煤矿疏干水利用系统以及电厂用空冷系统的制作方法

本实用新型涉及电厂冷却设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种煤矿疏干水利用系统以及一种电厂用空冷系统。

背景技术：

一方面

疏干水是在采煤过程中从煤层中涌出的污水，如矿井开采时产生的地表渗透水及地下水层水，疏干水中包含有砂泥、粉尘、溶解盐、酸和碱、煤炭颗粒、油脂等污染物，导致疏干水成分十分复杂。

目前，疏干水只有少量一部分能够应用于工业生产，而绝大部分采用自然排弃，这不仅浪费水资源，同时也会造成环境污染。

如果基于环境保护出发，那么就需要对疏干水进行处理，降低其所包含的污染物含量后再实施排放。

目前，对于疏干水处理的疏干水零排放处理系统，在运行时需要提供热源，并通过专门的蒸发器升温加热，实现提高废水浓度，然后再对浓水进行处理，疏干水零排放处理系统存在热能资源浪费，疏干水处理成本较高等问题。

另一方面

冷端系统是电厂机组系统中的重要组成部分，在北方缺水地区，电厂冷端系统多为空冷系统，空冷系统分为直接空冷系统与间接空冷系统两种类型，无论是哪种空冷系统，都会因环境温度的升高，而出现运行背压升高的问题，这样既增大了发电煤耗，使运行成本增加，又会使得汽轮机耗汽量增加，导致锅炉负荷增加，造成锅炉各辅机运行负荷增加的问题，在这种情况下，发电机组中各相关设备均处于超出力运行状态，机组运行安全性下降。

尤其是在夏季高温时段，以及受大风天汽影响时，空冷系统运行性能及稳定性大幅降低，机组难以达到额定发电功率，大大降低生产效率，并存在停机风险。

为解决此类问题，目前部分空冷机组会增设尖峰冷却系统以期降低机组背压。但是，尖峰冷却系统所使用的冷却水多为城市中水，在偏远矿区，或者是在规模较小的城镇中，城市中水排放量难以满足尖峰冷却需水量要求，这样就需要消耗大量的优质水源来满足尖峰冷却系统的用水要求，其会造成优质水源的浪费。

技术实现要素：

综上所述，如何将疏干水应用到空冷机组煤矿疏干水利用系统中，以实现疏干水的有效利用以及降低空冷机组煤矿疏干水利用系统对优质水资源的消耗，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供如下技术方案：

一种煤矿疏干水利用系统，其包括：尖峰冷却器，所述尖峰冷却器具有冷却室，于所述冷却室内设置有冷却管束，与所述尖峰冷却器连接有用于乏汽导入的导入管道以及用于凝结水输出的凝结水管道，所述导入管道以及所述凝结水管道均与所述冷却室连通；疏干水利用组件，所述疏干水利用组件包括有疏干水输入管道以及疏干水输出管道，所述疏干水输入管道与所述冷却管束的进口端连接，所述疏干水输出管道与所述冷却管束的出口端连接；和疏干水处理组件，所述疏干水处理组件用于对接收的疏干水进行过滤，与所述疏干水输出管道连接。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，所述疏干水利用组件还包括有用于对流经所述冷却管束后升温的疏干水进行冷却的机力通风冷却塔；所述机力通风冷却塔设置于所述疏干水输出管道与所述疏干水输入管道之间并与所述疏干水输出管道以及所述疏干水输入管道连通。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，所述疏干水利用组件还包括有疏干水储备前池，所述疏干水输入管道与所述疏干水储备前池连接、用于将所述疏干水储备前池中储备的疏干水导出输送至所述冷却管束中，所述机力通风冷却塔与所述疏干水储备前池连接、用于将经所述机力通风冷却塔冷却后的疏干水回流至所述疏干水储备前池中。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，所述疏干水处理组件包括有依次连接的预处理过滤设备、超滤装置、反渗透水处理装置和超高压反渗透水处理装置。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，所述疏干水处理组件还包括有用于对处理后的疏干水进行蒸发处理的蒸发器；所述预处理过滤设备、所述超滤装置、所述反渗透水处理装置、所述超高压反渗透水处理装置以及所述蒸发器依次连接。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，于所述疏干水输入管道上设置有循环水泵；所述循环水泵设置有至少一个，且当所述循环水泵设置有多个时，全部的所述循环水泵并联设置。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，用所述疏干水处理组件与所述疏干水输入管道连接来替代所述疏干水处理组件与所述疏干水输出管道连接，所述疏干水处理组件位于所述循环水泵的下游。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，所述疏干水利用组件还包括有向经所述机力通风冷却塔冷却后的疏干水补充疏干水的补水管道，所述补水管道与所述机力通风冷却塔的集水池连接。

在如上所述的煤矿疏干水利用系统中，优选地，于所述尖峰冷却器上设置有用于将未凝结乏汽导出的抽真空管道，所述抽真空管道与所述冷却室连通。

本实用新型另一方面提供如下技术方案：

一种电厂用空冷系统，包括有用于蒸汽轮机乏汽导出的排汽管道，与所述排汽管道连接有空冷凝汽装置，还包括有尖峰冷却系统，所述尖峰冷却系统为前述的煤矿疏干水利用系统；所述煤矿疏干水利用系统包括有尖峰冷却器，与所述尖峰冷却器连接有导入管道，所述导入管道与所述排汽管道连接，所述尖峰冷却器与所述空冷凝汽装置并联设置。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

本实用新型提供了一种煤矿疏干水利用系统，基于该煤矿疏干水利用系统，本实用新型还提供了一种电厂用空冷系统。在本实用新型中，该煤矿疏干水利用系统包括尖峰冷却器、疏干水利用组件以及疏干水处理组件。尖峰冷却器能够对电厂乏汽进行冷却，在本实用新型中，尖峰冷却器具有冷却室，于冷却室内设置有冷却管束，电厂排放的乏汽能够通过冷却室与冷却管束进行热交换，冷却管束中流通有疏干水，这样由疏干水代替市政中水或者市政自来水来吸收热能。经过热交换后的疏干水进行循环流通，同时，持续有新的疏干水引入，以及部分高温疏干水进行输出，并通过疏干水处理组件进行过滤、超滤、反渗透等水处理操作，实现疏干水的净化，达到直排要求。本实用新型所提供的煤矿疏干水利用系统，是一种能够利用疏干水作为尖峰冷却器的冷却水进行使用，这样，即实现了尖峰冷却器的冷却要求，又能够对疏干水进行加热，使其温度升高，以实现疏干水的浓缩与后期处理。本实用新型通过其结构设计，能够实现一种煤电一体化生产模式，在一些大型矿区，同时规划建设发电厂，形成煤电一体化生产模式，同时，还能够将疏干水引入，利用煤矿疏干水作为电厂煤矿疏干水利用系统冷却水，并经处理后实现零排放，同时解决煤矿疏干水排放处理问题和发电机组尖峰冷却水源问题。此外，本实用新型所构建的煤电一体化项目，矿区与电厂距离较近，配套输水管线工程量较小，也可降低发电机组运行背压，从而降低发电煤耗，节约能源，提高机组生产效率。并且，本实用新型基本不再使用市政中水，其能够节约优质水资源。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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。其中：

图1为本实用新型一实施例中电厂用空冷系统在实际应用中的结构示意简图；

附图标记说明：

尖峰冷却器1、冷却管束2、导入管道3、凝结水管道4、疏干水输入管道5、疏干水输出管道6、预处理过滤设备7、超滤装置8、反渗透水处理装置9、疏干水储备前池10、机力通风冷却塔11、超高压反渗透水处理装置12、蒸发器13、循环水泵14、抽真空管道15、排汽管道16、补水管道17。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本实用新型必须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。本实用新型中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1，图1为本实用新型一实施例中电厂用空冷系统在实际应用中的结构示意简图。

本实用新型提供了一种煤矿疏干水利用系统，该煤矿疏干水利用系统的基本构成如下，包括有：

1、尖峰冷却器

尖峰冷却器1是电厂空冷系统中为了降低运行背压而提供一种辅助冷却的设备。

在本实用新型中，尖峰冷却器1具有冷却室，电厂排放的乏汽可以输送至冷却室中，在冷却室内设置有冷却管束2，这样乏汽与冷却管束2接触通过热交换，其温度降低凝结成水再进行排放。

具体地，与尖峰冷却器1连接有用于乏汽导入的导入管道3以及用于凝结水输出的凝结水管道4，导入管道3以及凝结水管道4均与冷却室连通。

在冷却室内设置了冷却管束2，冷却管束2采用金属盘管结构，其两端伸出到尖峰冷却器1的外部，用于疏干水的输入与输出。在本实用新型中，冷却管束2可以采用单通道形式用于疏干水的流通，也可以采用多通道并行方式用于疏干水的流通。上述的多通道并行是指冷却管束2设置有多根，每一根冷却管束2独立输送疏干水。该疏干水为煤矿疏干水。

尖峰冷却器1在对乏汽进行冷却时，还会存在一定的未凝结的汽体，为了能够将这些未凝结汽体导出冷却室以保证乏汽顺利导入，本实用新型在尖峰冷却器1上还设置有用于未凝结乏汽导出的抽真空管道15，抽真空管道15与冷却室连通。抽真空管道15可以为与主机抽真空管道连接的管道。

2、疏干水利用组件

疏干水利用组件则是实现疏干水的收集与暂存以及输出与回流的设备，上述的收集与暂存，具体是指矿区现场产生的疏干水通过管道系统能够引入到本实用新型中作为冷却水进行使用，输出与回流具体是指疏干水作为冷却水在疏干水利用组件以尖峰冷却器1进行输送与回流。

具体地，疏干水利用组件包括有疏干水输入管道5以及疏干水输出管道6，疏干水输入管道5与冷却管束2的进口端连接，疏干水输出管道6与冷却管束2的出口端连接。

为形成疏干水回流，需对由尖峰冷却器流出的疏干水进行冷却，因此本系统还包括有用于对流经冷却管束2后升温的疏干水进行冷却的机力通风冷却塔11，其设置于疏干水输出管道6与疏干水输入管道5之间。通过机力通风冷却塔11，即能够对循环回流的高温疏干水进行风冷，同时还能够对疏干水进行吹干操作，依次来提升疏干水浓度，为后期疏干水处理创造良好条件。

在本实用新型中，疏干水利用组件的构成还包括有疏干水储备前池10，疏干水储备前池10用于疏干水回流暂存以及新水引入。

疏干水输入管道5与疏干水储备前池10连接、用于疏干水储备前池10中储备的疏干水导出输送至冷却管束2中，疏干水输出管道6与疏干水储备前池10连接、用于流经冷却管束2后升温的疏干水回流至疏干水储备前池10中。在本实用新型中，疏干水输出管道6与疏干水储备前池10之间的连接为间接形式连接，即在疏干水输出管道6与疏干水储备前池10之间还设置了机力通风冷却塔11，由疏干水输出管道6输出的升温后的疏干水流经机力通风冷却塔11后，再输送至疏干水储备前池10中。

基于机力通风冷却塔11的蒸发损失，风吹损失和排污损失，需按需补水，因此，疏干水利用组件还包括有补水管道17，用于向经机力通风冷却塔11冷却后的疏干水补充疏干水，即补水水源为疏干水。应用时，机力通风冷却塔11的底部设置有集水池，补水管道17与集水池连接，流经冷却管束后升温的疏干水进入该冷却塔形成的空间上部进行喷淋，然后汇流至集水池内，在集水池内与来自于补水管道17的疏干水混合，即实现补水，然后在流入疏干水储备前池10。在补水管道17上设置有第一阀门。

在本实用新型中，于疏干水输入管道5上设置有循环水泵14，通过循环水泵14实现疏干水循环流通的动力。为了保障疏干水的输出量，循环水泵14设置有至少一个，且当循环水泵14设置有多个时，全部的循环水泵14并联设置。

3、疏干水处理组件

疏干水处理组件为本实用新型中对疏干水进行处理实现其零排放目的的核心设备。疏干水处理组件与疏干水输出管道6或疏干水输入管道5通过污水管道连通，在污水管道上设置有第二阀门。

在本实用新型的一个实施方式中，疏干水处理组件包括有依次连接的预处理过滤设备7、超滤装置8以及反渗透水处理装置9，预处理过滤设备7与疏干水输出管道6连接。

在本实用新型的另一个实施方式中，疏干水处理组件包括有依次连接的预处理过滤设备7、超滤装置8以及反渗透水处理装置9，预处理过滤设备7与疏干水输入管道5连接。

本实用新型对疏干水处理具有两种输送方式，一种是经过尖峰冷却器1后，直接进入到预处理过滤设备7中进行处理，然后进行排放(不进行循环)，另一种是经过尖峰冷却器1后，再流经机力通风冷却塔11以及疏干水储备前池10后，实现回流(进行循环)。

在上述两种输送方式中，对于前一种方式而言，预处理过滤设备7与疏干水输出管道6连接，疏干水经过尖峰冷却器1后，可以通过疏干水输出管道6直接进入预处理过滤设备7，在本输送方式中，为了对疏干水提供充足的流通动力，本实用新型还可以在疏干水输出管道6上设置排污泵。对于后一种方式而言，预处理过滤设备7与疏干水输入管道5连接，这样循环回流的疏干水从疏干水储备前池10中输出，一部分可以在循环水泵14的作用下进入到处理过滤设备7中进行处理，此时可以省掉排污泵的设置，即进入尖峰冷却器的疏干水和进入预处理过滤设备的疏干水在同一水泵的作用下实现，可减少资金的投入，另一部分则实现循环流通。

进一步地，在本实用新型的一个优选实施方式中，疏干水处理组件还包括有超高压反渗透水处理装置12；预处理过滤设备7、超滤装置8、反渗透水处理装置9以及超高压反渗透水处理装置12依次连接。

进一步地，在本实用新型的另一个优选实施方式中，疏干水处理组件还包括有用于对处理后的疏干水进行蒸发处理的蒸发器13；预处理过滤设备7、超滤装置8、反渗透水处理装置9以及蒸发器13依次连接。

其中，预处理过滤设备7为机械式过滤设备。

疏干水处理组件可以实现对疏干水的机械化过滤、膜式过滤以及反渗透过滤等过滤操作，在每一次过滤后，疏干水的浓度都能够得到提升，最后再经过蒸发器13的蒸发处理，最终实现疏干水中杂质凝结成块，达到零排放的目的。

本实用新型的目的是提供一种新型的电厂用空冷系统，该新型的电厂用空冷系统能够构建一套煤矿疏干水利用系统，以实现煤电一体化生产模式。

为了资源综合利用、组织产品销售、保证原材料供应等目的，在一些大型矿区，同时规划建设发电厂，形成煤电一体化生产模式。由于矿区会产出大量的疏干水，因此，本实用新型还设计了一套煤矿疏干水利用系统，其可利用煤矿疏干水作为电厂煤矿疏干水利用系统冷却水，并经处理后实现零排放。

通过改进尖峰冷却配套设备，可将来自煤矿的疏干水用作尖峰冷却水。疏干水作为尖峰冷却水使用过程中，既达到了降低机组排汽温度的目的，又提高了疏干水温度。在机力通风冷却塔11运行过程中，疏干水通过蒸发、风吹实现冷却以及初步的蒸发浓缩，然后作为冷却水升温后，部分疏干水被导出，再进行过滤、超滤、反渗透、加药处理等操作，实现进一步浓缩。

本实用新型所应用的加药处理操作具体是指：添加阻垢剂，目的在于防止结垢。具体地，本系统还包括加药装置，其与疏干水利用组件连通，用于向疏干水利用组件(如疏干水输入管道或疏干水输出管道)中添加阻垢剂

为了保证系统稳定运行，疏干水作为冷却水循环过程中，为维持疏干水浓度，本实用新型采用连续排污方式，按比例排出一定量的疏干水，将排出的疏干水通过机械过滤(即预处理过滤设备)、超滤装置8、反渗透水处理装置9、超高压反渗透水处理装置12，最后进入到与超高压反渗透水处理装置12连接的蒸发器13中进行最终处理，实现了疏干水的零排放。

本实用新型实施后，能够带来如下有益效果：1、疏干水用作尖峰冷却水，解决了尖峰冷却器1用水问题，且因煤电一体化项目中矿区与电厂距离较近，配套输水管线工程量较小；2、使用尖峰冷却器1，在有充足的疏干水供给条件下，可降低发电机组运行背压，从而降低发电煤耗，节约能源，提高机组生产效率；3、疏干水的处理不额外消耗能源，就能够达到提高疏干水温的目的，为进一步的疏干水处理创造有利条件；4、将排出的污水通过机械过滤、超滤装置8、反渗透水处理装置9、超高压反渗透水处理装置12、蒸发器13的处理，最终得到固体废弃物，实现废水零排放；5、本实用新型实现了煤电一体化的运行模式，同时解决疏干水排放处理问题和发电机组尖峰冷却水源问题。

本实用新型还提供了一种电厂用空冷系统，包括有用于蒸汽轮机乏汽导出的排汽管道16，与排汽管道16连接有空冷凝汽装置。还设置了如上述的煤矿疏干水利用系统，其作为尖峰冷却系统使用，煤矿疏干水利用系统包括有尖峰冷却器1，与尖峰冷却器1连接有导入管道3，导入管道3与排汽管道16连接，尖峰冷却器1与空冷凝汽装置并联设置。

本实用新型提供了一种煤矿疏干水利用系统，基于该煤矿疏干水利用系统，本实用新型还提供了一种电厂用空冷系统。在本实用新型中，该煤矿疏干水利用系统包括尖峰冷却器1、疏干水利用组件以及疏干水处理组件。尖峰冷却器1能够对电厂乏汽进行冷却，在本实用新型中，尖峰冷却器1具有冷却室，于冷却室内设置有冷却管束2，电厂排放的乏汽能够通过冷却室与冷却管束2进行热交换，冷却管束2中流通有疏干水，这样由疏干水代替市政中水或者市政自来水来吸收热能。经过热交换后的疏干水进行循环流通，同时，持续有新的疏干水引入，以及部分高温疏干水进行输出，并通过疏干水处理组件进行过滤、超滤、反渗透等水处理操作，实现疏干水的净化，达到直排要求。本实用新型所提供的煤矿疏干水利用系统，是一种能够利用疏干水作为尖峰冷却器1的冷却水进行使用，这样，既实现了尖峰冷却器1的冷却要求，又能够对疏干水进行加热，使其温度升高，以实现疏干水的浓缩与后期处理。本实用新型通过其结构设计，能够实现一种煤电一体化生产模式，在一些大型矿区，同时规划建设发电厂，形成煤电一体化生产模式，同时，还能够将疏干水引入，利用煤矿疏干水作为电厂煤矿疏干水利用系统冷却水，并经处理后实现零排放，同时解决煤矿疏干水排放处理问题和发电机组尖峰冷却水源问题。此外，本实用新型所构建的煤电一体化项目，矿区与电厂距离较近，配套输水管线工程量较小，也可降低发电机组运行背压，从而降低发电煤耗，节约能源，提高机组生产效率。

本实用新型的一个具体实施例如下：

从电厂汽轮机发电机组的排汽管道16抽取部分排汽经排汽管道16进入尖峰冷却器1中，从主机抽真空管道15引出抽真空管道15，接至尖峰冷却器1上，排汽经尖峰冷却器1冷却后变为饱和凝结水，凝结水由凝结水管道4通过凝结水泵流至主机排汽装置热井中。

凝结水泵的数量可随着凝结水水量的增大而增多，且多台凝结水泵之间并行连接。

尖峰冷却器1冷却水水源来自煤矿疏干水，冷却水自尖峰冷却器1输出后经疏干水输出管道6回流，然后通过机力通风冷却塔11的冷却后进入到疏干水储备前池10，再经由循环水泵14使疏干水通过疏干水输入管道5进入尖峰冷却器1，形成一个冷却循环。

其中，循环水泵14的数量可随着疏干水循环水量的增大而增多，多台循环水泵14之间并行连接。

考虑到机力通风冷却塔11的蒸发损失、风吹损失和排污损失，需要按需对疏干水储备前池10补水，与疏干水储备前池10里连接有补水管道，补水水源也为煤矿疏干水。

疏干水作为冷却水循环过程中，为维持疏干水浓度不再升高，采用连续排污方式，按比例排出的少量污水(疏干水，下面称之为污水)。将排出的污水通过污水管道经过机械过滤、超滤装置8、反渗透水处理装置9、超高压反渗透水处理装置12、蒸发器13，最终形成残渣排放，实现废水零排放。

本实用新型可利用疏干水作为电厂煤矿疏干水利用系统冷却水，并经处理后实现零排放。疏干水作为尖峰冷却水使用过程中，既达到了降低机组排汽温度的目的，又提高了疏干水温度。疏干水在机力通风冷却塔11运行过程中，疏干水通过蒸发、风吹、加药过程得到进一步浓缩。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。