公布日：2023.11.14
申請日：2023.09.18
分類號：F22B1/22(2006.01)I;F01D15/10(2006.01)I;F22D11/06(2006.01)I;F28D20/00(2006.01)I;C02F1/04(2023.01)I
摘要
本發明公開一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統及使用方法，該系統包括：燃煤機組發電系統；熔鹽儲熱系統，與燃煤機組發電系統相通；末端廢水處理系統，利用熔鹽儲熱系統釋放的熱量實現廢水處理及廢水產物的回用。本發明中，通過增加熔鹽儲熱系統實現燃煤機組發電系統的熱電分離，能夠儲存并釋放燃煤機組發電系統的熱量實現廢水處理，燃煤機組在改造工程量很小的情況下可實現負荷快速變化及很低的深度調峰，提高對電網負荷需求適應性，能夠為廢水處理提供穩定熱源，保證廢水處理穩定可靠，有效解決廢水處理熱源不穩定的問題，廢水處理的產物回用于熔鹽儲熱系統，實現全流程的零排放和綜合利用，對廢水零排放的建設和改造具有重要的意義和價值。
權利要求書
1.一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，包括：燃煤機組發電系統，用于產生蒸汽以及實現發電；熔鹽儲熱系統，與燃煤機組發電系統相連通，用于儲存燃煤機組發電系統的熱量以及將儲存的熱量釋放；末端廢水處理系統，與熔鹽儲熱系統相連通，用于利用熔鹽儲熱系統釋放的熱量實現廢水處理及廢水產物的回收利用。
2.根據權利要求1所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述燃煤機組發電系統包括鍋爐、汽輪機、發電機和電網，所述鍋爐燃燒產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉動，帶動發電機發電并輸送到電網。
3.根據權利要求2所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述燃煤機組發電系統還包括蒸汽分配裝置A，所述蒸汽分配裝置A與鍋爐、汽輪機以及換熱器A內置的第一換熱管相連通，所述第一換熱管還與鍋爐相連通。
4.根據權利要求1所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述熔鹽儲熱系統包括換熱器A、冷鹽儲罐、熱鹽儲罐和換熱器B，所述燃煤機組發電系統的鍋爐、冷鹽儲罐和熱鹽儲罐分別與換熱器A相連通，來自鍋爐的蒸汽與來自冷鹽儲罐的冷鹽在換熱器A中進行換熱，蒸汽換熱后冷凝返回到鍋爐中循環，冷鹽換熱后變成熱鹽并輸送至熱鹽儲罐，所述熱鹽儲罐和除鹽水儲罐分別與換熱器B相連通，來自熱鹽儲罐的熱鹽與來自除鹽水儲罐的除鹽水在換熱器B中進行換熱，熱鹽換熱后變成冷鹽，回到冷鹽儲罐循環，除鹽水換熱后變成高溫蒸汽，能夠根據廢水處理需求和機組快速增加負荷需求分配至汽輪機和末端廢水處理系統。
5.根據權利要求4所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述熔鹽儲熱系統還包括熔鹽輸送泵A和熔鹽輸送泵B，所述冷鹽儲罐通過熔鹽輸送泵A與換熱器A內置的第二換熱管相連通，所述冷鹽儲罐中的冷鹽通過熔鹽輸送泵A輸送到的第二換熱管中并與換熱器A內置的第一換熱管中的蒸汽進行換熱，所述第二換熱管與熱鹽儲罐相連通，所述熱鹽儲罐通過熔鹽輸送泵B與換熱器B內置的第三換熱管相連通再連通至冷鹽儲罐，所述熱鹽儲罐中的熱鹽通過熔鹽輸送泵B輸送到第三換熱管中，用于加熱來自除鹽水儲罐的除鹽水并使之變成高溫蒸汽。
6.根據權利要求1所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述末端廢水處理系統包括廢水干燥塔、廢水濃縮塔、廢水儲存罐、除鹽水儲罐和廢水產鹽儲罐，所述廢水濃縮塔分別與廢水干燥塔和廢水儲存罐相連通，所述廢水產鹽儲罐與冷鹽儲罐、熱鹽儲罐和廢水干燥塔相連通，所述廢水儲存罐中收集的廢水輸送到廢水濃縮塔進行濃縮再輸送至廢水干燥塔中，所述高溫蒸汽進入廢水干燥塔對濃縮后的廢水進行干燥，高溫蒸汽經換熱后變成低溫蒸汽再進入廢水濃縮塔對廢水進行濃縮，低溫蒸汽經換熱后冷凝回到除鹽水儲罐中循環，廢水干燥后輸送至廢水產鹽儲罐循環。
7.根據權利要求6所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述末端廢水處理系統還包括蒸汽分配裝置B、廢水產鹽輸送泵、濃縮廢水輸送泵、廢水輸送泵、除鹽水輸送泵和熔鹽補給泵，所述廢水干燥塔底部通過廢水產鹽輸送泵與廢水產鹽儲罐相連通，所述廢水濃縮塔底部通過濃縮廢水輸送泵與廢水干燥塔頂部相連通，所述廢水儲存罐通過廢水輸送泵與廢水濃縮塔頂部相連通，所述除鹽水儲罐通過除鹽水輸送泵與換熱器B內置的第四換熱管相連通再連通至蒸汽分配裝置B，所述除鹽水儲罐中的除鹽水經過除鹽水輸送泵輸送到第四換熱管中與熱鹽換熱后被加熱成高溫蒸汽，所述蒸汽分配裝置B根據廢水處理需求和機組快速增加負荷需求分配高溫蒸汽給汽輪機和廢水干燥塔，在汽輪機需要快速增加蒸汽量時分配給汽輪機足量的高溫蒸汽，所述廢水產鹽儲罐通過熔鹽補給泵與冷鹽儲罐和熱鹽儲罐相連通。
8.根據權利要求6所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述末端廢水處理系統還包括壓縮空氣儲罐，所述壓縮空氣儲罐與廢水干燥塔和廢水濃縮塔連通，所述壓縮空氣儲罐向廢水干燥塔和廢水濃縮塔中通入壓縮空氣，將蒸發的水汽帶走，吹入鍋爐的爐膛，避免外排污染環境，壓縮空氣為正壓，爐膛為負壓。
9.根據權利要求6所述的一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，其特征在于，所述廢水干燥塔內設置有第五換熱管，所述廢水濃縮塔內設置有第六換熱管，所述第五換熱管底端與蒸汽分配裝置B相連通，所述第五換熱管頂端與第六換熱管底端相連通，所述第六換熱管頂端與除鹽水儲罐相連通。
10.一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：當燃煤機組需要快速減負荷時，鍋爐產生的蒸汽量多于汽輪機所需的蒸汽量，通過蒸汽分配裝置A將多余的蒸汽分配給換熱器A用于加熱冷鹽，此時熔鹽儲熱系統承擔吸收多余熱量的功能；當燃煤機組需要快速增負荷時，鍋爐產生的蒸汽量少于汽輪機所需的蒸汽量，通過蒸汽分配裝置B將熱鹽加熱產生的高溫蒸汽分配給汽輪機以彌補蒸汽的不足，此時熔鹽儲熱系統承擔釋放熱量的功能；當燃煤機組深度調峰時，運行負荷低于最低負荷，由于鍋爐產生的最低蒸汽量仍然多于汽輪機所需的蒸汽量，通過蒸汽分配裝置A將多余的蒸汽分配給換熱器A用于加熱冷鹽，此時熔鹽儲熱系統承擔吸收多余熱量的功能；當燃煤機組負荷快速波動或者深度調峰時，通過熔鹽儲熱系統儲存燃煤機組靈活性調峰過程中的熱量，儲存的熱量釋放后為廢水處理提供穩定的熱源，將廢水進行濃縮和干燥的處理，降低廢水處理對燃煤機組本身運行狀況的依賴，廢水產生的產物回收至熔鹽儲熱系統，用于補充熔鹽儲熱系統的損耗，最終達到零排放。
發明內容
為解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統及使用方法。
為實現上述目的，達到上述技術效果，本發明采用的技術方案為：
一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統，包括：
燃煤機組發電系統，用于產生蒸汽以及實現發電；
熔鹽儲熱系統，與燃煤機組發電系統相連通，用于儲存燃煤機組發電系統的熱量以及將儲存的熱量釋放；
末端廢水處理系統，與熔鹽儲熱系統相連通，用于利用熔鹽儲熱系統釋放的熱量實現廢水處理及廢水產物的回收利用。
進一步的，所述燃煤機組發電系統包括鍋爐、汽輪機、發電機和電網，所述鍋爐燃燒產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉動，帶動發電機發電并輸送到電網。
進一步的，所述燃煤機組發電系統還包括蒸汽分配裝置A，所述蒸汽分配裝置A與鍋爐、汽輪機以及換熱器A內置的第一換熱管相連通，所述第一換熱管還與鍋爐相連通。
進一步的，所述熔鹽儲熱系統包括換熱器A、冷鹽儲罐、熱鹽儲罐和換熱器B，所述燃煤機組發電系統的鍋爐、冷鹽儲罐和熱鹽儲罐分別與換熱器A相連通，來自鍋爐的蒸汽與來自冷鹽儲罐的冷鹽在換熱器A中進行換熱，蒸汽換熱后冷凝返回到鍋爐中循環，冷鹽換熱后變成熱鹽并輸送至熱鹽儲罐，所述熱鹽儲罐和除鹽水儲罐分別與換熱器B相連通，來自熱鹽儲罐的熱鹽與來自除鹽水儲罐的除鹽水在換熱器B中進行換熱，熱鹽換熱后變成冷鹽，回到冷鹽儲罐循環，除鹽水換熱后變成高溫蒸汽，能夠根據廢水處理需求和機組快速增加負荷需求分配至汽輪機和末端廢水處理系統。
進一步的，所述熔鹽儲熱系統還包括熔鹽輸送泵A和熔鹽輸送泵B，所述冷鹽儲罐通過熔鹽輸送泵A與換熱器A內置的第二換熱管相連通，所述冷鹽儲罐中的冷鹽通過熔鹽輸送泵A輸送到的第二換熱管中并與換熱器A內置的第一換熱管中的蒸汽進行換熱，所述第二換熱管與熱鹽儲罐相連通，所述熱鹽儲罐通過熔鹽輸送泵B與換熱器B內置的第三換熱管相連通再連通至冷鹽儲罐，所述熱鹽儲罐中的熱鹽通過熔鹽輸送泵B輸送到第三換熱管中，用于加熱來自除鹽水儲罐的除鹽水并使之變成高溫蒸汽。
進一步的，所述末端廢水處理系統包括廢水干燥塔、廢水濃縮塔、廢水儲存罐、除鹽水儲罐和廢水產鹽儲罐，所述廢水濃縮塔分別與廢水干燥塔和廢水儲存罐相連通，所述廢水產鹽儲罐與冷鹽儲罐、熱鹽儲罐和廢水干燥塔相連通，所述廢水儲存罐中收集的廢水輸送到廢水濃縮塔進行濃縮再輸送至廢水干燥塔中，所述高溫蒸汽進入廢水干燥塔對濃縮后的廢水進行干燥，高溫蒸汽經換熱后變成低溫蒸汽再進入廢水濃縮塔對廢水進行濃縮，低溫蒸汽經換熱后冷凝回到除鹽水儲罐中循環，廢水干燥后輸送至廢水產鹽儲罐循環。
進一步的，所述末端廢水處理系統還包括蒸汽分配裝置B、廢水產鹽輸送泵、濃縮廢水輸送泵、廢水輸送泵、除鹽水輸送泵和熔鹽補給泵，所述廢水干燥塔底部通過廢水產鹽輸送泵與廢水產鹽儲罐相連通，所述廢水濃縮塔底部通過濃縮廢水輸送泵與廢水干燥塔頂部相連通，所述廢水儲存罐通過廢水輸送泵與廢水濃縮塔頂部相連通，所述除鹽水儲罐通過除鹽水輸送泵與換熱器B內置的第四換熱管相連通再連通至蒸汽分配裝置B，所述除鹽水儲罐中的除鹽水經過除鹽水輸送泵輸送到第四換熱管中與熱鹽換熱后被加熱成高溫蒸汽，所述蒸汽分配裝置B根據廢水處理需求和機組快速增加負荷需求分配高溫蒸汽給汽輪機和廢水干燥塔，在汽輪機需要快速增加蒸汽量時分配給汽輪機足量的高溫蒸汽，所述廢水產鹽儲罐通過熔鹽補給泵與冷鹽儲罐和熱鹽儲罐相連通。
進一步的，所述末端廢水處理系統還包括壓縮空氣儲罐，所述壓縮空氣儲罐與廢水干燥塔和廢水濃縮塔連通，所述壓縮空氣儲罐向廢水干燥塔和廢水濃縮塔中通入壓縮空氣，將蒸發的水汽帶走，吹入鍋爐的爐膛，避免外排污染環境，壓縮空氣為正壓，爐膛為負壓。
進一步的，所述廢水干燥塔內設置有第五換熱管，所述廢水濃縮塔內設置有第六換熱管，所述第五換熱管底端與蒸汽分配裝置B相連通，所述第五換熱管頂端與第六換熱管底端相連通，所述第六換熱管頂端與除鹽水儲罐相連通。
本發明公開了一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統的使用方法，包括以下步驟：
當燃煤機組需要快速減負荷時，鍋爐產生的蒸汽量多于汽輪機所需的蒸汽量，通過蒸汽分配裝置A將多余的蒸汽分配給換熱器A用于加熱冷鹽，此時熔鹽儲熱系統承擔吸收多余熱量的功能；
當燃煤機組需要快速增負荷時，鍋爐產生的蒸汽量少于汽輪機所需的蒸汽量，通過蒸汽分配裝置B將熱鹽加熱產生的高溫蒸汽分配給汽輪機以彌補蒸汽的不足，此時熔鹽儲熱系統承擔釋放熱量的功能；
當燃煤機組深度調峰時，運行負荷低于最低負荷，由于鍋爐產生的最低蒸汽量仍然多于汽輪機所需的蒸汽量，通過蒸汽分配裝置A將多余的蒸汽分配給換熱器A用于加熱冷鹽，此時熔鹽儲熱系統承擔吸收多余熱量的功能；
當燃煤機組負荷快速波動或者深度調峰時，通過熔鹽儲熱系統儲存燃煤機組靈活性調峰過程中的熱量，儲存的熱量釋放后為廢水處理提供穩定的熱源，將廢水進行濃縮和干燥的處理，降低廢水處理對燃煤機組本身運行狀況的依賴，廢水產生的產物回收至熔鹽儲熱系統，用于補充熔鹽儲熱系統的損耗，最終達到零排放。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
本發明公開了一種電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統及使用方法，該系統包括：燃煤機組發電系統，用于產生蒸汽以及實現發電；熔鹽儲熱系統，與燃煤機組發電系統相連通，用于儲存燃煤機組發電系統的熱量以及將儲存的熱量釋放；末端廢水處理系統，與熔鹽儲熱系統相連通，用于利用熔鹽儲熱系統釋放的熱量實現廢水處理及廢水產物的回收利用。本發明提供的電廠末端廢水綜合利用協同調峰系統及使用方法，通過增加熔鹽儲熱系統實現燃煤機組發電系統的熱電分離，能夠儲存燃煤機組發電系統的熱量以及將儲存的熱量釋放實現廢水處理，機組在改造工程量很小的情況下可以實現負荷快速變化且可以實現很低的深度調峰，大大提高了燃煤機組的對電網負荷需求適應性，由于鍋爐無需進行較大改動，也有效避免了鍋爐本體金屬壽命的縮短，同時，通過增加熔鹽儲熱系統能夠為廢水處理提供穩定的熱源，保證廢水處理穩定可靠，有效解決現有技術中廢水處理熱源不穩定的問題，廢水處理的產物為各種鹽，可回用于熔鹽儲熱系統，實現全流程的零排放和綜合利用；本發明既實現了燃煤機組調峰的需求，也解決了廢水處理的熱源不穩定問題，同時將廢水處理的產物綜合回用于熔鹽儲熱系統，實現零排放，具備節能、低碳、環保等特點，對廢水零排放的建設和改造具有重要的意義和價值。
（發明人：王建陽;蔡曉龍;朱磊;熊林濤;陳漢）
