CN207294241U - 一种适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种尤其适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，适应炼化企业热水和蒸汽两种热源，既能余热利用又能兼顾用水安全。实用新型中的浸没式蒸汽发生器是回收炼化企业低温余热的关键装置，相当于结合了传统方案的间壁式换热器及闪蒸室，集间壁式换热与蒸汽发生的功能于一体，非常适用于炼化企业回收有可能受到污染的工艺热水，解决了炼化企业低温热水余热回收难的问题，既大大降低了海水淡化产水污染风险，又简化了系统，使运行操控更简单，占地更省；另外，一旦炼化企业低温热水受到污染，需要对热水系统进行检修时，该系统可以采用TVC运行模式继续制水，保证整个炼化企业的用水需求，降低了企业停工停产的风险性。

Description

一种适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统

技术领域

本实用新型属于海水淡化领域，尤其是适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，涉及一种炼化企业低温热水、蒸汽双热源切换运行低温多效蒸馏法海水淡化系统，既实现余热利用，又兼顾用水安全。

背景技术

炼化企业往往都是用水大户，对于高品质的淡水需求量极大。与此同时，炼化企业往往有大量的低温余热，主要是95℃的工艺热水。目前，国内炼化厂低温余热的热利用水平很低，虽然近年来通过引进国外低温余热回收利用的技术，开始将低温余热用于发电、维温采暖、余热制冷等方面，但成效不大，且仍然有不少低温余热被直接排放，既造成了能源的重复浪费，又对环境产生了热污染。回收该低温余热，作为低温多效海水淡化装置的加热热源，既可以达到节能减排、有效降低海水淡化成本的目的，也可以解决沿海炼化企业淡水用水困难的问题。

然而，炼化企业的低温热水可能含有污染物质(例如可能含有上游工艺流程各环节泄漏出来的烃类物质)，若直接将热水通过闪蒸器闪蒸，热水闪蒸器存在一定的危险性，且海水淡化装置的最终产水也可能受到污染。若采用间接换热-闪蒸耦合形式，如利用板式换热器阻断炼化工艺热水与MED系统的直接接触，起到了中间换热作用，大大降低了海水淡化产水的污染风险。但是，该方案使系统变得更加复杂，增加了运行控制的繁琐程度，并且额外增加的板式换热器使得系统占地和投资也相应增加。所以，开发一种适用于炼化企业低温工艺热水余热利用的装置，势在必行。

另外，对于炼化企业来说，淡水是生命线。一旦炼化企业缺水或者断水，造成炼化主体设备停产，会带来严重的经济损失。一旦炼化企业低温热水受到污染，需要对热水系统进行检修时，海水淡化装置应该考虑有其他运行模式，可以继续制水，保证整体系统安全。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种结构简单、操作简单、生产效率高的热水/蒸汽双热源切换运行低温多效蒸馏法海水淡化系统，尤其适合以炼化企业工艺热水为热源，同时具有备用蒸汽供应的低温多效蒸馏法海水淡化工程，以解决炼化企业低温工艺热水回收难的问题，实现余热利用，降低造水成本，同时保证炼化企业用水安全。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，包括浸没式蒸汽发生器、TVC及MED系统；

所述浸没式蒸汽发生器上设有热工质入口、热工质出口、补水口及蒸汽出口，所述蒸汽出口通过浸没式蒸汽发生器蒸汽出口阀与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连，所述MED系统的第一效蒸发器的蒸汽凝结水通过凝结水管道与所述补水口相连，所述凝结水管道上设有浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀；

所述浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀与所述MED系统的第一效蒸发器的凝结水管道上设有将所述MED系统的第一效蒸发器的蒸汽凝结水排出的凝结水回水阀；

所述TVC的TVC排汽口通过TVC排汽阀与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连。

进一步的，所述TVC的TVC蒸汽入口通过TVC进汽阀与炼化企业供汽管道相连。

进一步的，所述TVC的TVC蒸汽入口还通过抽汽阀与MED系统的最后一效蒸发器壳侧相连。

进一步的，所述浸没式蒸汽发生器的热工质入口与炼化企业工艺热水来水管道相连，所述浸没式蒸汽发生器的热工质出口与炼化企业工艺热水回水管道相连。

进一步的，所述浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀与所述MED系统的第一效蒸发器的凝结水管道上设有凝结水泵，所述凝结水泵位于所述凝结水回水阀与所述MED系统的第一效蒸发器之间。

进一步的，所述浸没式蒸汽发生器为带蒸汽室的管壳式换热器；

所述管壳式换热器包括壳体、设置在壳体内的换热管束及与所述壳体相连的蒸汽室，所述蒸汽出口设置在蒸汽室上，所述补水口设置在壳体上，所述热工质入口、热工质出口设置在所述换热管束两端。

进一步的，所述MED系统包括海水供给管道、凝汽器、低温多效蒸发器组及海水排放管道；

所述海水供给管道与所述凝汽器相连，所述凝汽器冷却水出口分别与所述低温多效蒸发器组、海水排放管道相连；

沿蒸汽流动方向，所述低温多效蒸发器组中前一效蒸发器的蒸汽出口与后一效蒸发器的蒸汽入口相连，所述低温多效蒸发器组的末效蒸发器的蒸汽出口与所述凝汽器的蒸汽入口相连；

所述凝汽器的冷凝水出口及低温多效蒸发器组中第二效蒸发器至末效蒸发器的蒸汽凝结水出口均连接有产品水回收管；

低温多效蒸发器组中的浓盐水连接浓盐水排放管道。

进一步的，所述浓盐水排放管道上设有浓盐水排放泵；

所述产品水回收管上设有产品水泵；

所述凝汽器的冷却水出口通过物料海水升压泵与所述低温多效蒸发器组相连。

进一步的，所述凝汽器冷却水出口通过物料海水升压泵及喷淋装置均匀喷淋到所述低温多效蒸发器组中各效蒸发器的换热管束外部。

相对于现有技术，本实用新型所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统具有以下优势：

本实用新型所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统结构简单、操作简单、生产效率高，尤其适合以炼化企业工艺热水为热源，同时具有备用蒸汽供应的低温多效蒸馏法海水淡化工程，够适应热水和蒸汽两种热源，解决了解决炼化企业低温工艺热水回收难的问题，实现余热利用真正降低了海水淡化的制水成本，同时避免了因检修炼化工艺热水系统而造成的淡水停产问题，真正解决了用水安全问题，提高了系统的适应性和灵活性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-低温多效蒸发器组；2-凝汽器；3-浸没式蒸汽发生器；4-产品水泵；5-浓盐水排放泵；6-凝结水泵；7-物料海水升压泵；8-外部蒸汽管道；9-MED第一效蒸发器凝结水管道；10-炼化企业工艺热水来水管道；11-炼化企业工艺热水回水管道；12-浓盐水排放管道；13-淡水管道；14-海水供给管道；15-海水排放管道；16-TVC；17-炼化企业供汽管道；18-TVC进汽阀；19-TVC抽汽阀；20-TVC排汽阀；21-浸没式蒸汽发生器蒸汽出口阀；22-浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀；23-凝结水回水阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

TVC为蒸汽压缩喷射器。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，包括浸没式蒸汽发生器3、TVC16及MED系统；浸没式蒸汽发生器3上设有热工质入口、热工质出口、补水口及蒸汽出口，蒸汽出口通过浸没式蒸汽发生器蒸汽出口阀21与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连，MED系统的第一效蒸发器的蒸汽凝结水通过凝结水管道9与补水口相连，凝结水管道9上设有浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀22；浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀22与MED系统的第一效蒸发器的凝结水管道9上设有将所述MED系统的第一效蒸发器的蒸汽凝结水排出的凝结水回水阀23；TVC16的TVC排汽口通过TVC排汽阀20与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连。本实例中TVC16的TVC排汽口通过TVC排汽阀20，浸没式蒸汽发生器3蒸汽出口通过浸没式蒸汽发生器蒸汽出口阀21后经外部蒸汽管道8与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连。

TVC16的TVC蒸汽入口通过TVC进汽阀18与炼化企业供汽管道17相连。

TVC16的TVC蒸汽入口还通过抽汽阀19与MED系统的最后一效蒸发器壳侧相连。

浸没式蒸汽发生器3的热工质入口与炼化企业工艺热水来水管道10相连，浸没式蒸汽发生器3的热工质出口与炼化企业工艺热水回水管道11相连。

浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀22与MED系统的第一效蒸发器的凝结水管道9上设有凝结水泵6，凝结水泵6位于凝结水回水阀23与MED系统的第一效蒸发器之间。

浸没式蒸汽发生器3为带蒸汽室的管壳式换热器；

管壳式换热器包括壳体、设置在壳体内的换热管束及与壳体相连的蒸汽室，蒸汽出口设置在蒸汽室上，补水口设置在壳体上，热工质入口、热工质出口设置在换热管束两端。

MED系统包括海水供给管道14、凝汽器2、低温多效蒸发器组1及海水排放管道15；

海水供给管道14与凝汽器2相连，凝汽器2冷却水出口分别与低温多效蒸发器组1、海水排放管道15相连；

沿蒸汽流动方向，低温多效蒸发器组1中前一效蒸发器的蒸汽出口与后一效蒸发器的蒸汽入口相连，低温多效蒸发器组1的末效蒸发器的蒸汽出口与凝汽器2的蒸汽入口相连；

凝汽器2的冷凝水出口及低温多效蒸发器组1中第二效蒸发器至末效蒸发器的蒸汽凝结水出口均连接有产品水回收管13；

低温多效蒸发器组1中的浓盐水连接浓盐水排放管道12。

浓盐水排放管道12上设有浓盐水排放泵5；

产品水回收管13上设有产品水泵4；

凝汽器2的冷却水出口通过物料海水升压泵7与低温多效蒸发器组1相连。

凝汽器2冷却水出口通过物料海水升压泵7及喷淋装置均匀喷淋到低温多效蒸发器组1中各效蒸发器的换热管束外部。

本实例的工作过程：

炼化企业工艺热水来水管道10与浸没式蒸汽发生器3的热工质入口相连，炼化企业工艺热水走管程，从换热管束管内流过，然后从热工质出口流出，浸没式蒸汽发生器3的热工质出口与炼化企业工艺热水回水管道11相连。纯净的蒸馏水作为冷工质进入浸没式蒸汽发生器3的壳程，在壳体内部，换热管束浸没在蒸馏水中，蒸馏水被换热管束内部的炼化企业工艺热水加热并蒸发，蒸汽汇聚在蒸汽室内。浸没式蒸汽发生器3的蒸汽出口通过外部蒸汽管道8与MED系统的第一效蒸发器封头相连，浸没式蒸汽发生器3的补水口通过MED系统的第一效蒸发器凝结水管道9与MED系统的第一效蒸发器淡水室相连。浸没式蒸汽发生器3蒸汽室内的蒸汽通过外部蒸汽管道8进入MED系统第一效蒸发器封头，然后进入MED系统的第一效蒸发器换热管束内部，被管束外部的海水冷却，凝结成蒸馏水，汇入第一效蒸发器淡水室，最后经第一效蒸发器凝结水管道9回到浸没式蒸汽发生器壳体内。

当主热源炼化企业工艺热水被切断时，浸没式蒸汽发生器蒸汽出口阀21关闭，浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀22关闭，整个浸没式蒸汽发生器3与后面的低温多效蒸发器组1隔离。同时，TVC进汽阀18、TVC抽汽阀19、TVC排汽阀20、凝结水回水阀23均开启。TVC16蒸汽入口与炼化企业供汽管道17相连，TVC进汽阀18开启后，作为备用热源的石油化工系统低压蒸汽进入TVC16工作喷嘴，减压后在喷嘴出口形成负压；TVC16抽汽口通过管道与MED系统的最后一效蒸发器壳侧相连，抽汽阀19开启后，TVC16将从MED系统的最后一效蒸发器抽出部分二次蒸汽，两股蒸汽混合后作为海水淡化系统的初始蒸汽；TVC排汽口通过外部蒸汽管道8与MED系统效蒸发器封头相连，排汽阀20开启后，初始蒸汽从TVC16出来，进入MED系统的第一效蒸发器的换热管内，被喷淋在管外的海水冷凝，凝结水汇聚在第一效蒸发器的淡水室，凝结水回水阀23开启后，经凝结水管道由凝结水泵6送回石化厂。

海水经海水供给管道14进入凝汽器2，将MED系统最后一效蒸发器产生的蒸汽冷凝，自身温度升高，一部分作为MED系统的物料水经喷淋装置均匀喷淋到MED系统各效蒸发器的换热管束外部，剩余的海水则经过海水排放管道15排回大海；在第一效蒸发器中，浸没式蒸汽发生器3产生的蒸汽进入到第一效蒸发器换热管束内部并在管束内冷凝，所释放出的热量使得喷淋到管束上的海水部分蒸发，所产生的蒸汽进入第2效蒸发器，在第2效蒸发器的管束内冷凝，并释放出热量使得喷淋到管束上的海水部分蒸发，所产生的蒸汽进入第3效蒸发器，以此类推。后一效蒸发器的蒸发温度始终比前一效蒸发器的蒸发温度低。喷淋到每一效蒸发器换热管外部的物料水都只有一部分蒸发，剩余的部分现在称为浓盐水则在重力作用下流到蒸发器的底部。所产生的蒸汽流入后一效的管束中，并继续发生冷凝，冷凝得到的蒸馏水成为海水淡化的产品水，产品水和浓盐水以逐级自流方式流入到下一效，以简化结构和充分利用热量。产品水汇聚在凝汽器2凝结水出口并由产品水泵抽出，经淡水管道13送至淡水箱。浓盐水在MED系统最后一效蒸发器浓盐水排放口被浓盐水排放泵5排出，经浓盐水排放管道排回大海。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：包括浸没式蒸汽发生器(3)、TVC(16)及MED系统；

所述浸没式蒸汽发生器(3)上设有热工质入口、热工质出口、补水口及蒸汽出口，所述蒸汽出口通过浸没式蒸汽发生器蒸汽出口阀(21)与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连，所述MED系统的第一效蒸发器的蒸汽凝结水通过凝结水管道(9)与所述补水口相连，所述凝结水管道(9)上设有浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀(22)；

所述浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀(22)与所述MED系统的第一效蒸发器的凝结水管道(9)上设有将所述MED系统的第一效蒸发器的蒸汽凝结水排出的凝结水回水阀(23)；

所述TVC(16)的TVC排汽口通过TVC排汽阀(20)与MED系统的第一效蒸发器的换热管束封头相连。

2.根据权利要求1所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述TVC(16)的TVC蒸汽入口通过TVC进汽阀(18)与炼化企业供汽管道(17)相连。

3.根据权利要求2所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述TVC(16)的TVC蒸汽入口还通过抽汽阀(19)与MED系统的最后一效蒸发器壳侧相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述浸没式蒸汽发生器(3)的热工质入口与炼化企业工艺热水来水管道(10)相连，所述浸没式蒸汽发生器(3)的热工质出口与炼化企业工艺热水回水管道(11)相连。

5.根据权利要求4所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述浸没式蒸汽发生器壳侧进水阀(22)与所述MED系统的第一效蒸发器的凝结水管道(9)上设有凝结水泵(6)，所述凝结水泵(6)位于所述凝结水回水阀(23)与所述MED系统的第一效蒸发器之间。

6.根据权利要求5所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述浸没式蒸汽发生器(3)为带蒸汽室的管壳式换热器；

所述管壳式换热器包括壳体、设置在壳体内的换热管束及与所述壳体相连的蒸汽室，所述蒸汽出口设置在蒸汽室上，所述补水口设置在壳体上，所述热工质入口、热工质出口设置在所述换热管束两端。

7.根据权利要求5或6所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述MED系统包括海水供给管道(14)、凝汽器(2)、低温多效蒸发器组(1)及海水排放管道(15)；

所述海水供给管道(14)与所述凝汽器(2)相连，所述凝汽器(2)冷却水出口分别与所述低温多效蒸发器组(1)、海水排放管道(15)相连；

沿蒸汽流动方向，所述低温多效蒸发器组(1)中前一效蒸发器的蒸汽出口与后一效蒸发器的蒸汽入口相连，所述低温多效蒸发器组(1)的末效蒸发器的蒸汽出口与所述凝汽器(2)的蒸汽入口相连；

所述凝汽器(2)的冷凝水出口及低温多效蒸发器组(1)中第二效蒸发器至末效蒸发器的蒸汽凝结水出口均连接有产品水回收管(13)；

低温多效蒸发器组(1)中的浓盐水连接浓盐水排放管道(12)。

8.根据权利要求7所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：

所述浓盐水排放管道(12)上设有浓盐水排放泵(5)；

所述产品水回收管(13)上设有产品水泵(4)；

所述凝汽器(2)的冷却水出口通过物料海水升压泵(7)与所述低温多效蒸发器组(1)相连。

9.根据权利要求8所述的适用于炼化企业低温余热利用的海水淡化系统，其特征在于：所述凝汽器(2)冷却水出口通过物料海水升压泵(7)及喷淋装置均匀喷淋到所述低温多效蒸发器组(1)中各效蒸发器的换热管束外部。