專(zhuān)利名稱(chēng):火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電水聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方 法及設(shè)備。
背景技術(shù):
一、蒸餾淡化技術(shù)海水淡化又稱(chēng)為海水脫鹽,也就是從海水中提取淡水的技術(shù)和過(guò)程。按分離方法 的不同,又可以將海水淡化技術(shù)分成熱法和膜法兩大類(lèi)。膜法主要包括反滲透和電滲析;而 熱法淡化包括太陽(yáng)能淡化、冷凍法、多級(jí)閃蒸、多效蒸餾等。到目前為止,研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的海 水淡化方法不下數(shù)十種之多,但是真正工業(yè)化應(yīng)用還僅局限于低溫多效蒸餾、多級(jí)閃蒸、反 滲透等為數(shù)不多的幾種技術(shù)。多級(jí)閃蒸和低溫多效蒸餾是兩種常用的淡化技術(shù)。對(duì)于多級(jí)閃蒸技術(shù),原料海水先被加熱,然后引入閃蒸室進(jìn)行閃蒸,閃蒸室的壓力 控制在低于進(jìn)料海水溫度對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓下,當(dāng)熱海水進(jìn)入閃蒸室后由于過(guò)熱而急速部 分氣化,從而使熱海水溫度降低,產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為淡水。多級(jí)閃蒸過(guò)程中加熱面和蒸 發(fā)面分開(kāi),這樣使得傳熱面上的結(jié)垢減少,垢層的積累緩慢。多效蒸餾是在單效蒸餾的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,又叫多效蒸發(fā)。上世紀(jì)70年代出現(xiàn) 了低溫多效蒸餾技術(shù),克服了早期多效蒸餾結(jié)垢問(wèn)題,使多效蒸餾恢復(fù)了在海水淡化領(lǐng)域 的主流地位,目前已成為極具發(fā)展前途的一種淡化技術(shù)。對(duì)于多效蒸餾裝置,海水經(jīng)冷凝器 預(yù)熱后,被分布在各效的傳熱管上,吸收管內(nèi)蒸汽的潛熱而蒸發(fā),管內(nèi)蒸汽被冷凝成淡水, 管外蒸發(fā)得到的二次蒸汽進(jìn)入下一效傳熱管被冷凝,而濃縮海水則被排出,后一效的蒸發(fā) 溫度均低于前一效,因此一定量的蒸汽輸入通過(guò)多次蒸發(fā)和冷凝,得到多倍于輸入蒸汽量 的蒸餾水。二、火力發(fā)電技術(shù)火力發(fā)電廠簡(jiǎn)稱(chēng)火電廠,是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠,它的 基本生產(chǎn)過(guò)程是燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽,將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能,蒸汽 壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn),將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電 能。汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠主要設(shè)備之一,它接受鍋爐送來(lái)的蒸汽,將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換 為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)是使汽輪機(jī)的熱力循環(huán)和熱功裝換得以繼續(xù) 進(jìn)行的所有設(shè)備和系統(tǒng)的組合。汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)主要是主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、凝結(jié)水和 給水回?zé)嵯到y(tǒng)、凝汽系統(tǒng),與之相輔的還有疏水系統(tǒng)、軸封汽系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)等。汽輪機(jī) 的熱力系統(tǒng)由蒸汽管道、凝結(jié)水和給水管道以及與之相連的加熱器、水泵、閥門(mén)等設(shè)備組 成。三、電水聯(lián)產(chǎn)技術(shù)電水聯(lián)產(chǎn)主要是指海水淡化水和電力聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供。海水淡化的成本在很大程度上取 決于消耗的電力和蒸汽的成本,電水聯(lián)產(chǎn)可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動(dòng)力,從而實(shí)現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。大部分大型海水淡化廠都是和發(fā)電廠 建在一起的,這是當(dāng)前大型海水淡化工程的主要建設(shè)模式?;痣姀S汽輪機(jī)與蒸餾法淡化裝置結(jié)合有以下兩種方式一 )利用從汽輪機(jī)抽取蒸汽的潛熱,作為淡化的熱源進(jìn)行海水淡化,這種結(jié)合方 式以發(fā)電為主,生產(chǎn)一定量的淡化水供給鍋爐及電廠其他部分使用。能夠進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié),對(duì) 于用電和用水波動(dòng)較大的情況適用。二)高壓蒸汽用于發(fā)電,排出的低壓蒸汽用于淡化,這種方法適合大規(guī)模生產(chǎn)淡 水。其特點(diǎn)是熱利用效率高,排出的蒸汽全部用于海水淡化,淡化的成本很低,此法最適合 用于連續(xù)用電、負(fù)荷變化比較小的場(chǎng)合,缺點(diǎn)是不能達(dá)到互相調(diào)節(jié)的目的。四、大型火電廠汽輪機(jī)與蒸餾法淡化裝置結(jié)合技術(shù)的缺陷為提高火力發(fā)電效率,采用大型發(fā)電機(jī)組已經(jīng)成為新建火力發(fā)電廠的發(fā)展趨勢(shì)。 大型發(fā)電機(jī)組對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定性要求相對(duì)較高,蒸汽循環(huán)量相對(duì)較大,進(jìn)入凝汽器冷凝的蒸汽 量也較大,壓力較低,一股情況,不宜將此部分蒸汽作為熱源進(jìn)行淡化。大型發(fā)電機(jī)組汽輪 機(jī)低壓缸設(shè)計(jì)緊湊,難以抽出大量蒸汽。一股情況,采用中壓缸抽汽末級(jí)的方式為蒸餾法海 水淡化廠供汽。但上述供汽方式存在缺陷,不宜抽出過(guò)多蒸汽,抽氣量過(guò)大將顯著影響電廠發(fā)電 效率。因此此種供汽方式適宜作為小型蒸餾法海水淡化廠的供汽方式。對(duì)于大型火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)的中壓缸末級(jí)抽汽,其壓力一股為0. 5 1. OMPa, 溫度一股為300 400°C,其焓值明顯高于擬進(jìn)入凝汽器蒸汽的焓值,具有一定的發(fā)電潛 能。如果從汽輪機(jī)抽出大量此品位蒸汽供給海水淡化廠,則此部分蒸汽不能在汽輪機(jī)中做 功,從而顯著影響發(fā)電。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種降低海水淡化的造水成本 并且造水量可調(diào)的火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法及設(shè)備。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種火力發(fā)電和 蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法,從發(fā)電廠汽輪機(jī)中壓缸末級(jí)抽出部分蒸汽,首先進(jìn)入后置汽輪 機(jī)發(fā)電,發(fā)完電后排出,進(jìn)入蒸餾法海水淡化裝置作為加熱蒸汽進(jìn)行海水淡化。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的另一技術(shù)方案是一種火力發(fā) 電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備,包括發(fā)電廠汽輪機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電廠發(fā)電機(jī),所述發(fā)電廠 汽輪機(jī)與發(fā)電廠凝汽器相連,該設(shè)備還包括后置汽輪機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī),所述后置汽輪 機(jī)的進(jìn)氣口與所述發(fā)電廠汽輪機(jī)的中壓缸末級(jí)相連,所述后置汽輪機(jī)的排氣口與蒸餾法海 水淡化裝置相連。所述后置汽輪機(jī)為一臺(tái),所述后置汽輪機(jī)的排氣口與至少兩臺(tái)并聯(lián)蒸餾法海水淡 化裝置相連。所述后置汽輪機(jī)包括并聯(lián)設(shè)置的至少兩臺(tái),每臺(tái)后置汽輪機(jī)連接一臺(tái)蒸餾法海水 淡化裝置。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是利用從汽輪機(jī)抽出的較高品位的蒸汽發(fā)電,補(bǔ) 充由于抽汽造成的發(fā)電廠供電能力下降,從而降低供應(yīng)給蒸餾法淡化廠蒸汽的成本,最終降低海水淡化的造水成本;同時(shí),可以根據(jù)需要確定海水淡化的規(guī)模,通過(guò)調(diào)整蒸汽抽出量 來(lái)實(shí)現(xiàn),造水量不受汽輪機(jī)規(guī)模的限制。
圖1是本發(fā)明火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的示意圖;圖2是本發(fā)明火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)設(shè)備采用一臺(tái)后置汽輪機(jī)服務(wù)多臺(tái) 蒸餾法海水淡化裝置的示意圖;圖3是本發(fā)明火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)設(shè)備采用一臺(tái)后置汽輪機(jī)服務(wù)一臺(tái) 蒸餾法海水淡化裝置的示意圖。圖中1、發(fā)電廠凝汽器,2、發(fā)電廠汽輪機(jī),3、后置汽輪機(jī),4、蒸餾法海水淡化裝置, 5、發(fā)電廠發(fā)電機(jī),6、發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效,茲例舉以下實(shí)施例,并配合附圖 詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參見(jiàn)圖1,一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備,包括發(fā)電廠汽輪機(jī)2及其 驅(qū)動(dòng)的發(fā)電廠發(fā)電機(jī)5,發(fā)電廠汽輪機(jī)2與發(fā)電廠凝汽器1相連,該設(shè)備還包括后置汽輪機(jī) 3及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)6,后置汽輪機(jī)3的進(jìn)氣口與發(fā)電廠汽輪機(jī)2的中壓缸末級(jí)相連,后置 汽輪機(jī)3的排氣口與蒸餾法海水淡化裝置4相連。一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法,后置汽輪機(jī)3從發(fā)電廠汽輪機(jī)2的中 壓缸末級(jí)抽汽用于發(fā)電,后置汽輪機(jī)3排出的低壓蒸汽用于蒸餾法海水淡化裝置進(jìn)行海水 淡化。本發(fā)明主要有兩種具體實(shí)施方式
,分別為一臺(tái)后置汽輪機(jī)服務(wù)多臺(tái)并聯(lián)蒸餾法海 水淡化裝置和一臺(tái)后置汽輪機(jī)服務(wù)一臺(tái)蒸餾法海水淡化裝置。請(qǐng)參見(jiàn)圖2,本發(fā)明采用一臺(tái)后置汽輪機(jī)服務(wù)多臺(tái)并聯(lián)蒸餾法海水淡化裝置,在發(fā) 電廠汽輪機(jī)2的中壓缸的末級(jí)設(shè)置一個(gè)抽氣口,抽出的蒸汽進(jìn)入后置汽輪機(jī)3并驅(qū)動(dòng)后置 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)6發(fā)電。后置汽輪機(jī)3排出的蒸汽通過(guò)管道輸送到各個(gè)蒸餾法海水淡化裝置 4。由于采取集中供汽方式,后置汽輪機(jī)3的排氣口到各個(gè)蒸餾法海水淡化裝置4進(jìn)氣口有 一定的距離,需要考慮到輸送距離對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響,主要有兩個(gè)方面。首先需要充分考慮 到蒸汽在輸送過(guò)程中溫度和壓力的下降;另外要考慮到對(duì)蒸汽輸送投資,即低溫低壓蒸汽 需要使用較大直徑的管道輸送,工程投資較大,為降低工程投資,可適當(dāng)選用較高的后置汽 輪機(jī)3的排汽溫度壓力,以降低管徑,節(jié)約投資。請(qǐng)參見(jiàn)圖3,本發(fā)明采用一臺(tái)后置汽輪機(jī)服務(wù)一臺(tái)蒸餾法海水淡化裝置,在發(fā)電廠 汽輪機(jī)2的中壓缸的末級(jí)設(shè)置一個(gè)抽氣口,抽出的蒸汽進(jìn)入多個(gè)并聯(lián)的后置汽輪機(jī)3,每個(gè) 后置汽輪機(jī)3驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)6發(fā)電。每個(gè)后置汽輪機(jī)3排出的蒸汽進(jìn)入與其對(duì)應(yīng)的一個(gè) 蒸餾法海水淡化裝置4。對(duì)于此種實(shí)施方式,后置汽輪機(jī)3和蒸餾法海水淡化裝置4 一一對(duì) 應(yīng),直接或通過(guò)短管相連,基本沒(méi)有蒸汽輸送熱損失。發(fā)電廠汽輪機(jī)2排出的蒸汽進(jìn)入多個(gè) 并聯(lián)的后置汽輪機(jī)3,輸送的蒸汽壓力較高,需要選用的管徑較小,工程投資較低。綜上所述,從發(fā)電廠汽輪機(jī)2抽出部分蒸汽,首先進(jìn)入后置汽輪機(jī)3發(fā)電。后置汽輪機(jī)3發(fā)出的電力補(bǔ)充發(fā)電廠汽輪機(jī)2供汽造成的發(fā)電能力下降。蒸汽在后置汽輪機(jī)3中 發(fā)完電后排出,進(jìn)入蒸餾法海水淡化裝置4作為加熱蒸汽進(jìn)行海水淡化。發(fā)電廠凝汽器1 與電廠汽輪機(jī)2相連,用于凝結(jié)電廠汽輪機(jī)2排出的低溫低壓蒸汽。后置汽輪機(jī)3的進(jìn)汽參數(shù)應(yīng)與發(fā)電廠汽輪機(jī)2提供的蒸汽參數(shù)相適應(yīng),排汽參數(shù) 應(yīng)與蒸餾法海水淡化裝置4的需求相適應(yīng)。對(duì)于低溫多效蒸餾海水淡化裝置,需要的蒸汽 為約70°C飽和蒸汽;對(duì)于多級(jí)閃蒸還海水淡化裝置,需要的蒸汽為約120°C飽和蒸汽。后置 汽輪機(jī)3的排汽參數(shù)應(yīng)考慮到蒸汽輸送過(guò)程中的熱損失,應(yīng)略高于蒸餾法海水淡化裝置4 的設(shè)計(jì)進(jìn)汽參數(shù)。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是本發(fā)明并不局限于上 述的具體實(shí)施方式
,上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的,并不是限制性的,本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下,在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下,還可 以作出很多形式,這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法,其特征在于,從發(fā)電廠汽輪機(jī)中壓缸末 級(jí)抽出部分蒸汽,首先進(jìn)入后置汽輪機(jī)發(fā)電,發(fā)完電后排出,進(jìn)入蒸餾法海水淡化裝置作為 加熱蒸汽進(jìn)行海水淡化。
2.一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備,其特征在于,包括發(fā)電廠汽輪機(jī)及其驅(qū) 動(dòng)的發(fā)電廠發(fā)電機(jī),所述發(fā)電廠汽輪機(jī)與發(fā)電廠凝汽器相連,該設(shè)備還包括后置汽輪機(jī)及 其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī),所述后置汽輪機(jī)的進(jìn)氣口與所述發(fā)電廠汽輪機(jī)的中壓缸末級(jí)相連,所述 后置汽輪機(jī)的排氣口與蒸餾法海水淡化裝置相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備,其特征在于,所述后 置汽輪機(jī)為一臺(tái),所述后置汽輪機(jī)的排氣口與至少兩臺(tái)并聯(lián)蒸餾法海水淡化裝置相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備,其特征在于,所述后 置汽輪機(jī)包括并聯(lián)設(shè)置的至少兩臺(tái),每臺(tái)后置汽輪機(jī)連接一臺(tái)蒸餾法海水淡化裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法,從發(fā)電廠汽輪機(jī)中壓缸末級(jí)抽出部分蒸汽,首先進(jìn)入后置汽輪機(jī)發(fā)電,發(fā)完電后排出,進(jìn)入蒸餾法海水淡化裝置作為加熱蒸汽進(jìn)行海水淡化。本發(fā)明還公開(kāi)了一種火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備,包括發(fā)電廠汽輪機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電廠發(fā)電機(jī),發(fā)電廠汽輪機(jī)與發(fā)電廠凝汽器相連,該設(shè)備還包括后置汽輪機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī),后置汽輪機(jī)的進(jìn)氣口與發(fā)電廠汽輪機(jī)的中壓缸末級(jí)相連,后置汽輪機(jī)的排氣口與蒸餾法海水淡化裝置相連。本發(fā)明能夠降低供應(yīng)給蒸餾法淡化廠蒸汽的成本,最終降低海水淡化的造水成本;同時(shí),可以根據(jù)需要確定海水淡化的規(guī)模,通過(guò)調(diào)整蒸汽抽出量來(lái)實(shí)現(xiàn),造水量不受汽輪機(jī)規(guī)模的限制。
文檔編號(hào)F01K11/02GK102040258SQ20101052585
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者俞永江, 初喜章, 呂慶春, 趙河立, 阮國(guó)嶺 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所