利用烟气余热回收的RO海水淡化装置入口海水加热系统的制作方法

本发明属于大型火力发电厂海水淡化技术领域，涉及一种利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统。

背景技术：

反渗透膜(ro)海水淡化技术以反渗透膜组件为分离淡水和盐的主要功能设备，反渗透膜是一种半透膜，可允许水透过而截留盐分和杂质。ro最初用于水的净化，随后推广至苦咸水淡化，上世纪八十年代开始用于海水淡化。我国的ro海水淡化技术研发与工程建设与国外几乎同步进行，自上世纪八十年代后期，我国从海岛到陆地先后建设了大批ro海水淡化装置，曾经占有国内海水淡化产能的90％以上，装置规模多为每天百吨到千吨量级，目前一些万吨级至十万吨级的ro海水淡化基地相继投入使用，最大的装置达2.0×10⁴t/d。

ro膜的最佳工作温度在25℃左右，海水温度对ro脱盐率和能耗有较大影响。从全世界来看，海水淡化的主要地区有中东、北非、南欧、澳洲、东南亚、美国加州、中美洲等，都位于热带地区，海水温度对ro海水淡化产能和能耗的影响没有受到关注。但中国的沿海淡水严重短缺地区主要集中于长江以北，尤其在中国的环渤海地区，冬季海水温度在0℃左右，即使利用电厂海水循环水，海水的温度最高也不到10℃，这就使得ro海水淡化装置海水入口温度在冬季距离25℃的正常工作温度要求差距太大，大大降低了ro海水淡化装置的产水能力，这个问题是海水淡化产业发展中我国面临的重要问题，也严重影响着我国ro海水淡化项目的实际制水成本。

按照环渤海湾地区运行的反渗透海水淡化工程统计，全年因冬季海水水温降低造成产能降低，环渤海地区海水温度对产水率的影响系数为0.82，导致冬季乃至全年海水淡化的单位成本大幅上升。

以我国北方某环渤海电厂为例，其拟建产能为15000t/d的ro海水淡化项目，理论核算成本为4.73元/t，考虑到冬季水温的影响，全年海水淡化成本将因此增加1.04元/t，达到5.77元/t。

由此可见，ro海水淡化效率受海水温度的影响非常显著。对于我国长江以北沿海地区而言，冬季海水温度显著低于25℃的要求，严重影响ro海水淡化效率与成本。

鉴于我国长江以北沿海地区大量ro海水淡化项目运行效率因海水温度低而显著下降的问题，与此同时，我国北方有大量在役火电机组，火电机组锅炉烟气经省煤器、脱销、空预器、电除尘、引风机和脱硫对烟气热量进行回收利用后，余热大部分经烟囱排向大气，这部分剩余能量被白白浪费，其余热回收潜力巨大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，该系统能够实现烟气余热的利用，同时将ro海水淡化装置入口的海水温度维持到25℃以上。

为达到上述目的，本发明所述的利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统包括锅炉烟气管道、脱硫系统、烟囱、板式气水换热器、低温海水管道及ro海水淡化装置；

锅炉烟气管道的出口经脱硫系统后分为两路，其中一路与烟囱相连通，另一路经烟气管道及板式气水换热器的放热侧与烟囱相连通，低温海水管道与板式气水换热器的吸热侧入口相连通，板式气水换热器的吸热侧出口与ro海水淡化装置的入口相连通。

低温海水管道上设置有第二阀门。

锅炉烟气管道的出口经引风机及脱硫系统。

烟气管道上设置有阀门组。

所述阀门组包括沿烟气流通方向依次分布的第一阀门及电动阀。

板式气水换热器的放热侧入口处设置有截止阀。

低温海水管道经上水泵与板式气水换热器的吸热侧入口相连通。

在工作时，烟气经脱硫系统脱硫处理后分为两路，其中一路进入到烟囱中，另一路进入到板式气水换热器中对低温海水进行加热，ro海水淡化装置入口处海水的温度大于等于25℃。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统在具体操作时，在冬季，通过从脱硫系统出口处抽取大量烟气，再通过板式气水换热器对低温海水进行加热，使得ro海水淡化装置入口处海水的温度大于等于25℃，对于火电机组自身而言，全部加热的热量来自于锅炉烟气余热，以充分利用锅炉烟气余热，同时不影响机组运行安全及运行成本，同时改造方案应充分利用机组设备系统，减小改造投资和运行维护成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为引风机、2为脱硫系统、3为烟囱、4为板式气水换热器、5为电动阀、6为截止阀、7为第二阀门、8为第一阀门、9为ro海水淡化装置、10为上水泵。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本发明所述的利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统包括锅炉烟气管道、引风机1、脱硫系统2、烟囱3、阀门组、板式气水换热器4、上水泵10、低温海水管道及ro海水淡化装置9；

锅炉烟气管道的出口经引风机1及脱硫系统2后分为两路，其中一路与烟囱3相连通，另一路经阀门组与板式气水换热器4的放热侧与烟囱3相连通，低温海水管道经上水泵10与板式气水换热器4的吸热侧入口相连通，板式气水换热器4的吸热侧出口与ro海水淡化装置9的入口相连通。

所述阀门组包括沿烟气流通方向依次分布的第一阀门8、电动阀5及截止阀6，低温海水管道上设置有第二阀门7。

在工作时，烟气经脱硫系统2脱硫处理后分为两路，其中一路进入到烟囱3中，另一路进入到板式气水换热器4中对低温海水进行加热，ro海水淡化装置9入口处海水的温度大于等于25℃，考虑到烟囱3排烟温度不能低于烟气露点温度，在对经脱硫后的锅炉烟气余热进行利用时，需保障锅炉烟气温度不低于烟囱3的排烟露点温度。

实施例一

本发明通过回收锅炉烟气余热，用于加热ro海水淡化装置9入口处的水温，确保ro海水淡化装置9入口处水温长期维持在25℃以上，保证较高的产水率，本实施例以环渤海地区某330mw机组为例，可在冬季为至少625t/d产水规模的生产线提供入口海水预热(可满足从0℃加热至25℃)，计算结果如表1所示。

表1

结合上述计算结果，本发明达到以下效果：

1)本发明能够明显提升冬季ro海水淡化系统产水率，并大幅降低海水淡化成本，可在冬季为625t/d产水规模的生产线提供入口海水预热(可满足从0℃加热至25℃)，可将该规模ro海水淡化生产线的实际淡化成本从5.77元/t降至4.73元/t，年增海水淡化效益650万元。

2)本发明能够大量回收锅炉烟气余热，以单台330mw机组为例，系统投入运行时，可回收锅炉烟气余热达26.0mw。

3)本发明结构简单，投资回收期短，投资风险小，充分利用锅炉烟气余热，仅需增加1台板式气水换热器4及相应管道、阀门，以回收单台330mw机组锅炉烟气余热为例，其中，工程总造价不超过350万元，投资回收期在1个冬季以内。

4)本发明推广价值高、空间大，目前我国大型火电机组普遍存在锅炉烟气余热未充分有效利用，采用本发明可有效回收锅炉烟气余热，促进电厂节能减排。