在高温冷却水换热器内，各高温冷却水换热器出口均经海水回路与负压制淡炉连通。本发明能同时回收多台发动机组的热量，减少余热制淡水装置的数量，并有效提高了能源利用率。

Description

一种集成式发动机余热制淡水装置
技术领域
本发明涉及一种制淡水装置，特别是关于一种在发电机组领域中使用的集成式发动机余热制淡水装置。
背景技术
对于缺少天然气的海上平台通常采用原油发电机组发电，用于满足整个油田开发的电力需求。原油发动机工作时，燃料燃烧释放的能量除少部分转化成电能外，其余大部分转化为热能，气缸内气体工作温度可达1800℃～2000℃。为了防止因高温损坏气缸，常使用缸套水循环冷却，冷却系统能够获得大约总能量的25％。常用的发电机组冷却系统是以板式中央冷却器为核心的通过海水换热，换热后的海水直接排入海中。这种方式不但白白损失了热能，而且增加了新的能量消耗。
现有的能量回收技术，只能采用一台余热制淡水装置对应一台发动机的回收方式。在需要回收余热比较多时，需要增加造淡装置数量，一方面增加了操作维修工作量，另一方面增加了平台建设投资，从而限制了该节能技术的推广。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种集成式发动机余热制淡水装置，其能同时回收多个发动机组的热量，减少余热制淡水装置的数量，并有效提高了能源利用率。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种集成式发动机余热制淡水装置，其特征在于它包括海水入口、变频海水补给泵、海水预热换热器、高温冷却水换热器、高温冷却水循环回路和负压制淡炉；所述海水入口经海水截止阀与所述变频海水补给泵一端连接，所述变频海水补给泵另一端与所述海水预热换热器入口端连接，所述海水预热换热器出口端分别与多个所述高温冷却水换热器入口连接，所述高温冷却水循环回路的入口端和出口端均与外部发动机组连接，所述高温冷却水循环回路部分设置在所述高温冷却水换热器内，各所述高温冷却水换热器出口均经海水回路与所述负压制淡炉连通。
优选地，所述负压制淡炉内部由气液隔离器分为位于下部的海水蒸发室和位于上部的蒸汽冷凝室；所述海水回路与所述海水蒸发室连通，所述海水蒸发室底部还与浓缩海水排放管一端连通，所述海水预热换热器设置在所述负压制淡炉内，位于所述蒸汽冷凝室的上部，所述蒸汽冷凝室下部与淡水收集管线连通。
优选地，所述负压制淡炉顶部与变频真空泵一端连接，所述变频真空泵另一端经排气单向阀与排气管连接，所述负压制淡炉的顶部还设置有压力传感器；所述压力传感器与所述变频真空泵电连接。
优选地，所述蒸汽冷凝室经进气截止阀与进气管道连接。
优选地，所述气液隔离器倾斜设置在所述负压制淡炉内，并且所述气液隔离器一端与所述负压制淡炉侧壁固定连接。
优选地，所述淡水收集管线上设置有淡水截止阀。
优选地，所述浓缩海水排放管上设置有剩余海水排放截止阀。
优选地，每个所述高温冷却水换热器与所述海水预热换热器之间均设置有温控电磁调节阀。
优选地，所述海水回路上靠近所述负压制淡炉位置处设置有第一温度传感器。
优选地，每个所述高温冷却水循环回路入口端位置处均设置有第二温度传感器和报警器，第二温度传感器与报警器电连接。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用高温冷却水在换热回路中循环，将发动机余热置换给海水，海水在海水蒸发室中沸腾产生的水蒸汽遇海水预热换热器冷却凝结成淡水，在多台发动机构成的海洋平台发电系统中，能最大限度的减少制淡水设备数量、面积和重量，提高能源利用效率，有利于环保。2、本发明采用同时回收多台发动机的缸套水余热，解决了单台发动机对应一套余热造淡装置的局限性，提高了单套设备造淡水量以及淡水装置的可靠性。3、本发明可以同时采集多台发动机的余热，减少了缸套水中央冷却器换热负荷，从而减少了海水的用量，节省了海水系统的能耗。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种集成式发动机余热制淡水装置，其包括海水入口1、变频海水补给泵2、海水预热换热器3、高温冷却水换热器4、高温冷却水循环回路5、海水回路6、浓缩海水排放管7、淡水收集管线8和负压制淡炉9；负压制淡炉9内部由气液隔离器10分为位于下部的海水蒸发室11和位于上部的蒸汽冷凝室12。海水入口1经海水截止阀13与变频海水补给泵2一端连接，变频海水补给泵2另一端与海水预热换热器3入口端连接，海水预热换热器3出口端分别与多个高温冷却水换热器4入口连接，高温冷却水循环回路5的入口端和出口端均与外部发动机组连接，高温冷却水循环回路5部分设置在高温冷却水换热器4内，用于将高温冷却水循环回路5内的高温水与高温冷却水换热器4内的海水进行换热降温。各高温冷却水换热器4出口均经海水回路6与海水蒸发室11连通，将升温后的海水送入海水蒸发室11内。海水蒸发室11底部与浓缩海水排放管7一端连通，将蒸发后形成的浓缩海水经浓缩海水排放管7流出。海水预热换热器3设置在负压制淡炉9内，位于蒸汽冷凝室12的上部，蒸汽冷凝室12下部与淡水收集管线8连通，使水蒸汽与海水预热换热器3中的海水换热冷却后凝结成淡水，通过淡水收集管线8流出。
上述实施例中，负压制淡炉9顶部与变频真空泵14一端连接，变频真空泵14另一端经排气单向阀15与排气管16连接，用于使海水蒸发室11中的海水始终保持沸腾状态，负压制淡炉9的顶部还设置有压力传感器17，用于监测负压制淡炉9内的压力。压力传感器17与变频真空泵14电连接，变频真空泵14通过压力传感器17得到负压制淡炉9内的压力并进行调节，进而使海水蒸发室11内的海水始终保持沸腾状态。蒸汽冷凝室12经进气截止阀18与进气管道19连接。
上述各实施例中，气液隔离器10倾斜设置在负压制淡炉9内，并且气液隔离器10一端与负压制淡炉9侧壁固定连接，方便冷凝的淡水流入淡水收集管线8。
上述各实施例中，每个高温冷却水换热器4与海水预热换热器3之间均设置有温控电磁调节阀20，用于根据温度的高低调节海水的流量。
上述各实施例中，海水回路6上靠近负压制淡炉9位置处设置有第一温度传感器21，用于监测海水回路6内海水的温度。
上述各实施例中，每个高温冷却水循环回路5入口端位置处均设置有第二温度传感器22和报警器23，第二温度传感器22与报警器23电连接，若入口端内水的温度过高时，发出报警指示。
上述各实施例中，淡水收集管线8上设置有淡水截止阀24；浓缩海水排放管7上设置有剩余海水排放截止阀25。
上述各实施例中，当制成的淡水量已经满足平台生产生活最大用量，则关闭变频真空泵14和淡水截止阀24，打开进气截止阀18和剩余海水排放截止阀25，使负压制淡炉9内恢复常压状态，停止制取淡水，全部海水通过浓缩海水排放管7流出。
综上所述，本发明在使用时，若第一温度传感器21检测到海水回路6中的海水温度在50℃至60℃之间，则不作任何调节；若第一温度传感器21检测到海水回路6中的海水温度大于60℃，则调节变频海水补给泵2加大海水流量；若第一温度传感器21检测到海水回路6中的海水温度小于50℃，则调节变频海水补给泵2减小海水流量。
若第二温度传感器22检测到高温冷却水循环回路5返回端的温度在63℃至70℃之间，则不做任何调节；若第二温度传感器22检测到高温冷却水循环回路5返回端的温度高于70℃，则调节温控电磁调节阀加大高温冷却水换热器4中海水流量；若如果第二温度传感器22检测到高温冷却水循环回路5返回端的温度小于63℃，则调节温控电磁调节阀减小高温冷却水换热器4中海水流量；若第二温度传感器22检测到高温冷却水循环回路5返回端的温度超过75℃，则完全打开温控电磁调节阀，并将变频海水补给泵2调节到最大；若第二温度传感器22检测到高温冷却水循环回路5返回端的温度超过80℃，则报警器23发出超温警报。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种集成式发动机余热制淡水装置，其特征在于：它包括海水入口、变频海水补给泵、海水预热换热器、高温冷却水换热器、高温冷却水循环回路和负压制淡炉；所述海水入口经海水截止阀与所述变频海水补给泵一端连接，所述变频海水补给泵另一端与所述海水预热换热器入口端连接，所述海水预热换热器出口端分别与多个所述高温冷却水换热器入口连接，所述高温冷却水循环回路的入口端和出口端均与外部发动机组连接，所述高温冷却水循环回路部分设置在所述高温冷却水换热器内，各所述高温冷却水换热器出口均经海水回路与所述负压制淡炉连通；
所述负压制淡炉内部由气液隔离器分为位于下部的海水蒸发室和位于上部的蒸汽冷凝室；所述海水回路与所述海水蒸发室连通，所述海水蒸发室底部还与浓缩海水排放管一端连通，所述海水预热换热器设置在所述负压制淡炉内，位于所述蒸汽冷凝室的上部，所述蒸汽冷凝室下部与淡水收集管线连通；
所述负压制淡炉顶部与变频真空泵一端连接，所述变频真空泵另一端经排气单向阀与排气管连接，所述负压制淡炉的顶部还设置有压力传感器；所述压力传感器与所述变频真空泵电连接；
所述海水回路上靠近所述负压制淡炉位置处设置有第一温度传感器；
每个所述高温冷却水循环回路入口端位置处均设置有第二温度传感器和报警器，第二温度传感器与报警器电连接；
所述气液隔离器倾斜设置在所述负压制淡炉内，并且所述气液隔离器一端与所述负压制淡炉侧壁固定连接。
2.如权利要求1所述的一种集成式发动机余热制淡水装置，其特征在于：所述蒸汽冷凝室经进气截止阀与进气管道连接。
3.如权利要求1所述的一种集成式发动机余热制淡水装置，其特征在于：所述淡水收集管线上设置有淡水截止阀。
4.如权利要求1所述的一种集成式发动机余热制淡水装置，其特征在于：所述浓缩海水排放管上设置有剩余海水排放截止阀。
5.如权利要求1所述的一种集成式发动机余热制淡水装置，其特征在于：每个所述高温冷却水换热器与所述海水预热换热器之间均设置有温控电磁调节阀。
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