CN217148631U - 多热源海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多热源海水淡化系统，该系统包括换热装置组、闪蒸装置、蒸汽稳压装置、多效蒸发器和凝汽器，换热装置组连接余热热源输出设备，输出升温后的循环除盐水，经闪蒸装置处理获得用于海水淡化的蒸汽，蒸汽稳压装置连接蒸汽热源输出设备，将闪蒸装置获得的蒸汽和蒸汽热源输出设备获得的蒸汽传输至多效蒸发器，通过与凝汽器输出的物料海水进行海水淡化处理，获得最终淡化后的产品水。本实用新型通过将多种低品质余热资源、其他品质蒸汽热源相互配合使用，有效解决低温多效海水淡化系统使用单一热源的问题，使用户的不同品质热源得到充分合理利用，达到节能减排、提高热利用效率。

Description

多热源海水淡化系统

技术领域

本实用新型涉及海水淡化技术领域，尤其涉及到一种多热源海水淡化系统。

背景技术

对于沿海城市的电厂或化工厂，用户拥有较多的热力能源，低温多效海水淡化成为了解决用水困难的首选方案。低温多效海水淡化基本原理是利用热源蒸汽进入首效蒸发器与海水进行热交换，热源蒸汽释放热量形成凝结水，海水吸收热量部分蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽作为热源进入下一效蒸发器内。热源是低温多效海水淡化系统的初始动力，而主要的热源蒸汽主要为锅炉或汽轮机抽汽所来的高品质中低压蒸汽，蒸汽进行减温减压后作为动力热源蒸汽进入蒸发器，同时也有一部分利用低品位热源如高温热水闪蒸蒸汽作为动力热源蒸汽进入蒸发。

目前所有的低温多效海水淡化系统均是独立采用一种热源模式。而现在的电厂或化工厂在生产过程中存在多种品质热源可以利用，如高温热水、汽轮机乏汽以及锅炉中低压蒸汽等。但这些热源有可能不能保证在同一时间段的使用总量。所以现在的低温多效海水淡化系统的设计均为考虑某一种热源工况，并不能满足多种工况热源同时利用的情况。因此，如何提供一种可将多种低品质余热资源、其他品质蒸汽热源相互配合使用的低温多效海水淡化系统，是一个亟需解决的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多热源海水淡化系统，旨在解决目前低温多效海水淡化系统使用单一热源的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多热源海水淡化系统，所述系统包括换热装置组、闪蒸装置、蒸汽稳压装置、多效蒸发器和凝汽器；其中：

所述换热装置组的第一输入端连接余热热源输出设备，第二输入端连接除盐水水泵的输出端，输出端连接闪蒸装置的输入端，将升温后的循环除盐水输送至所述闪蒸装置；

所述闪蒸装置的第一输出端连接蒸汽稳压装置的第一输入端，第二输出端连接除盐水水泵的输入端；

所述蒸汽稳压装置的第二输入端分别连接多效蒸发器的减温水输出端和蒸汽热源输出设备，输出端连接多效蒸发器的原蒸汽输入端，向多效蒸发器提供用于海水淡化的原蒸汽；

所述凝汽器的输入端连接原海水输入设备，输出端连接物料海水提升泵的输入端；

所述多效蒸发器的物料海水输入端连接物料海水提升泵的输出端，接收用于海水淡化的物料海水，第一输出端连接产品水泵的输入端，第二输出端连接浓海水泵输入端，分别对产品水和浓海水进行输送。

可选的，所述余热热源输出设备包括高温热水输出设备和高温烟气输出设备。

可选的，所述换热装置组还设有余热热源回流端和余热热源排放端，所述余热热源回流端用于回流高温热水的余热热源，所述余热热源排放端用于排放高温烟气的余热热源。

可选的，所述蒸汽热源输出设备包括乏汽热源输出设备和中低压蒸汽输出设备。

可选的，所述多热源海水淡化系统还包括蒸汽热压缩机，所述蒸汽热压缩机的输入端连接中低压蒸汽输出设备，所述蒸汽热压缩机的输出端连接蒸汽稳压装置第二输入端，用于对输入蒸汽稳压装置的中低压蒸汽进行增压。

可选的，所述多效蒸发器还设有蒸汽输出端，所述蒸汽输出端连接蒸汽热压缩机。

可选的，所述多热源海水淡化系统还包括凝结水泵，所述凝结水泵的输入端连接多效蒸发器凝结水输出端，所述凝结水泵的输出端分别连接凝结水排水设备、蒸汽稳压装置和除盐水水泵。

可选的，所述多热源海水淡化系统还包括真空泵，所述真空泵的输入端连接不凝气输出端，用于将不凝气排放至大气。

可选的，所述凝汽器的输出端连接冷却海水排出口，用于排出剩余的冷却海水。

可选的，所述多效蒸发器设有二次蒸汽输出端，用于连接凝汽器，向所述凝汽器传输二次蒸汽。

本实用新型具有以下特点：

1、本实用新型的多种热源的低温多效海水淡化系统，能够利用两种及以上热源形式或类别。

2、本实用新型的多种热源的低温多效海水淡化系统，多种热源可以相互配合使用，同时也可以互为备用热源。

3本实用新型的多种热源的低温多效海水淡化系统，热源利用主要以低温余热为主，通过间接换热进行闪蒸，并通过蒸汽平衡调节与其他蒸汽热源匹配使用。

4、本实用新型的多种热源的低温多效海水淡化系统，中低压蒸汽热源采用蒸汽热压缩机进行压力调节，提高蒸汽的利用效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中多热源海水淡化系统的结构示意图。

附图标号说明：

1-高温热水输出设备；2-余热热源回流端；3-高温烟气输出设备；4-余热热源排放端；5-换热装置组；6-除盐水水泵；7-闪蒸装置；8-循环除盐水；9-蒸汽稳压装置；10-多效蒸发器；11-凝汽器；12-物料海水提升泵；13-蒸汽热压缩机；14-产品水泵；15-浓海水泵；16-乏汽热源输出设备；17-中低压蒸汽输出设备；18-冷却海水排出口；19-不凝气输出端；20-真空泵；21-原海水输入设备；22-产品水；23-浓海水；24-凝结水泵；25-凝结水排水设备。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

对于沿海城市的电厂或化工厂，用户拥有较多的热力能源，低温多效海水淡化成为了解决用水困难的首选方案。低温多效海水淡化基本原理是利用热源蒸汽进入首效蒸发器与海水进行热交换，热源蒸汽释放热量形成凝结水，海水吸收热量部分蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽作为热源进入下一效蒸发器内。热源是低温多效海水淡化系统的初始动力，而主要的热源蒸汽主要为锅炉或汽轮机抽汽所来的高品质中低压蒸汽，蒸汽进行减温减压后作为动力热源蒸汽进入蒸发器，同时也有一部分利用低品位热源如高温热水闪蒸蒸汽作为动力热源蒸汽进入蒸发。

目前所有的低温多效海水淡化系统均是独立采用一种热源模式。而现在的电厂或化工厂在生产过程中存在多种品质热源可以利用，如高温热水、汽轮机乏汽以及锅炉中低压蒸汽等。但这些热源有可能不能保证在同一时间段的使用总量。所以现在的低温多效海水淡化系统的设计均为考虑某一种热源工况，并不能满足多种工况热源同时利用的情况。因此，如何提供一种可将多种低品质余热资源、其他品质蒸汽热源相互配合使用的低温多效海水淡化系统，是一个亟需解决的技术问题。

为了解决这一问题，提出本实用新型的多热源海水淡化系统的各个实施例。本实用新型提供的多热源海水淡化系统通过将用户存在的多种不同品质的热源作为海水淡化系统的能源，在保持用户热源的综合有效利用的情况下，同时满足淡水的生产量。实用新型的多种热源低温多效海水淡化系统，可以实现用户余热及废热资源的合理利用，达到节能减排、提高热利用效率。以2万吨每天的低温多效海水淡化装置为例，使用多种热源的低温多效海水淡化系统，制水成本为使用中低压蒸汽作为热源低温多效海水淡化系统的1/5。其中最主要的是灵活匹配现场热源的使用，避免出现某种热源无法完全匹配海水淡化系统的要求，在保证余热及废热资源利用的条件下，实现资源利用效率最大化。

本实用新型实施例提供了一种多热源海水淡化系统，参照图1，图1为本实用新型多热源海水淡化系统的结构示意图。

本实施例中，所述多热源海水淡化系统包括换热装置组5、闪蒸装置7、蒸汽稳压装置9、多效蒸发器10和凝汽器11。

需要说明的是，换热装置组5的第一输入端连接余热热源输出设备，第二输入端连接除盐水水泵6的输出端，输出端连接闪蒸装置7的输入端，将升温后的循环除盐水8输送至所述闪蒸装置7。

其中，余热热源输出设备包括高温热水输出设备1和高温烟气输出设备3，换热装置组5还设有余热热源回流端2和余热热源排放端4，所述余热热源回流端2用于回流高温热水的余热热源，所述余热热源排放端4用于排放高温烟气的余热热源。

在本实施例中，余热热源(高温热水)进入换热装置(1#换热装置)内，与部分循环除盐水8进行换热，换热后的余热热源回排出。余热热源(烟气)进入换热装置(2#换热装置)，与部分循环除盐水8进行换热，换热后的余热热源烟气降至设计温度后余热热源排放。循环除盐水8经过热所有热源换热后升温至设计温度。循环除盐水8进入闪蒸装置7内，闪蒸出一定温度和流量的饱和蒸汽。

需要说明的是，闪蒸装置7的第一输出端连接蒸汽稳压装置9的第一输入端，第二输出端连接除盐水水泵6的输入端；蒸汽稳压装置9的第二输入端分别连接多效蒸发器10的减温水输出端和蒸汽热源输出设备，输出端连接多效蒸发器10的原蒸汽输入端，向多效蒸发器10提供用于海水淡化的原蒸汽。

其中，蒸汽热源输出设备包括乏汽热源输出设备16和中低压蒸汽输出设备17。多热源海水淡化系统还包括凝结水泵24，所述凝结水泵24的输入端连接多效蒸发器10凝结水输出端，所述凝结水泵24的输出端分别连接凝结水排水设备25、蒸汽稳压装置9和除盐水水泵6。

凝汽器11的输入端连接原海水输入设备21，输出端连接物料海水提升泵12的输入端。

其中，凝汽器11的输出端连接冷却海水排出口，用于排出剩余的冷却海水。

多效蒸发器10的物料海水输入端连接物料海水提升泵12的输出端，接收用于海水淡化的物料海水，第一输出端连接产品水泵14的输入端，第二输出端连接浓海水泵15输入端，分别对产品水22和浓海水23进行输送。

其中，多效蒸发器10设有二次蒸汽输出端，用于连接凝汽器11，向所述凝汽器11传输二次蒸汽。

更进一步的，多热源海水淡化系统还包括真空泵20，所述真空泵20的输入端连接不凝气输出端19，用于将不凝气排放至大气。

更进一步的，多热源海水淡化系统还包括蒸汽热压缩机13，所述蒸汽热压缩机13的输入端连接中低压蒸汽输出设备17，所述蒸汽热压缩机13的输出端连接蒸汽稳压装置9第二输入端，用于对输入蒸汽稳压装置9的中低压蒸汽进行增压，多效蒸发器10还设有蒸汽输出端，所述蒸汽输出端连接蒸汽热压缩机13。

在本实施例中，闪蒸出的饱和蒸汽与蒸汽热源乏汽共同通入蒸汽稳压装置9，通过减温与压力调节，得到设计参数的原蒸汽，原蒸汽进入多效蒸发器10的首效。

原海水首先进入凝汽器11，经过凝汽器11升温，升温后的部分原海水作为物料海水经过物料海水提升泵12升压后进入多效蒸发器10，剩余的原海水作为冷却海水排放。原蒸汽进入多效蒸发器10的首效，加热部分物料海水产生二次蒸汽进入多效蒸发器10第二效，依次至最末效，末效产生的二次蒸汽进入凝汽器11全部冷凝。经过以上流程产生的产品水22由产品水泵14引出送至用户，产生的浓海水23由浓海水泵15引出送至下游制盐工厂。

多效蒸发器10的首效蒸发器产生的凝结水由凝结水泵24引出，其中部分作为凝结水回水(与闪蒸蒸汽等量)再次返回闪蒸系统，部分作为减温水，剩余的凝结水排水送至凝结水管网。

闪蒸装置7闪蒸循环除盐水8与凝结水回水混合后由循环水泵引出再次送入换热装置内升温，依次循环工作。

真空泵20把海水蒸发系统中海水析出的不凝结气体与所有系统泄漏的空气从凝汽器11的空冷区引出，即真空泵20把不凝气排放至大气。

同时，在某种热源不足的情况下，可以根据热源减少情况使用其他热源(如蒸汽)。如某时间段无蒸汽热源蒸汽乏汽，此时启动蒸汽热源中低压蒸汽。蒸汽热源中低压蒸汽进入蒸汽热压缩机13，同时从多效蒸发器10末效引射一定量蒸汽，混合后的蒸汽进入蒸汽稳压系统。

在本实施例中，多种热源的低温多效海水淡化系统，是针对用户存在多种不同品质可以同时作为海水淡化系统的热源，在保持用户热源的综合有效利用的情况下，同时满足淡水的生产量，可以实现用户余热及废热资源的合理利用，达到节能减排、提高热利用效率。以2万吨每天的低温多效海水淡化装置为例，使用多种热源的低温多效海水淡化系统，制水成本为使用中低压蒸汽作为热源低温多效海水淡化系统的1/5。更重要的是，能够灵活匹配现场热源的使用，避免出现某种热源无法完全匹配海水淡化系统的要求，在保证余热及废热资源利用的条件下，实现资源利用效率最大化。

为了便于理解，本实施例提出多热源海水淡化系统进行海水淡化的具体实例，具体如下：

本实施例中以日产淡水20000吨为例，利用某工厂内热水、烟气、乏汽和低压蒸汽四种热源进行海水淡化。热源参数如下：

余热热源热水：1800T/H，温度95℃；

余热热源烟气：温度160℃，150000Nm3/h；

蒸汽热源乏汽：20T/H，压力30KPa.a，温度70℃；

蒸汽热源低压蒸汽(备用)：流量20T/H，压力0.5MPa.a，温度：180℃；

原海水：1800T/H，温度20℃。

现根据已有的条件利用热水、烟气与乏汽热源制作淡水，低压蒸汽热源作为备用。

1800T/H的余热热源热水进入换热装置(1#换热装置)内，与循环除盐水8进行换热，余热热源热水温度降至72℃后余热热源回排放，循环除盐水8进水温度67℃，出水温度86℃；150000Nm3/h的余热热源烟气进入换热装置(N#换热装置)，与循环除盐水8进行换热，余热热源烟气温度降至130℃后余热热源排放，循环除盐水8进水温度67℃，出水温度86℃。故循环除盐水8量为2207T/H。循环除盐水8进入闪蒸装置7内，闪蒸出67℃的饱和蒸汽量75T/H，闪蒸剩余2132吨循环除盐水8。

75T/H的67℃饱和蒸汽与20T/H的70℃蒸汽热源乏汽通入蒸汽稳压装置9，通过减温与压力调节，得到95.05T/H，67℃的原蒸汽。

1800T/H，温度20℃的原海水首先进入凝汽器11，经过凝汽器11升温至37℃，其中1700吨海水作为物料海水经过物料海水提升泵12升压后进入多效蒸发器10，剩余的100吨海水作为冷却海水排放。95.05吨原蒸汽进入多效蒸发器10的首效，加热部分物料海水产生二次蒸汽进入多效蒸发器10第二效，依次至最末效，末效产生的二次蒸汽进入凝汽器11全部冷凝。总计产生833.4吨产品水22由产品水泵14引出送至用户，产生866.44吨浓海水23由浓海水泵15引出送至下游制盐工厂。首效产生的凝结水总计95.05T由凝结水水泵引出，75吨再次返回闪蒸系统，0.1吨作为减温水，剩余20吨凝结水排水送至凝结水管网。

闪蒸装置7闪蒸剩余2132吨循环除盐水8(67℃)与返回的75吨凝结水(67℃)由循环水泵引出再次送入换热装置内升温至86℃，依次循环工作。

真空泵20把系统中海水析出的不凝结气体与各个系统泄漏的空气从凝汽器11的空冷区引出，约160KG/H不凝气排放至大气。

在某种热源不足的情况下，可以根据热源减少情况使用备用蒸汽，如某时间段无蒸汽热源蒸汽乏汽，此时启动蒸汽热源低压蒸汽。通入14吨蒸汽热源低压蒸汽进入蒸汽热压缩机，同时从多效蒸发器末效引射6吨蒸汽，混合后的蒸汽进入蒸汽稳压系统。

本实用新型的实施实现了不同类型、不同品质的热源的综合利用，并产生了淡水资源。不仅使低品质余热资源得到二次利用，而且还降低了高品质热源的使用量，提高热源的利用效率。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多热源海水淡化系统，其特征在于，所述系统包括换热装置组、闪蒸装置、蒸汽稳压装置、多效蒸发器和凝汽器；其中：

所述换热装置组的第一输入端连接余热热源输出设备，第二输入端连接除盐水水泵的输出端，输出端连接闪蒸装置的输入端，将升温后的循环除盐水输送至所述闪蒸装置；

所述闪蒸装置的第一输出端连接蒸汽稳压装置的第一输入端，第二输出端连接除盐水水泵的输入端；

所述蒸汽稳压装置的第二输入端分别连接多效蒸发器的减温水输出端和蒸汽热源输出设备，输出端连接多效蒸发器的原蒸汽输入端，向多效蒸发器提供用于海水淡化的原蒸汽；

所述凝汽器的输入端连接原海水输入设备，输出端连接物料海水提升泵的输入端；

所述多效蒸发器的物料海水输入端连接物料海水提升泵的输出端，接收用于海水淡化的物料海水，第一输出端连接产品水泵的输入端，第二输出端连接浓海水泵输入端，分别对产品水和浓海水进行输送。

2.如权利要求1所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述余热热源输出设备包括高温热水输出设备和高温烟气输出设备。

3.如权利要求2所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述换热装置组还设有余热热源回流端和余热热源排放端，所述余热热源回流端用于回流高温热水的余热热源，所述余热热源排放端用于排放高温烟气的余热热源。

4.如权利要求1所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述蒸汽热源输出设备包括乏汽热源输出设备和中低压蒸汽输出设备。

5.如权利要求4所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述多热源海水淡化系统还包括蒸汽热压缩机，所述蒸汽热压缩机的输入端连接中低压蒸汽输出设备，所述蒸汽热压缩机的输出端连接蒸汽稳压装置第二输入端，用于对输入蒸汽稳压装置的中低压蒸汽进行增压。

6.如权利要求5所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述多效蒸发器还设有蒸汽输出端，所述蒸汽输出端连接蒸汽热压缩机。

7.如权利要求1所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述多热源海水淡化系统还包括凝结水泵，所述凝结水泵的输入端连接多效蒸发器凝结水输出端，所述凝结水泵的输出端分别连接凝结水排水设备、蒸汽稳压装置和除盐水水泵。

8.如权利要求1所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述多热源海水淡化系统还包括真空泵，所述真空泵的输入端连接不凝气输出端，用于将不凝气排放至大气。

9.如权利要求1所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述凝汽器的输出端连接冷却海水排出口，用于排出剩余的冷却海水。

10.如权利要求1所述的多热源海水淡化系统，其特征在于，所述多效蒸发器设有二次蒸汽输出端，用于连接凝汽器，向所述凝汽器传输二次蒸汽。

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