天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱管、空氣預(yù)熱器、直接接觸式換熱器和吸收式熱栗組成的煙氣余熱回收系統(tǒng)，屬于余熱深度利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為治理大氣污染，我國(guó)許多城市都開展了“煤改氣”工程(燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t)，雖然空氣質(zhì)量得到一定的改善，但消耗了大量的天然氣，如何高效使用天然氣，減少天然氣的使用量是現(xiàn)在急需解決的問(wèn)題。
[0003]提高鍋爐熱效率對(duì)煙氣余熱進(jìn)行回收是減少天然氣用量的有效方法之一，民用燃?xì)夤┡仩t排煙溫度為150?250°C，煙氣中含有大量水蒸氣，水蒸氣的汽化潛熱占天然氣高位發(fā)熱量的10?11%，潛熱回收的潛力很大。燃?xì)忮仩t排煙露點(diǎn)溫度約為58 °C，要回收這部分潛熱必須將煙氣溫度降到露點(diǎn)溫度以下，這就需要提供溫度足夠低的低溫冷源來(lái)和排煙進(jìn)行換熱，而采用傳統(tǒng)換熱器只回收了煙氣的顯熱和部分潛熱，余熱未被完全回收利用，節(jié)能潛力有限；目前煙氣余熱回收大多采用水為換熱介質(zhì)，換熱后的熱水作為熱網(wǎng)回水回到鍋爐，但由于供暖回水溫度高達(dá)50?60°C，換熱后熱水溫度達(dá)不到熱網(wǎng)回水溫度要求，回收的熱量無(wú)法直接利用;此外采用直接接觸式換熱器換熱后的熱水受到污染無(wú)法滿足熱網(wǎng)回水的水質(zhì)要求。
[0004]煙氣余熱回收要充分、合理、便捷地利用熱量，就需要充分考慮熱量回收和熱量利用之間匹配的問(wèn)題，并解決煙氣余熱回收的幾個(gè)難題:①提供穩(wěn)定的低溫冷源;②提高換熱工質(zhì)可利用溫度;③解決換熱工質(zhì)水質(zhì)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是充分、合理、便捷地利用煙氣余熱，解決煙氣余熱回收存在的難題，提供一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種熱管、空氣預(yù)熱器、直接接觸式換熱器和吸收式熱栗組成的煙氣余熱回收系統(tǒng)，包括燃?xì)忮仩t、分離式熱管換熱器、吸收式熱栗、空氣預(yù)熱器、直接接觸式換熱器、外循環(huán)水栗、內(nèi)循環(huán)水栗、煙道、風(fēng)閥以及風(fēng)機(jī)組成。從燃?xì)忮仩t出來(lái)的煙氣通過(guò)分離式熱管換熱器，間接將熱量傳遞給吸收式熱栗的發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)熱栗運(yùn)行，制取低溫冷水作為直接接觸換熱器和煙氣換熱的低溫冷源，熱栗運(yùn)行無(wú)需消耗高品位的電能直接利用煙氣熱量，完成煙氣熱量的動(dòng)力回收;從分離式熱管換熱器出來(lái)的煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器預(yù)熱冷空氣，被加熱的空氣進(jìn)入鍋爐和燃?xì)饣旌先紵訜崂淇諝鈱?shí)現(xiàn)煙氣的顯熱回收;從空氣預(yù)熱器中出來(lái)的煙氣進(jìn)入直接接觸式換熱器和從熱栗蒸發(fā)器出來(lái)的低溫冷水換熱，被加熱的低溫冷水回到蒸發(fā)器作為蒸發(fā)器的熱源，煙氣和低溫冷水接觸換熱實(shí)現(xiàn)煙氣的潛熱回收;煙氣依次通過(guò)分離式熱管換熱器、空氣預(yù)熱器和直接接觸式換熱器，溫度逐級(jí)降低被利用實(shí)現(xiàn)煙氣的梯級(jí)利用;進(jìn)入吸收式熱栗冷凝器的鍋爐低溫給水變?yōu)楦邷亟o水送入鍋爐。
[0007]所述的吸收式熱栗在天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)中的作用:用熱栗的蒸發(fā)器制取低溫冷水，在直接接觸式換熱器中用于和煙氣換熱，為煙氣冷凝提供穩(wěn)定的低溫冷源;經(jīng)過(guò)吸收式熱栗鍋爐低溫給水變?yōu)楦邷亟o水，使被加熱熱水溫度滿足了鍋爐回水溫度要求;采用吸收式熱栗使熱網(wǎng)水和煙氣隔離開來(lái)，避免被加熱工質(zhì)被污染滿足熱網(wǎng)回收水質(zhì)要求。
[0008]所述的燃?xì)忮仩t設(shè)有煙道，煙道I為主煙道，煙道2為旁通煙道，作為主煙道的備用煙道在主煙道發(fā)生故障時(shí)使用;所述的煙道上都安裝風(fēng)閥，用于啟閉煙道。
[0009]所述的煙道8-1依次連接分離式換熱器2、空氣預(yù)熱器4，直接接觸式換熱器5。所述的分離式換熱器2和吸收式熱栗3的發(fā)生器3-1連接，為熱栗運(yùn)行提供驅(qū)動(dòng)力;所述的空氣預(yù)熱器4上設(shè)有冷空氣入口 13和熱空氣出口 14，熱空氣出口 14和燃?xì)忮仩tI連接，用于將熱空氣送入燃?xì)忮仩t燃燒室和天然氣混合燃燒;所述的直接接觸式換熱器5出水口 15通過(guò)內(nèi)循環(huán)水栗11以及相應(yīng)的水管路和蒸發(fā)器3-4冷凍水入口 16相連，蒸發(fā)器冷凍水出口 17與直接接觸換熱器循環(huán)水進(jìn)口 18相連。
[0010]上述直接接觸式換熱器5設(shè)有pH傳感器5-1，當(dāng)傳感器感知pH值低于設(shè)定之后報(bào)警，向直接接觸式換熱器注入堿液將循環(huán)水調(diào)成中性;在直接接觸換熱器上設(shè)置溢水管5-2，當(dāng)直接接觸式換熱器中水位到達(dá)警戒水位時(shí)泄水;在直接接觸換熱器煙氣出口 19設(shè)置除霧器5-3防止循環(huán)水流失;在直接接觸式換熱器煙氣出口設(shè)風(fēng)機(jī)10，增加煙氣排除的動(dòng)力，解決排煙動(dòng)力不足的問(wèn)題;在上述風(fēng)機(jī)10后煙道上設(shè)風(fēng)閥9。
[0011]所述的吸收式熱栗3系統(tǒng)包括發(fā)生器3-1、吸收器3-2、冷凝器3-3、蒸發(fā)器3-4、節(jié)流閥3-5和溶液栗3-6;上述的發(fā)生器3-1為熱水或蒸汽驅(qū)動(dòng)的發(fā)生器，熱水或蒸汽由分離式熱管換熱器提供;所述的冷凝器3-3設(shè)有低溫給水入口 20和高溫給水出口 21，高給水通過(guò)水管路以及外循環(huán)水栗和燃?xì)忮仩t回水入口 22相連。
[0012]本實(shí)用新型的有用效果是:采用煙氣驅(qū)動(dòng)熱栗回收煙氣熱量既不消耗電能也不消耗燃?xì)飧?jié)能;在熱栗發(fā)生器中引入熱管換熱器回收煙氣余熱的動(dòng)力，有效的解決了煙氣和熱栗直接接觸造成工質(zhì)污染、設(shè)備腐蝕的問(wèn)題;通過(guò)熱管換熱器、空氣預(yù)熱器和和直接接觸式換熱器對(duì)煙氣熱量的逐級(jí)吸收，實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱的動(dòng)力回收、顯熱回收和潛熱回收的全熱回收;充分考慮熱量回收和熱量利用之間匹配的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了煙氣溫度的梯級(jí)利用。
【附圖說(shuō)明】

[0013]圖1是本實(shí)用新型一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型煙氣余熱回收過(guò)程圖。
[0015]圖3是直接接觸式換熱器結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖中:1、燃?xì)忮仩t，2、分離式熱管換熱器，3、吸收式熱栗，3-1、發(fā)生器，3-2、吸收器，3-3、冷凝器，3-4、蒸發(fā)器，3-5、節(jié)流閥，3-6、溶液栗，4、空氣預(yù)熱器，5直接接觸式換熱器，5-1、pH傳感器，5-2、溢水管，5-3、除霧器，6、風(fēng)閥I，7、風(fēng)閥2，8、煙道，8-1、煙道I，8-2、煙道2，9、風(fēng)閥3，10、風(fēng)機(jī)，11、內(nèi)循環(huán)水栗，12、外循環(huán)水栗，13、空氣預(yù)熱器冷空氣入口，14、空氣預(yù)熱器熱空氣出口，15、直接接觸式換熱器循環(huán)水出口，16、蒸發(fā)器冷凍水入口，17、蒸發(fā)器冷凍水出口，18、直接接觸式換熱器循環(huán)水入口，19、直接接觸式換熱器煙氣出口，20、冷凝器低溫給水入口，21、冷凝器高溫給水出口，22、燃?xì)忮仩t回水入口。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
[0018]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖，煙氣從燃?xì)忮仩tI出來(lái)通過(guò)煙道8-1進(jìn)入分尚式熱管換熱器2，熱管獲得熱量作為發(fā)生器3-1的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)吸收式熱栗運(yùn)行；從分尚式熱管換熱器出來(lái)的煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器4和進(jìn)入空氣預(yù)熱器的冷空氣逆流進(jìn)行熱交換，被加熱的冷空氣進(jìn)入燃?xì)忮仩tI的燃燒室和天然氣混合燃燒;從空氣預(yù)熱器4出來(lái)的煙氣進(jìn)入直接接觸式換熱器5，和從蒸發(fā)器3-4出來(lái)的冷凍水接觸換熱，換熱后的循環(huán)水經(jīng)過(guò)內(nèi)循環(huán)水栗11從蒸發(fā)器3-4的冷凍水入口 16進(jìn)入回到蒸發(fā)器。低溫給水經(jīng)冷凝器3-3換熱后經(jīng)外循環(huán)水栗12從燃?xì)忮仩t回水入口 22進(jìn)入鍋爐。
[0019]風(fēng)閥起到啟閉煙道的作用，當(dāng)煙氣余熱回收系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)閥1、風(fēng)閥3開啟，風(fēng)閥2關(guān)閉；當(dāng)煙氣余熱回首系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，風(fēng)閥2開啟，風(fēng)閥1、風(fēng)閥3關(guān)閉。
[0020]圖2是本實(shí)用新型煙氣余熱回收過(guò)程圖，煙氣經(jīng)分離式熱管換熱器換熱作為發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的動(dòng)力回收;煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器和冷空氣換熱實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的顯熱回收;煙氣經(jīng)直接接觸式換熱器和冷凍水換熱實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的潛熱回收。
[0021]圖3是直接接觸式換熱器結(jié)構(gòu)圖，在直接接觸式換熱器5上設(shè)置pH感應(yīng)器，當(dāng)傳感器感知pH值低于設(shè)定之后報(bào)警，向直接接觸式換熱器注入堿液將循環(huán)水調(diào)成中性;設(shè)置溢水管5-2，當(dāng)直接接觸式換熱器中水位到達(dá)警戒水位時(shí)泄水;在直接接觸換熱器煙氣出口 19設(shè)置除霧器5-3防止循環(huán)水流失;在直接接觸式換熱器煙氣出口設(shè)風(fēng)機(jī)10，增加煙氣排除的動(dòng)力，解決排煙動(dòng)力不足的問(wèn)題;在上述風(fēng)機(jī)10后煙道上設(shè)風(fēng)閥9。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于:主要包括燃?xì)忮仩t(I)、分離式熱管換熱器(2)、吸收式熱栗(3)、空氣預(yù)熱器(4)、直接接觸式換熱器(5)、外循環(huán)水栗(12)、內(nèi)循環(huán)水栗(11)、煙道、風(fēng)閥以及風(fēng)機(jī)(10);煙氣通過(guò)分離式熱管換熱器(2)，間接將熱量傳遞給發(fā)生器(3-1)，驅(qū)動(dòng)吸收式熱栗(3)運(yùn)行;煙氣從分離式熱管換熱器(2)出來(lái)進(jìn)入空氣預(yù)熱器(4)預(yù)熱冷空氣，被加熱的空氣進(jìn)入鍋爐和燃?xì)饣旌先紵?從空氣預(yù)熱器(4)中出來(lái)的煙氣進(jìn)入直接接觸式換熱器(5)和從熱栗蒸發(fā)器(3-4)出來(lái)的低溫冷水換熱，被加熱的低溫冷水回到蒸發(fā)器作為蒸發(fā)器的熱源;通過(guò)吸收式熱栗(3)進(jìn)入熱栗冷凝器(3-3)的鍋爐低溫給水變?yōu)楦邷亟o水送入鍋爐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于:所述的煙道(8-1)依次連接分離式換熱器(2)、空氣預(yù)熱器(4)，直接接觸式換熱器(5);所述的分離式換熱器(2)和吸收式熱栗(3)的發(fā)生器(3-1)連接;所述的空氣預(yù)熱器(4)熱空氣出口(14)和燃?xì)忮仩t(I)連接;所述的直接接觸式換熱器(5 )出水口( 15 )通過(guò)內(nèi)循環(huán)水栗(11)以及相應(yīng)的水管路和蒸發(fā)器(3-4)冷凍水入口( 16)相連，蒸發(fā)器冷凍水出口( 17)與直接接觸換熱器循環(huán)水進(jìn)口(18)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸收式熱栗(3)系統(tǒng)包括發(fā)生器(3-1)、吸收器(3-2)、冷凝器(3-3)、蒸發(fā)器(3-4)、節(jié)流閥(3-5)和溶液栗(3-6);上述的發(fā)生器(3-1)為熱水或蒸汽驅(qū)動(dòng)的發(fā)生器，熱水或蒸汽由分離式熱管換熱器提供;所述的冷凝器(3-3)設(shè)有低溫給水入口(20)和高溫給水出口(21)，高給水通過(guò)水管路以及外循環(huán)水栗和燃?xì)忮仩t回水入口(22)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于:所述直接接觸式換熱器(5)設(shè)有pH傳感器(5-1)，當(dāng)傳感器感知pH值低于設(shè)定之后報(bào)警，向直接接觸式換熱器注入堿液將循環(huán)水調(diào)成中性;直接觸換熱器上設(shè)置溢水管(5-2)，當(dāng)直接接觸式換熱器中水位到達(dá)警戒水位時(shí)泄水;在直接接觸換熱器煙氣出口(19)設(shè)置除霧器(5-3)防止循環(huán)水流失;在直接接觸式換熱器煙氣出口設(shè)風(fēng)機(jī)(10)，增加煙氣排除的動(dòng)力，解決排煙動(dòng)力不足的問(wèn)題;在上述風(fēng)機(jī)(10)后煙道上設(shè)風(fēng)閥(9)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)，煙氣通過(guò)分離式熱管換熱器，間接將熱量傳遞給發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵運(yùn)行；煙氣從分離式熱管換熱器出來(lái)進(jìn)入空氣預(yù)熱器預(yù)熱冷空氣，被加熱的空氣進(jìn)入鍋爐和燃?xì)饣旌先紵?；從空氣預(yù)熱器中出來(lái)的煙氣進(jìn)入直接接觸式換熱器和從熱泵蒸發(fā)器出來(lái)的低溫冷水換熱，被加熱的低溫冷水回到蒸發(fā)器作為蒸發(fā)器的熱源；通過(guò)吸收式熱泵進(jìn)入熱泵冷凝器的鍋爐低溫給水變?yōu)楦邷亟o水送入鍋爐。本實(shí)用新型充分考慮了熱量回收和熱量利用之間匹配的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了煙氣溫度的梯級(jí)利用，充分回收了煙氣的熱量。
【IPC分類】F28D15/02, F23L15/00, F23J15/08, F28C1/00, F22D11/06, F25B27/00
【公開號(hào)】CN205383632
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620138319
【發(fā)明人】陳麗萍, 王萬(wàn)江, 齊典偉, 彭維, 袁建新, 侯勇輝, 姚杰
【申請(qǐng)人】陳麗萍
【公開日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日