基于废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热工领域，特别是涉及到一种基于低压蒸汽和中压冷凝水以及高温高 压含盐废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统。
【背景技术】
[0002] 目前很多工业诸如原油开采、炼油化工、纺织印染、生物制药、食品加工以及热电 供暖等都需要大量不同品位的蒸汽，以满足加热、蒸馏、干燥及浓缩等工艺需求。而这些蒸 汽用户同时又会产生大量的低参数蒸汽和高温高压凝结水，诸如汽轮机膨胀做功后排出的 低压乏汽、负压闪蒸或节流减压产生的低压蒸汽、浓缩液加热后产生的蒸汽以及高压蒸汽 换热后产生的冷凝水，该部分废汽和废水富含大量的热能资源,如果直接排放到大气中或 地面及地下水体中，不仅造成热能和水资源浪费,甚至会产生严重的环境污染。目前仅工业 锅炉每年就消耗 5亿吨左右的原煤用于生产蒸汽，其中i/5的蒸汽潜热和废水显热未经利 用而被直接排放，因此有必要将这些余热资源加以回收，以期提高能量利用率，减少能源消 耗和环境污染，并带来良好的社会、经济效益。
[0003]低压废蒸汽直接利用一般难以找到相匹配的低品位热用户，又无法满足高品位热 用户工业生产工况需求。而高温高压废水若直接用于加热，由于利用的是其显热，不仅投资 高、占地大、能耗多，而且对于含有空气的蒸汽来说换热效果并不理想，并且造成极大的作 功能力的浪费，在热力学上不符合能量利用最大化原则。基于热栗原理的压缩法是一种行 之有效的蒸汽能量品位升级方法。以机械压缩热栗为例,该设备通过压缩的形式消耗机械 能或电能，并将能量传递给低压蒸汽从而产生高温高压蒸汽，本质上是投入小部分高位能 量提升低压蒸汽品位,从而供给中压热用户，以便使用其潜热。它可将属于低温范围的环 境热量及工业上无法直接利用的余热转变为有用的能量，并提供给室内供暖或某些工艺过 程，但由于机械压缩式热泵耗费的是高品位的机械能，未能充分利用高温高压废水的做功 能力。因此必需考虑一种既能实现低压蒸汽增压升温，又能有效利用高品位废水热能，减少 电能消耗的蒸汽压缩梯级用能方案。为此我们发明了一种新的基于废水综合利用的机械热 力复合式蒸汽压缩系统，解决了以上技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于低压蒸汽回收和中压冷凝水及高温高压含盐废水 梯级利用技术的机械热力复合式蒸汽压缩系统，最终在中高压废水热能充分利用的基础上 实现低压蒸汽高效、低电耗、低成本回收升级，并返回热用户进行循环利用。
[0005] 本发明的上述目的可通过如下技术措施来实现：基于废水综合利用的机械热力复 合式蒸汽压缩系统，该系统包括低压闪蒸罐、高压闪蒸罐、喷嘴可调式蒸汽喷射泵、离心式 压缩机和蒸汽再热器，该低压闪蒸罐接收中压冷凝废水，并将中压冷凝废水闪蒸为低压闪 蒸蒸汽，该高压闪蒸罐接收高温高压含盐废水，并将高温高压含盐废水进行闪发，产生高压 闪蒸蒸汽，该离心式压缩机连接于低压闪蒸罐，接收低压闪蒸蒸汽，并与其它低压蒸汽一同 3 CN 104696938 A 说明书 2/4页 进行绝热压缩，生成中压饱和蒸汽，该蒸汽再热器连接于该离心式压缩机的出口处，并将超 出该离心式压缩机额定流量的多余低压蒸汽进行加热，该喷嘴可调式蒸汽喷射泵的引射端 连接于该蒸汽再热器以接收加热后的多余低压蒸汽，该喷嘴可调式蒸汽喷射泵的入口端连 接于该高压闪蒸罐，以接收高压闪蒸蒸汽，该喷嘴可调式蒸汽喷射泵将高压闪蒸蒸汽作为 动力蒸汽以引射加热后的多余低压蒸汽，生成中压饱和蒸汽。
[0006] 本发明的上述目的还可通过如下技术措施来实现： 本发明不仅实现了不同品位废热的优化梯级利用，而且对于用户负荷变动适应性较 好，由于压缩机处于额定工况，始终保持高效工作状态，节省了非额定工况运转所造成的多 余功耗，同时利用高温高压余热资源来进行压缩，节省了高品位电能的消耗，由于充分利用 了低压蒸汽的潜热和高压废水的内能，极大地提高了热能利用率，减少了工艺系统总体热 耗，降低了能耗成本。本发明可以广泛用于蒸汽加热、压缩及相关工业领域。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明的基于废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统的一具体实 施案例的结构图。
【具体实施方式】
[0008] 为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施 案例1，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0009] 如图1所示，图1为本发明的基于废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统 的结构图。该基于废水综合利用的机械热力复合式蒸汽压缩系统由低压闪蒸罐1、高压闪蒸 罐2、喷嘴可调式蒸汽喷射泵3、离心式压缩机4、蒸汽再热器5和低压闪蒸罐加热器6以及 凝结水泵7组成。
[0010] 低压闪蒸罐1接收中压热用户产生的中压冷凝废水，并将中压冷凝废水闪蒸为低 压闪蒸蒸汽，保证所产生的低压闪蒸蒸汽与低压废蒸汽压力相同，以便后续回收利用。为了 增加中压冷凝水的闪蒸率，在闪蒸罐内安装低压闪蒸罐加热器6以提供更多的潜热用于闪 发，闪蒸后剩余的低压冷凝水则作为锅炉给水水源、离心式压缩机4以及喷嘴可调式蒸汽 喷射泵3的减温水水源。具体说来，凝结水泵7连接于低压闪蒸罐1，并将闪蒸后剩余的低 压冷凝水升压后分成三股，其中一股送入锅炉作为锅炉给水，一股通入离心压缩机4的入 口喷嘴提前对蒸汽进行加湿保证出口为饱和蒸汽，另一股则连接到喷嘴可调式蒸汽喷射栗 3的出口端，对压缩后的过热蒸汽进行加湿减温，使其达到饱和状态。
[0011] 高压闪蒸罐2接收由锅炉系统来的高温高压含盐废水，并将高温高压含盐废水进 行闪发，通过喷淋雾化的形式减温减压，产生的高压闪蒸蒸汽则作喷嘴可调式蒸汽喷射泵3 的动力蒸汽用于引射低压蒸汽，也就是对低压蒸汽进行卷吸和压缩。高温高压含盐废水闪 蒸后的冷凝水分成两股，其中一股通入低压蒸汽再热器5用以加热卷吸蒸汽以提高蒸汽喷 射泵的引射系数，另一股通入低压闪蒸罐加热器6作为热源加热低压凝水从而增加低压闪 蒸罐内液体的蒸发率，经过低压蒸汽再热器5换热之后的闪蒸凝水再引入含盐污水回收系 统以便脱盐回收再利用。
[0012] 离心式压缩机4连接于低压闪蒸罐1，接收低压闪蒸罐1闪蒸的低压闪蒸蒸汽，并 4 CN 104696938 A 说明书 3/4页 与其它低压蒸汽一同进行绝热压缩,生成中压饱和蒸汽。由于千饱和蒸汽绝热压缩后为过 热蒸汽，不利于换热。为了防止出口蒸汽过热而影响后续流程使用，在离心式压缩机4入口 处安装雾化喷嘴喷入饱和水，事先增加进口蒸汽的湿度，以降低过热蒸汽温度使蒸汽达到 饱和，保证压缩机在额定工况下运行。具体说来，将低压闪蒸后的冷凝水通过凝结水泵7升 压后喷入离心式压缩机4的入口喷嘴，将干饱和汽变为湿饱和蒸汽，然后通过离心式压缩 机4绝热压缩的方式将能量传递给加湿后的低