一种基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统的制作方法

1.本实用新型属于热能综合利用控制技术领域，具体涉及一种基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统。


背景技术：

2.传统的工业拖动汽轮机系统应用广泛，通常，在这些系统中，热能产生高温高压蒸汽，蒸汽通过推动汽轮机转子转动，将高压蒸汽的热能转化成机械能做功，机械能既可以直接应用，也可以通过发电机进行发电。为获得较高的能量转换效率，汽轮机排汽的背压压力越低越好。现有技术中，通常使用水冷冷凝或风冷冷凝，水冷冷凝时，汽轮机乏汽通过管壳式换热器冷凝，乏汽潜热没有被利用直接冷凝为水；风冷冷凝则是通过翅片与环境温度换热冷凝为水，这种传统的冷凝过程通常会损失超过总热量50％的能量，即水蒸汽中的潜热没有被完全利用而被白白扔掉。尽管冷凝过程中所产生的热水可用于给一部分工艺供热，能在一定程度上提升热能的利用效率，但这种方式只是一种低效的热能利用。上述两种情况牺牲汽轮机乏汽的潜热，使汽轮机乏汽没有得到充分应用。


技术实现要素：

3.针对现有技术中汽轮机乏汽低温潜热浪费的问题，本实用新型提供一种基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，本实用新型的系统既能有效利用低压乏汽的潜热，同时保障汽轮机托动工况不受影响，还能保持汽轮机做功效率。
4.本实用新型采用以下技术方案：
5.一种基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，包括低温蒸发器(1)、喷淋泵(2)、水冷凝汽器(3)、直接空冷系统(4)、中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)、低温蒸发系统控制器(6)、低压变频器(7)、汽轮机组(8)、真空隔断阀(9)，低温蒸发器(1)的真空侧与汽轮机组(8)的排汽侧通过排汽管道连接，低温蒸发器(1)的下部与喷淋泵(2)的入口通过管道连接，低温蒸发器(1)的上部与喷淋泵(2)的出口通过管道连接，低温蒸发器(1)的蒸发侧与直接空冷系统(4)及水冷凝汽器(3)通过管道并联连接；真空隔断阀(9)安装于真空隔断管道上，真空隔断管道的一端和排汽管道连接，真空隔断管道的另一端和低温蒸发器(1)的蒸发侧与直接空冷系统(4)之间的管道连接；直接空冷系统(4)、汽轮机组(8)、真空隔断阀(9)分别与中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通过电缆连接，低压变频器(7)、低温蒸发系统控制器(6)、中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)依次通过电缆连接，喷淋泵(2)与低压变频器(7)通过电缆连接。
6.进一步地，所述汽轮机组(8)独立运行时，所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通过通讯电缆连接所述直接空冷系统(4)，所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通过电缆连接所述真空隔断阀(9)，所述真空隔断阀(9)为全开状态，所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)直接控制所述直接空冷系统(4)产生用于汽轮机组(8)做功的排汽背压。
7.进一步地，所述汽轮机组(8)排汽背压投入低温蒸发器(1)运行时，所述低温蒸发
系统控制器(6)通过通讯电缆与所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通讯连接并取得所述直接空冷系统(4)、所述真空隔断阀(9)的控制权限，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)控制所述直接空冷系统(4)、所述真空隔断阀(9)，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述低压变频器(7)驱动喷淋泵(2)，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述水冷凝汽器(3)增加真空压力，使喷淋水快速蒸发带走汽轮机乏汽潜热，冷凝后产生用于所述汽轮机组(8)做功的排汽背压。
8.进一步地，所述汽轮机组(8)中的汽轮机发生故障停机时，所述低温蒸发系统控制器(6)通过通讯电缆与所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通讯连接，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)控制所述直接空冷系统(4)，所述低温蒸发系统控制器(6)采集发生故障停机的汽轮机的运行信号及进汽流量数据由所述直接空冷系统(4)冷凝中压过热蒸汽。
9.进一步地，所述喷淋泵(2)发生故障时，所述低温蒸发系统控制器(6)通过通讯电缆与所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通讯连接，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)释放所述直接空冷系统(4)及所述真空隔断阀(9)的控制权，所述汽轮机组(8)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)打开真空隔断阀(9)，所述汽轮机组(8)的乏汽进入所述直接空冷系统(4)，中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)控制所述汽轮机组(8)的排汽背压。
10.本实用新型的有益技术效果：本实用新型的汽轮机排出乏汽，将汽轮机排出的乏汽传输至余热利用蒸发器进行换热，通过换热后汽轮机乏汽被冷凝，从而利用乏汽余热使污水蒸发，以产生纯水；为避免汽轮机乏汽进入蒸发器后，因蒸发器蒸发效率问题而产生对汽轮机做功效率的影响，在蒸发器前端设置补入新蒸汽的蒸汽喷射装置，这样提高蒸发器进汽侧温度、增加换热效率的同时，因喷射器产生真空效应，又增加了汽轮机排汽背压，从而保障汽轮机做功效率，如此类推，换热制水。本实用新型通过切换至蒸发器作为汽轮机凝汽器，既能高效利用低压乏汽的潜热，还能使汽轮机保持较高的做功效率，从而保持较高热能发电效率。本实用新型涉及高效节能技术，特别涉及基于汽轮机乏汽余热利用污水蒸馏处理技术。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
12.如图1所示，汽轮机组8的排汽侧通过管道与低温蒸发器1的真空侧连接，低温蒸发器1利用汽轮机组8的乏汽余热将废水蒸发，喷淋泵2通过水管路将废水喷淋至低温蒸发器1的管层，使低温蒸发器产生真空，以维持汽轮机排汽背压，使汽轮机正常运行；低温蒸发系统控制器6通过通讯电缆控制低压变频器7，低压变频器7再通过动力电缆驱动喷淋泵2，实现低温蒸发器1的真空可调节；低温蒸发器1通过管道与水冷凝汽器3及现有直接空冷系统4连接，使蒸发后的废水凝结转化为可利用的水资源；中压过热蒸汽汽轮机控制器5通过通讯电缆控制直接空冷系统4，以实现直接空冷系统4的真空可调节；低温蒸发系统控制器6通过通讯电缆与水冷凝汽器3连接，以实现真空压力的动态补偿。


技术特征：
1.一种基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，其特征在于，所述系统包括低温蒸发器(1)、喷淋泵(2)、水冷凝汽器(3)、直接空冷系统(4)、中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)、低温蒸发系统控制器(6)、低压变频器(7)、汽轮机组(8)、真空隔断阀(9)，低温蒸发器(1)的真空侧与汽轮机组(8)的排汽侧通过排汽管道连接，低温蒸发器(1)的下部与喷淋泵(2)的入口通过管道连接，低温蒸发器(1)的上部与喷淋泵(2)的出口通过管道连接，低温蒸发器(1)的蒸发侧与直接空冷系统(4)及水冷凝汽器(3)通过管道并联连接；真空隔断阀(9)安装于真空隔断管道上，真空隔断管道的一端和排汽管道连接，真空隔断管道的另一端和低温蒸发器(1)的蒸发侧与直接空冷系统(4)之间的管道连接；直接空冷系统(4)、汽轮机组(8)、真空隔断阀(9)分别与中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通过电缆连接，低压变频器(7)、低温蒸发系统控制器(6)、中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)依次通过电缆连接，喷淋泵(2)与低压变频器(7)通过电缆连接。2.根据权利要求1所述的基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，其特征在于，所述汽轮机组(8)独立运行时，所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通过通讯电缆连接所述直接空冷系统(4)，所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通过电缆连接所述真空隔断阀(9)，所述真空隔断阀(9)为全开状态，所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)直接控制所述直接空冷系统(4)产生用于所述汽轮机组(8)做功的排汽背压。3.根据权利要求1所述的基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，其特征在于，所述汽轮机组(8)排汽背压投入低温蒸发器(1)运行时，所述低温蒸发系统控制器(6)通过通讯电缆与所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通讯连接并取得所述直接空冷系统(4)、所述真空隔断阀(9)的控制权限，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)控制所述直接空冷系统(4)、所述真空隔断阀(9)，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述低压变频器(7)驱动喷淋泵(2)，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述水冷凝汽器(3)增加真空压力，使喷淋水快速蒸发带走汽轮机乏汽潜热，冷凝后产生用于所述汽轮机组(8)做功的排汽背压。4.根据权利要求1所述的基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，其特征在于，所述汽轮机组(8)中的汽轮机发生故障停机时，所述低温蒸发系统控制器(6)通过通讯电缆与所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通讯连接，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)控制所述直接空冷系统(4)，所述低温蒸发系统控制器(6)采集发生故障停机的汽轮机的运行信号及进汽流量数据由所述直接空冷系统(4)冷凝中压过热蒸汽。5.根据权利要求1所述的基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，其特征在于，所述喷淋泵(2)发生故障时，所述低温蒸发系统控制器(6)通过通讯电缆与所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)通讯连接，所述低温蒸发系统控制器(6)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)释放所述直接空冷系统(4)及所述真空隔断阀(9)的控制权，所述汽轮机组(8)通过所述中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)打开真空隔断阀(9)，所述汽轮机组(8)的乏汽进入所述直接空冷系统(4)，中压过热蒸汽汽轮机控制器(5)控制所述汽轮机组(8)的排汽背压。

技术总结
本实用新型的一种基于汽轮机乏汽余热利用的污水处理零排放控制系统，包括低温蒸发器、喷淋泵、水冷凝汽器、直接空冷系统、中压过热蒸汽汽轮机控制器、低温蒸发系统控制器、低压变频器、汽轮机组、真空隔断阀，低温蒸发器与汽轮机组连接，低温蒸发器与喷淋泵连接，低温蒸发器与直接空冷系统及水冷凝汽器通过管道并联连接；直接空冷系统、汽轮机组、真空隔断阀分别与中压过热蒸汽汽轮机控制器电连接，低压变频器、低温蒸发系统控制器、中压过热蒸汽汽轮机控制器依次电连接，喷淋泵与低压变频器电连接。本实用新型能有效利用低压乏汽的潜热、保持汽轮机做功效率。保持汽轮机做功效率。保持汽轮机做功效率。


技术研发人员：张东升 王海涛 高志强 王浩 孟兆军 赵艳强 郭磊
受保护的技术使用者：赤峰云铜有色金属有限公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/6/17