基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统
技术领域
1.本发明属于大型火力发电厂海水淡化技术领域，涉及一种基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统。
背景技术：
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
技术实现要素：
7.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，该系统能够有效降ro海水淡化的成本，提高ro海水淡化的效率，同时实现火电机组废热的回收。
8.为达到上述目的，本发明所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统包括凝汽器、循环冷却水管道、循环水给水管道、海水泵、低温海水管道、板式水水换热器、ro海水淡化装置、闭式冷却水输入管道及闭式冷却水输出管道；
9.火电机组中低压缸的排汽口与凝汽器的放热侧入口相连通，循环冷却水管道的出
口分为两路，其中一路与凝汽器的吸热侧入口相连通，凝汽器的吸热侧出口与循环水给水管道相连通，另一路与海水泵的出口相连通，低温海水管道与海水泵的入口相连通，海水泵的出口与板式水水换热器的吸热侧入口相连通，板式水水换热器的吸热侧出口与ro海水淡化装置的入口及凝汽器的吸热侧入口相连通，闭式冷却水输入管道与板式水水换热器的放热侧与闭式冷却水输出管道相连通。
10.循环冷却水管道的出口经第一阀门及循环水泵后分为两路。
11.凝汽器1的吸热侧出口经第二阀门与循环水给水管道相连通。
12.循环冷却水管道经第三阀门与海水泵的出口相连通。
13.低温海水管道经第四阀门与海水泵的入口相连通。
14.还包括凝结水泵，凝汽器的放热侧出口与凝结水泵的入口相连通。
15.本发明具有以下有益效果：
16.本发明所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统在具体操作时，当环境温度较低时，以机组闭式冷却器输出的高温水作为加热热源，通过闭式冷却水输入管道输出的高温水对板式水水换热器吸热侧中的低温海水进行换热升温，将进入到ro海水淡化装置中的海水温度提高至25℃；当环境温度较低时，则不需要引入机组闭式冷却器输出的高温水，并将板式水水换热器放热侧中的水源切换至原有循环冷却水中，实现火电机组废热的回收，提高降ro海水淡化的成本，提高ro海水淡化的效率。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.其中，1为凝汽器、2为凝结水泵、3为循环水泵、4为海水泵、5为板式水水换热器、6为ro海水淡化装置。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
20.参考图1，本发明所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统包括凝汽器1、循环冷却水管道、循环水给水管道、海水泵4、低温海水管道、板式水水换热器5、ro海水淡化装置6、闭式冷却水输入管道及闭式冷却水输出管道；火电机组中低压缸的排汽口与凝汽器1的放热侧入口相连通，循环冷却水管道的出口分为两路，其中一路与凝汽器1的吸热侧入口相连通，凝汽器1的吸热侧出口与循环水给水管道相连通，另一路与海水泵4的出口相连通，低温海水管道与海水泵4的入口相连通，海水泵4的出口与板式水水换热器5的吸热侧入口相连通，板式水水换热器5的吸热侧出口与ro海水淡化装置6的入口及凝汽器1的吸热侧入口相连通，闭式冷却水输入管道与板式水水换热器5的放热侧与闭式冷却水输出管道相连通。
21.循环冷却水管道的出口经第一阀门及循环水泵3后分为两路；凝汽器1的吸热侧出口经第二阀门与循环水给水管道相连通；循环冷却水管道经第三阀门与海水泵4的出口相连通；低温海水管道经第四阀门与海水泵4的入口相连通。
22.本发明还包括凝结水泵2，凝汽器1的放热侧出口与凝结水泵2的入口相连通。
23.在冬季，通过从火电机组抽取大量蒸汽，通过板式水水换热器5加热海水，确保其
温度达到ro膜的最佳工作温度25℃；对于火电机组自身而言，全部加热的热量来自于机组低品位余热，不影响机组运行安全和运行成本，在改造时，只需增加串联布置的板式水水换热器5。
24.在具体使用时，将闭式冷却水低品位余热优先用于海水加热，当海水淡化规模较小，加热海水所需的热量较小时，多余的部分余热由循环冷却水进行换热，即通过调整第三阀门的开度，来调整进入板式水水换热器5的循环冷却水水量；当海水淡化规模较大时，则根据闭式冷却水热负荷控制入口海水量，确保出口海水温度达到25℃，其余进入淡化系统的低温海水则可通过抽汽加热等其他方式进行提温。
25.实施例一
26.下面以环渤海地区某330mw机组为例，可在冬季为至少6912t/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。
27.表1
28.序号项目单位指标1海水淡化规模t/d150002平均每小时产水量t/h6253单台机组闭冷水量t/h12004平均进水温度℃305平均出水温度℃366回收废热量mw8.247折合寒冷天气下加热海水量t/h2888不带海水加热的实际运行成本元/t5.779含海水加热的单位淡化成本元/t4.7310年增效益万元26211改造投资万元10012投资回收期年0.38
29.结合上述计算结果，对本发明可达到的效果总结如下：
30.1)本发明可明显提升冬季ro海水淡化系统产水率，并大幅降低海水淡化成本，可在冬季为至少6912t/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262万元。
31.2)本发明可大量回收机组闭式冷却水系统废热。以单台330mw机组为例，系统投入运行时，可回收废热达8.24mw。
32.3)本发明系统简单，投资回收期短，投资风险小，充分闭式冷却水低品位余热，仅需增加1台水水换热器及相应管道、阀门，以回收单台330mw机组闭式冷却水余热为例，其中工程总造价不超过100万元，投资回收期在1个冬季以内。
33.4)本发明的推广价值高、空间大，目前我国大型火电机组普遍存在大量低品位余热未有效利用，采用本发明可有效回收机组低品位余热，促进电厂节能减排。
技术特征：
1.一种基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，其特征在于，包括凝汽器(1)、循环冷却水管道、循环水给水管道、海水泵(4)、低温海水管道、板式水水换热器(5)、ro海水淡化装置(6)、闭式冷却水输入管道及闭式冷却水输出管道；火电机组中低压缸的排汽口与凝汽器(1)的放热侧入口相连通，循环冷却水管道的出口分为两路，其中一路与凝汽器(1)的吸热侧入口相连通，凝汽器(1)的吸热侧出口与循环水给水管道相连通，另一路与海水泵(4)的出口相连通，低温海水管道与海水泵(4)的入口相连通，海水泵(4)的出口与板式水水换热器(5)的吸热侧入口相连通，板式水水换热器(5)的吸热侧出口与ro海水淡化装置(6)的入口及凝汽器(1)的吸热侧入口相连通，闭式冷却水输入管道与板式水水换热器(5)的放热侧与闭式冷却水输出管道相连通。2.根据权利要求1所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，其特征在于，循环冷却水管道的出口经第一阀门及循环水泵(3)后分为两路。3.根据权利要求2所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，其特征在于，凝汽器(1)的吸热侧出口经第二阀门与循环水给水管道相连通。4.根据权利要求3所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，其特征在于，循环冷却水管道经第三阀门与海水泵(4)的出口相连通。5.根据权利要求4所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，其特征在于，低温海水管道经第四阀门与海水泵(4)的入口相连通。6.根据权利要求1所述的基于火电机组废热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统，其特征在于，还包括凝结水泵(2)，凝汽器(1)的放热侧出口与凝结水泵(2)的入口相连通。
技术总结
本发明公开了一种基于火电机组废热回收的RO海水淡化装置入口海水加热系统，火电机组中低压缸的排汽口与凝汽器的放热侧入口相连通，循环冷却水管道的出口分为两路，其中一路与凝汽器的吸热侧入口相连通，凝汽器的吸热侧出口与循环水给水管道相连通，另一路与海水泵的出口相连通，低温海水管道与海水泵的入口相连通，海水泵的出口与板式水水换热器的吸热侧入口相连通，板式水水换热器的吸热侧出口与RO海水淡化装置的入口及凝汽器的吸热侧入口相连通，闭式冷却水输入管道与板式水水换热器的放热侧与闭式冷却水输出管道相连通，该系统能够有效降RO海水淡化的成本，提高RO海水淡化的效率，同时实现火电机组废热的回收。同时实现火电机组废热的回收。同时实现火电机组废热的回收。
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