凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺

摘要

本发明涉及凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，具体为凝汽式汽轮发电机组经过发电后排出的负压蒸汽用来生产液态盐水做为原料供氯碱或纯碱系统生产用，并联产淡水。凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，包括以下步骤：(1)上一级工艺产生的蒸汽推动凝汽式汽轮发电机组运转，从而可以发电，从凝汽式汽轮发电机组出来的表压为低于-0.04MPa的尾蒸汽进入换热器，与通过强制循环泵从贮罐中抽出的冷却介质换热，尾蒸汽被冷凝成水，在阻汽排水器内进行汽液分离后返回锅炉水处理系统循环使用。本发明的凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，工艺简单，可实现电、盐、水联产。

说明书

技术领域

本发明涉及凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，具体为凝汽式汽轮 发电机组经过发电后排出的负压蒸汽用来生产液态盐水做为原料供氯碱或纯碱 系统生产用，并联产淡水。

背景技术

目前火力发电基本分为背压式汽轮机发电、凝汽式汽轮机发电、抽凝汽式 汽轮机发电三种形式，背压式汽轮机发电特点是汽轮机末端蒸汽排出压力大于 常压，排出的蒸汽常用作其它工艺(比如说冬季取暖)，其发电效率低于凝汽式 汽轮机发电和抽凝汽式汽轮发电，但蒸汽的潜热焓基本得到利用；凝汽式汽轮 机发电特点是：汽轮机末端排出压力低于常压，即负压状态，发电效率最高， 但蒸汽的潜热焓没有得到利用，整个系统的热能利用率不足45％，抽凝汽式汽轮 发电机介于上述两种工艺之间，其特点是从汽轮机中间级抽出具有一定压力的 蒸汽供给热用户，余下的蒸汽继续推动转子后部的叶片做功，然后回收冷凝水。 由于抽出部分的蒸汽潜热焓得到了利用，而冷凝部分的蒸汽焓没有得到利用， 因此其热能利用效率介于背压式发电机组和凝汽式发电机组之间。

做为原盐生产方式之一的真空法制盐，大多与火力发电厂相结合，利用背 压式发电机组或抽气式发电机组排出的正压蒸汽采用多效低温真空蒸发工艺生 产原盐，该工艺的特点是：尽管蒸汽潜热得到了充分的利用，但是发电效率较 低。

靠近沿海的火力发电厂有较多的厂家采用海水做为冷却水，其冷却方式可 分为直流式和循环式，直流式是指海水经过冷却吸收发电机组蒸汽的热量后直 接排掉，循环式是指海水冷却吸收发电机组蒸汽的热量后，送入凉水塔，经凉 水塔降温后循环使用，由于凉水塔的浓缩，盐分不断提高，因此需定时排出较 浓的海水，同时补充进新鲜海水。无论哪种方式使用海水，其海水中有用的成 份没有得到有效的利用。

凝汽式发电机组和抽汽式发电机组(以下以凝汽式发电机组为例)其排出 的蒸汽温度夏季一般不超过50℃，北方的冬季会更低一些。汽轮机排出的蒸汽 被冷却水冷凝成水后返回锅炉系统，因此这部分蒸汽所含的热能没有得到有效 利用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种热能利用率高、 海水可以得到资源化利用的凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，其特殊之处在于包括以下步骤：

(1)上一级工艺产生的蒸汽推动凝汽式汽轮发电机组运转，从而可以发电， 从凝汽式汽轮发电机组出来的表压为低于-0.04MPa的尾蒸汽进入换热器，与通 过强制循环泵从贮罐中抽出的冷却介质换热，尾蒸汽被冷凝成水，在阻汽排水 器内进行汽液分离后返回锅炉水处理系统循环使用；

(2)被加热后的冷却介质(温度高于沸点)进入汽液分离器，由于分离出 蒸汽而浓缩，当分离出的液体中盐浓度达到300g/l～310g/l时，一部分液体经 强制循环泵抽出作为合格精盐水送至氯碱或纯碱生产系统，其余部分与新补充 进来的冷却介质混合后送入换热器循环使用；

(3)从汽液分离器分离出的二次蒸汽进入表面冷凝器，经净化处理的新鲜 海水加进凉水塔，由循环冷却水泵送入表面冷凝器，与二次蒸汽换热，二次蒸 汽被冷凝成淡水送至用水管网，从表面冷凝器出来的不凝气则被真空泵抽走， 吸收热量后的循环冷却海水回流至凉水塔，降温后与新加进来的经净化处理的 新鲜海水混合后再送表面冷凝器循环使用；

所述冷却介质为卤水或工业废盐水；

所述冷却介质为经过海水精制系统精制的、来自凉水塔的循环冷却海水。

本发明的凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，工艺简单，可实现电、 盐、水联产，如果与海水淡化装置、氯碱(或纯碱)生产装置相结合，不仅可 大大减轻环境污染，做到废弃物资源化利用，而且可外供优质淡水，大大提高 了能源利用率，充分利用了焓值较低的负压蒸汽，以较少的发电效率损失，换 得了优质淡水和工业用盐，仅所获得的淡水价值就高于损失发电所降低的价值。

附图说明

图1：本发明的凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺流程图；

图中：1、凝汽式汽轮发电机组，2、换热器，3、阻汽排水器，4、锅炉水 处理系统，5、汽液分离器，6、强制循环泵，7、氯碱或纯碱系统，8、强制循 环泵，9、贮罐，10、表面冷凝器，11、真空泵，12、用水管网，13、凉水塔， 14、循环冷却水泵，15、海水精制系统。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明所提供的方法，但本发明并不因此而受到 任何限制。

凝汽式汽轮发电机组电、水、盐联产工艺，包括以下步骤：

(1)上一级工艺产生的蒸汽推动凝汽式汽轮发电机组运转，从而可以发电， 从凝汽式汽轮发电机组出来的表压为低于-0.04MPa的尾蒸汽进入换热器，与通 过强制循环泵从贮罐中抽出的冷却介质换热，尾蒸汽被冷凝成水，在阻汽排水 器内进行汽液分离后返回锅炉水处理系统循环使用；

(2)被加热后的冷却介质(温度高于沸点)进入汽液分离器，由于分离出 蒸汽而浓缩，当分离出的液体中盐浓度达到300g/l～310g/l时，一部分液体经 强制循环泵抽出作为合格精盐水送至氯碱或纯碱生产系统，其余部分与新补充 进来的冷却介质混合后送入换热器循环使用；

(3)从汽液分离器分离出的二次蒸汽进入表面冷凝器，经净化处理的新鲜 海水加进凉水塔，由循环冷却水泵送入表面冷凝器，与二次蒸汽换热，二次蒸 汽被冷凝成淡水送至用水管网，从表面冷凝器出来的不凝气则被真空泵抽走， 吸收热量后的循环冷却海水回流至凉水塔，降温后与新加进来的经净化处理的 新鲜海水混合后再送表面冷凝器循环使用；

所述冷却介质为经过海水精制系统精制的、来自凉水塔的循环冷却海水。

本实施例是先将经过海水精制系统精制的、来自凉水塔的循环冷却海水做 为冷却介质来冷却汽轮机排出的蒸汽，蒸汽加热海水后，本身被冷凝成水，在 阻汽排水器中进行汽液分离后返回锅炉水处理系统循环使用，海水吸收热量后 温度升高，温度超过沸点后的海水去汽液分离器，分离出来的二次蒸汽去表面 冷凝器，被来自凉水塔的循环冷却海水冷凝成淡水去用水管网，所含有的不凝 气由真空泵抽走，汽液分离后的海水由强制循环泵抽出，当海水中盐浓度达到 300g/l～310g/l后成为盐含量合格的液态盐水，抽出一部分精盐水做为原料盐 水送氯碱生产系统或纯碱生产系统，其余部分与补充进来的海水混合继续循环 加热、浓缩生产液态盐水。

凉水塔的种类可选用开式、闭式等现有的任何形式和技术，使循环冷却海 水通过蒸发水分的方式降低温度，随着水分的蒸发，盐浓度逐渐升高，加上从 循环冷却系统抽出一定数量的海水去生产精盐水，因此需不断地往系统中补充 新鲜海水。

补充进凉水塔内的海水需进行净化处理，以防凉水塔结垢。

换热器可采用任何形式的换热器，换热器优选列管式或板式换热器。随着 热交换的进行，盐水温度升高。当盐水中NaCl含量为310g/l、汽液分离器中气 相压力为-0.08MPa(表压)时，盐水大约67℃左右就开始沸腾，通常情况下，盐水 含盐量低，盐水的沸点降低，真空度升高，盐水沸点也降低，当盐水中NaCl含 量为310g/l，真空度提高至-0.09MPa(表压)时，盐水约52℃就会沸腾。

阻汽排水器可采用任何形式的阻汽排水装置，以达到仅允许液态水排出而 不允许蒸汽排出的目的。

汽液分离器可采用任何形式的汽液分离装置，以达到汽液分离的目的。

换热器与汽液分离器也可采用组合一体式，比如：列文蒸发器、标准蒸发 器等。

抽真空的方式可以是机械式，也可以是水力喷射式。

海水循环冷却方式与现有的工艺基本相同，不同点是现有的循环冷却工艺 中，随着生产的运行，冷却海水中盐的浓缩倍数将逐步增加，因此，要求定时 向冷却系统外排出一部分较浓的海水，以防冷却系统结垢，同时需往循环冷却 系统不断地补充新鲜海水，以保证系统稳定运行。本发明的特点是连续地从循 环冷却系统中抽出部分较浓的海水，转送到下一步去生产含盐浓度合格的液态 盐水，同时连续地往凉水塔内系统中补充新鲜海水，补充的海水量由生产精盐 水所需要的海水量和凉水塔蒸发水分的量决定。

从汽轮机末端排出的蒸汽和温度与现有的凝汽式汽轮发电机工艺不同。现 有的凝汽式汽轮发电机末端排出的蒸汽直接去表面冷凝器，由循环水冷凝成液 态水，凝结水再返回锅炉水处理系统，排出的蒸汽温度夏季一般不超过50℃， 其产生的负压在表面冷凝器的换热面积一定的情况下，主要由循环冷却水的数 量和温度决定，冷却水数量一定的条件下，冷却水温越低，真空度越高。本发 明是凝汽式汽轮机排出的蒸汽先送进换热器，加热来自循环冷却系统且经过处 理的海水，凝结成的水经阻汽排水器后再返回锅炉水处理系统，排汽温度一般 大于65℃，小于100℃，其产生的负压在换热面积一定的情况下，主要由被加热的 盐水的数量和温度决定，控制蒸汽温度优选≤85℃。

海水在循环加热的过程中，其沸点主要由汽液分离器排出的二次蒸汽压力 和盐水中的盐浓度决定，而二次蒸汽的压力由表面冷凝器决定(相当于现有发 电机组的工艺和技术)。盐水浓度越低，沸点越低。在盐水浓度一定的条件下， 二次蒸汽压力越低(即：真空度越高)，盐水的沸点越低，从而使得汽轮机组排 出的蒸汽压力和温度越低，发电效率就越高。在生产过程中须控制二次蒸汽真 空度不低于-0.08MPa，(真空度越高越好)，成品盐水中NaCl含量为 300g/1～310g/l，若低于这个范围，须继续循环加热浓缩，高出这个范围，须加 大合格盐水抽出量。

从循环冷却系统抽海水去生产盐水的方式可以采用从冷却水泵直接外送的 方式，也可以单独安装一台水泵专供生产盐水。

用于生产精盐水的原料(冷却介质)可以是经过处理的来自凉水塔循环冷 却系统的海水、海水淡化后的浓盐水、卤水等，也可以是生产环氧氯丙烷、MDI 以及其它产品副产的含盐废水，或者是离子膜法生产烧碱过程中的脱氯淡盐水， 或者是它们之间的组合和补充。但是，无论用什么做原料，必须保证所有原料 在加热浓缩后不得产生结垢(同凉水塔循环冷却系统)，具体的处理方式(比如 说离子交换树脂法等)本发明不做讨论。

本发明除了可以生产液态盐水外，还可以通过增加安装结晶器的方式生产 固态结晶盐。

本发明可以将凉水塔循环冷却系统与汽轮机排出蒸汽加热浓缩系统分开使 用，即：现有的凉水塔循环冷却工艺不变，单独用汽轮发电机组汽轮机排出的 负压蒸汽加热浓缩生产液态盐水。

本发明未详细说明的内容均为现有技术，本领域技术人员可以从本实施例 及现有技术获得启发，进行变形得到其它实施例。因此，本发明的保护范围应 该根据权利要求的保护范围来确定。