用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统的制作方法

1.本发明涉及湿法烟气脱硫技术领域，特别是涉及一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统。


背景技术：

2.近几年来，我国严格控制新建耗煤项目，实施煤炭减量替代，持续推进煤炭清洁高效利用。各省燃煤电厂煤炭消费量纳入统一控制，采取措施降低厂用电率，从而可降低供电煤耗。海边电厂，采用厂用电率低的海水脱硫工艺。在烟气海水脱硫工艺中，海水恢复系统曝气池设置在凝汽器排水沟道之间，曝气池前池液位直接影响循环泵供水的几何扬程。在已有的项目中曝气池采用较高的标高布置，曝气池内从曝气区恢复后的海水溢流到排水池中，排水池内的海水通过排水沟道排到外海，排水池液位受外海潮位影响，但是曝气池曝气区液位不受外海潮位的影响。在低潮位的情况下，曝气区内液位与排水池内液位有较大的落差，这个水位落差最终导致循环泵几何扬程增加，这就造成了循环泵功率的浪费。
3.专利号为cn102397745b，名称为“一种海水脱硫工艺”的专利，将现有技术中的虹吸井与曝气池合二为一，利用曝气池中的堰来保证循环水系统中虹吸井的虹吸作用，取消了虹吸井构筑物；把脱硫系统的曝气池和虹吸井合二为一，即简化掉虹吸井，曝气池兼做虹吸井。该技术对传统循环水系统的水力条件起到了部分优化作用，但未涉及海水恢复系统的关键设施曝气池，而曝气池内的水力条件还存在很大的可优化空间。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本技术的发明目的是提供了一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，海水脱硫的特点是利用海水电厂直流冷却水做为吸收剂来进行烟气处理的，海水恢复系统的曝气池在凝汽器循环水排水系统中，起到虹吸井的作用。有效减少循环泵设计几何扬程，曝气池适用更多潮位工况运行并达标排放。
5.为了完成本技术的发明目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明的一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，它包括：循环泵、凝汽器、曝气池、曝气风机、曝气装置、脱硫装置、海水升压泵和排水沟渠，大海中的海水通过循环泵与凝汽器的入口相连，凝汽器的出口通过管道与曝气池的前池区相通，脱硫装置的入口通过海水升压泵与凝汽器的出口管道相连，脱硫装置的出口通过管道与曝气池的前池区相通，曝气池由二块堰板依次分成前池区、曝气区和排水区，在曝气区内装有曝气装置，曝气风机通过风道与曝气装置相连，向曝气区内送入空气，排水区的出水口通过排水沟渠排入大海中，其中：所述曝气风机为变频风机，二块堰板的高度相同，堰板的标高为低潮位排水区液位-(0.1～0.5)m，使得曝气池的前池区、曝气区和排水区的水位高度相同。
7.本发明的一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，其中：在所述凝汽器和曝气池之间还设置有虹吸井，凝汽器的出口通过管道与虹吸井相通，脱硫装置入口通过海水升压泵和管道与虹吸井出口管道相连，脱硫装置的出口与曝气池的前池区相通。
8.本发明的一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，其中：所述曝气装置由多个并联的曝气支管沿曝气池内壁布置在曝气池的底板上。
9.本发明的一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，其中：所述曝气支管由frp、pe或pp材质制成。
10.本发明的一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统具有以下优点：
11.1、改造项目原虹吸井内取消溢流堰，失去溢流堰后的虹吸井改为结构简单的排水井。排水井内的液位跟随随下游曝气池内的液位变化。新建项目可以考虑虹吸井直接取消。
12.2、曝气池设计标高以满足低潮位状态下运行为原则，以低潮位为基准进行曝气池的底部标高设计，同时要满足最高潮位的情况。
13.3、曝气池排水堰由溢流堰改为淹没堰设计，在低潮位的情况下，保证曝气池中液位l3与排水池液位l4持平，从而消除l3与l4之间的水位高度差。
14.4、曝气风机5采用变频电机，通过控制电机的频率实现对风机风压和风量的控制，从而能够控制曝气风的风压和风量，以适应曝气池内水位浮动的运行情况。
15.本发明带来以下积极效果：
16.1、本套系统可有效减少循环泵几何扬程，降低电耗，从而降低供电煤耗。对于1000mw机组，每降低1m扬程可节省约400kw电耗；600mw机组，每降低1m扬程可节省约270kw电耗；300mw机组，每降低1m扬程可节省约150kw电耗。
17.2、本套系统曝气风机采用变频电机，根据曝气池内水位浮动情况以及曝气风量实际需求量调节电机运行频率，减少风机功率的浪费，节约运行费用，提高项目的经济效益。
18.3、取消虹吸井内的溢流堰，将虹吸井改为简单的排水井，既可以减少构筑物设施，又可降低虹吸井的水力损失，还可以避免循环泵启动时水流量突然变化而导致的常规虹吸井液位突然升高而溢流现象。
附图说明
19.图1为本发明的一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统；
20.图2为本发明的另一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统。
21.在图1至图2中，标号1为循环泵；标号2为凝汽器；标号3为虹吸井；标号4为曝气池；标号5为曝气风机；标号6为曝气装置；标号7为前池区；标号8为曝气区；标号9为排水区；标号10为堰板；标号11为脱硫装置；标号12为海水升压泵；标号13为排水沟渠。
22.l1为虹吸井的液位，l2为曝气池前池区的液位，l3为曝气池曝气区的液位，l4为曝气池排水区的液位。
具体实施方式
23.实施例1
24.如图1所示，本发明用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统包括：循环泵1、凝汽器2、曝气池4、曝气风机5、曝气装置6、脱硫装置11、海水升压泵12和排水沟渠13，大海中的海水通过循环泵1与凝汽器2的入口相连，凝汽器2的出口通过管道与曝气池4的前池区7相通，脱硫装置11的入口通过海水升压泵12与凝汽器2的出口管道相连，脱硫装置11的出口通过管道与曝气池4的前池区7相通，曝气池4由二块堰板10依次分成前池区7、曝气区8和排水区
9，在曝气区8内装有曝气装置6，曝气装置6由多个并联的曝气支管沿曝气池内壁布置在曝气池4的底板上，曝气支管由frp、pe或pp材质制成，曝气风机5通过风道与曝气装置6相连，曝气风机5为变频风机，向曝气区8内送入空气，排水区9的出水口通过排水沟渠13排入大海中，堰板10的标高为低潮位排水区液位-(0.1～0.5)m，使得曝气池4的前池区7、曝气区8和排水区9的水位高度相同。
25.实施例2
26.如图2所示，实施例2与实施例1基本相同，相同的部分不再累述，其不同在于：凝汽器2和曝气池4之间还设置有虹吸井3，凝汽器2的出口通过管道与虹吸井3相通，脱硫装置11入口通过海水升压泵12和管道与虹吸井2出口管道相连，脱硫装置11的出口与曝气池4的前池区7相通。
27.如图1和2所示，本发明提供用于海水脱硫后一种浮动水位海水恢复系统。海水经由取水泵房，由循环泵1，输送到汽机房内的凝汽器2内，冷却汽轮机的凝汽器2后进入虹吸井3或直接进入脱硫装置11，然后通过管道流入曝气池4前池区7，在曝气池前池区7内和吸收了二氧化硫后的海水混合，自流入曝气区4，经过曝气处理后，海水流入曝气池排水区9，然后通过排水沟渠13排入外海。虹吸井3内不设置溢流堰，虹吸井3内的液位随外海潮位浮动，充分利用凝汽器2的虹吸作用，节约循环泵1的扬程。曝气池4设计标高以保证低潮位状态下稳定运行为原则，以低潮位为基准进行曝气池4的底部标高设计。曝气池4堰板10由溢流堰改为淹没堰设计，运行过程中，保证在低潮位情况下曝气池4的前池区7液位、曝气区8液位与排水区液位基本持平。
28.曝气池按照水流方向，从前到后分为前池区7、曝气区8和排水区9三个区域，前池区7内接纳来自凝汽器2的循环水排水和吸收了二氧化硫后的海水，并起到混合作用，还起到了虹吸井3的作用；曝气区8沿着水流方向设置有堰板10，水位以下安装有曝气装置6；排水区9连接有排水沟渠13，起到汇集曝气区8曝气后的海水的作用。
29.在曝气池4曝气区8内布置有曝气装置6，由布置在曝气池4附近的曝气风机5鼓入空气，对海水进行曝气处理。曝气风机5采用变频电机，通过控制电机的频率实现对风机风压和风量的控制，从而能够控制曝气风风压和风量的相应变化，以适应曝气池4内水位浮动的运行情况。为适应曝气池内水位的变化，也可以采用固定频率可调风压的风机。
30.如图2所示，本发明的浮动水位海水恢复系统的水位，其运行时水位l1＝l2＝l3＝l4＝外海潮位。为了能更明显的说明潮位的影响，忽略了由于水力流动时建构筑物的阻力形成的高差影响。在外海潮位变化时，上述液位随外海液位的变化而变化。在本系统中，无论外海潮位如何变化，系统内各液位之间无高差，无额外的能量损失。
31.循环泵1供水几何扬程h＝l1-外海潮位，即可理解为h＝l1-l4＝l3-l4。可见曝气池4排水区液位的选取即设计潮位的选取至关重要。
32.以1000mw机组工程为例，低潮位时曝气池排水区的液位l4＝0.8m，高潮位时曝气池排水区的液位l4＝5.01m。如果曝气池4的曝气区8设计潮位选择固定高潮位，当外海为低潮位工况时，此时曝气池4的曝气区8内的液位与排水区9液位差即l3-l4将近4.21m，此高差均由循环泵1扬程来克服。
33.由以上对比可以看出，在上述两种情况下，循环泵1的几何扬程相差约4.21m，1000mw机组直流循环水量约120000m3/h，每小时循环泵可节省约1690kw
·
h电能，潮差利用
率取50％，厂用电按照0.35元/kw
·
h计，机组年运行小时数取6500h计算，运行费用可节省约192万元/年。
34.以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，它包括：循环泵(1)、凝汽器(2)、曝气池(4)、曝气风机(5)、曝气装置(6)、脱硫装置(11)、海水升压泵(12)和排水沟渠(13)，大海中的海水通过循环泵(1)与凝汽器(2)的入口相连，凝汽器(2)的出口通过管道与曝气池(4)的前池区(7)相通，脱硫装置(11)的入口通过海水升压泵(12)与凝汽器(2)的出口管道相连，脱硫装置(11)的出口通过管道与曝气池(4)的前池区(7)相通，曝气池(4)由二块堰板(10)依次分成前池区(7)、曝气区(8)和排水区(9)，在曝气区(8)内装有曝气装置(6)，曝气风机(5)通过风道与曝气装置(6)相连，向曝气区(8)内送入空气，排水区(9)的出水口通过排水沟渠(13)排入大海中，其特征在于：所述曝气风机(5)为变频风机，二块堰板(10)的高度相同，堰板(10)的标高为低潮位排水区液位-(0.1～0.5)m，使得曝气池(4)的前池区(7)、曝气区(8)和排水区(9)的水位高度相同。2.根据权利要求1所述的用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，其特征在于：在所述凝汽器(2)和曝气池(4)之间还设置有虹吸井(3)，凝汽器(2)的出口通过管道与虹吸井(3)相通，脱硫装置(11)入口通过海水升压泵(12)和管道与虹吸井(2)出口管道相连，脱硫装置(11)的出口与曝气池(4)的前池区(7)相通。3.根据权利要求2所述的用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，其特征在于：所述曝气装置(6)由多个并联的曝气支管沿曝气池内壁布置在曝气池(4)的底板上。4.根据权利要求3所述的用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统，其特征在于：所述曝气支管由frp、pe或pp材质制成。

技术总结
本发明用于海水脱硫的浮动水位海水恢复系统包括：循环泵、凝汽器、曝气池、曝气风机、曝气装置、脱硫装置、海水升压泵和排水沟渠，大海中的海水通过循环泵与凝汽器的入口相连，凝汽器的出口通过管道与曝气池前池区相通，脱硫装置的入口通过海水升压泵与凝汽器的出口管道相连，脱硫装置出口通过管道与曝气池的前池区相通，曝气池由二块堰板依次分成前池区、曝气区和排水区，在曝气区内装有曝气装置，曝气风机通过风道与曝气装置相连，向曝气区内送入空气，排水区的出水口通过排水沟渠排入大海中，曝气风机为变频风机，二块堰板的高度相同，堰板标高为低潮位排水区液位-(0.1～0.5)m，使得曝气池的前池区、曝气区和排水区的水位高度相同。同。同。


技术研发人员：张红英 刘碧涛 李娜 杨继琼
受保护的技术使用者：北京龙源环保工程有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/11