節水型發電系統的製作方法

2023-09-18 12:01:00

本發明涉及發電技術領域，具體而言，涉及一種節水型發電系統。

背景技術：

我國是世界上12個貧水國家之一，淡水資源還不到世界人口均佔有量的1/4。隨著國民經濟的發展，我國城鄉工農業用水和生活用水將迅速增長，使的本來有限的淡水資源更加緊張。因此，節約用水意義深遠重大，已成為當前急待研究解決的重要課題。發電系統是用水大戶，一座1000MW的大型電廠，每天耗水量約10萬噸，相當於一個中等城市的用水量。

基於上述原因，有必要提供一種節水型發電系統。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種節水型發電系統，以解決現有技術中發電系統水耗過高的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種節水型發電系統，其包括：加熱裝置；發電裝置，發電裝置的進口管路與加熱裝置的出口管路相連通；冷凝裝置，冷凝裝置的進口管路與發電裝置的出口管路相連通，且冷凝裝置的出口管路與加熱裝置的進口管路相連通；以及淨化裝置，淨化裝置的出口管路與加熱裝置的進口管路相連通。

進一步地，淨化裝置包括電解除鹽器。

進一步地，淨化裝置還包括除氧器，除氧器與電解除鹽器串聯設置，且除氧器設置在電解除鹽器的下遊。

進一步地，淨化裝置還包括補償箱，電解除鹽器、除氧器及補償箱串聯設置，且補償箱設置在除氧器的下遊。

進一步地，發電系統還包括過濾器，過濾器設置在冷凝裝置和加熱裝置之間的管路上。

進一步地，發電系統還包括循環泵，循環泵設置在加熱裝置和過濾器之間的管路上。

進一步地，發電裝置包括：透平膨脹機，透平膨脹機的進口管路與加熱裝置的出口管路相連通，透平膨脹機的出口管路和冷凝裝置的進口管路相連通；發電機，發電機與透平膨脹機相連接。

進一步地，加熱裝置包括：加熱爐，加熱爐的出口管路與發電裝置的進口管路相連通，加熱爐的進口管路與冷凝裝置的出口管路相連通；燃燒器，燃燒器用以對加熱爐進行熱量供應。

進一步地，加熱裝置還包括煙囪，煙囪與加熱爐連通。

進一步地，冷凝裝置為水冷式冷凝器或者空氣式冷凝器。

本發明提供了一種節水型發電系統，該發電系統中，由於引入淨化裝置，使得進入發電循環迴路的液態有機工質不存在腐蝕、結垢、廢水排放等不安全性問題得到了有效地解決，從而使得冷凝裝置中出來的冷凝液態有機工質能夠重複循環利用，有效降低了有機工質能耗。與此同時，使用淨化裝置配合發電循環迴路還能夠進一步節約熱能，降低了生產運行成本。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本發明一種實施方式中的一種節水型發電系統。

其中，附圖標記如下：

10、加熱裝置；11、加熱爐；12、燃燒器；13、煙囪；20、發電裝置；21、透平膨脹機；22、發電機；30、冷凝裝置；40、淨化裝置；41、電解除鹽器；42、除氧器；50、過濾器；60、循環泵；70、補償箱。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

正如背景技術部分所介紹的，現有的發電系統存在耗水量過高的問題。為了解決這一問題，本發明提供了一種節水型發電系統，如圖1所示，其包括加熱裝置10、發電裝置20、冷凝裝置30以及淨化裝置40；發電裝置20的進口管路與加熱裝置10的出口管路相連通；冷凝裝置30的進口管路與發電裝置20的出口管路相連通，且冷凝裝置30的出口管路與加熱裝置10的進口管路相連通；淨化裝置40的出口管路與加熱裝置10的進口管路相連通。

本發明提供的上述發電系統中，淨化裝置40能夠對新鮮水進行純化處理，減少水中攜帶的雜質。淨化裝置40後生成的淨化水進入到補償箱70與補償箱70內的有機化合物混合成液態有機工質，根據發電系統運行情況，定期給加熱裝置10、發電裝置20、冷凝裝置30的循環迴路中補充液態有機工質。在加熱裝置10中形成高溫氣態有機工質，然後進入發電裝置20進行發電，其次發電後的低溫氣態工質進入冷凝裝置30進行冷凝後，再次循環至加熱裝置10。該發電系統中。由於引入淨化裝置40，使得進入發電循環迴路的液態有機工質不存在腐蝕、結垢、廢水排放等不安全性問題得到了有效地解決，從而使得冷凝裝置30中出來的冷凝液態有機工質能夠重複循環利用，有效降低了有機工質能耗。與此同時，使用淨化裝置40配合發電循環迴路還能夠進一步節約熱能，降低了生產運行成本。該技術改變了發電系統必須在排汙工況下運行的傳統技術和觀念，實現了加熱裝置10零排放發電技術的重大突破。

在一種優選的實施方式中，如圖1所示，淨化裝置40包括電解除鹽器41。採用電解除鹽器41能夠去除新鮮水中的鹽類、腐蝕類、菌藻類等有害物質，防止其對後期加熱裝置10、發電裝置20等設備造成腐蝕、結垢等危害。

在一種優選的實施方式中，淨化裝置40還包括除氧器42，除氧器42與電解除鹽器41串聯設置，且除氧器42設置在電解除鹽器41的下遊。採用除氧器42能夠進一步去除水中的氧，從而進一步防止其對後期設備的腐蝕損害。

在一種優選的實施方式中，淨化裝置40還包括補償箱70，電解除鹽器41、除氧器42及補償箱70串聯設置，且補償箱70設置在除氧器42的下遊。這樣，經過除鹽除氧後得到的淨化水進入到補償箱70與補償箱70內的有機化合物混合成液態有機工質，根據發電系統運行情況，定期給加熱裝置10、發電裝置20、冷凝裝置30的循環迴路中補充液態有機工質。

在一種優選的實施方式中，發電系統還包括過濾器50，過濾器50設置在冷凝裝置30和加熱裝置10之間的管路上。過濾器50能夠對從冷凝裝置30中出來的液態工質進行進一步過濾和淨化，使得有機工質能夠更長期地在發電循環迴路中循環作用。從而更進一步節約有機工質的能耗，降低運行成本。在實際工況中，補償箱70的補償箱出口設置在過濾器50和冷凝裝置30之間的管路上。

在一種優選的實施方式中，發電系統還包括循環泵60，循環泵60設置在加熱裝置10和過濾器50之間的管路上。

在一種優選的實施方式中，加熱裝置10、發電裝置20、冷凝裝置30的循環迴路中流動介質為有機工質，工質可以是有機化合物，或者是混合物質。

在一種優選的實施方式中，發電裝置20包括透平膨脹機21和發電機22，透平膨脹機21的進口管路與加熱裝置10的出口管路相連通，透平膨脹機21的出口管路和冷凝裝置30的進口管路相連通；發電機22與透平膨脹機21相連接。加熱裝置10中產生的高溫氣態有機工質進入透平膨脹機21後，在透平膨脹機21做功下將熱能轉化為機械能。而機械能帶動與之連接的發電機22進行運轉發電。同時透平膨脹機21做功後的低溫氣態有機工質進入冷凝裝置30冷卻後進入下一次循環。

在一種優選的實施方式中，加熱裝置10包括加熱爐11和燃燒器12，加熱爐11的出口管路與發電裝置20的進口管路相連通，加熱爐11的進口管路與冷凝裝置30的出口管路相連通；燃燒器12用以對加熱爐11進行熱量供應；

值得說明的是，不同於傳統發電系統中採用工業鍋爐，本發明中使用加熱爐11對有機工質進行加熱，燃燒器12中進行燃料燃燒後，產生的熱能會以輻射、對流等傳熱形式將熱量傳送給加熱爐11爐管中的有機工質，使有機工質達到所需要的溫度，然後被引出應用至後期的發電過程。使用加熱爐11進行加熱的過程，其加熱效率較高，能夠進一步節約能耗。同時，正是由於本發明採用淨化裝置40對水進行了純化處理，有效解決了加熱爐11的腐蝕、結垢、廢水排放等不安全性問題。從而突破了鍋爐運行的傳統理念，提高了給有機工質質量，保證了加熱爐11的零排汙率，減少了加熱爐11的腐蝕，具有更好的節水、節能和發電等效益。

在一種優選的實施方式中，加熱裝置10還包括煙囪13，煙囪13與加熱爐11連通。設置煙囪13能夠將燃燒後產生的煙氣進行排放。

在一種優選的實施方式中，冷凝裝置30可以是水冷式冷凝器，或者是空氣式冷凝器。

由上述的描述可知，採用本發明所提供的發電系統，有效解決了工業鍋爐水耗能耗居高不下等難題。突破了鍋爐運行的傳統理念，創建一種閉路運行發電新工藝，提高了給水質量，加熱裝置為零排汙率，且減少了加熱裝置的腐蝕，具有較好的節水、節能和發電等效益。該系統能夠廣泛應用於油氣的開採、油氣集輸、石油、化工、煉油等領域。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。