[实用新型]一种利用压缩式热泵实现锅炉烟气余热深度回收的供热系统

说明书

技术领域

本实用新型属于锅炉烟气余热回收领域，特别涉及到深度回收烟气中的水蒸气冷凝热的系统。

背景技术

由于烟气露点腐蚀等因素的制约，通常锅炉的排烟温度较高。一般情况下，燃煤锅炉省煤器出口的排烟温度高达180℃左右，燃气锅炉节能器出口的排烟温度也有140℃左右。排烟损失是锅炉各项热损失中最大的一项，约占燃料总发热量的15～30％。锅炉烟气排放造成巨大的能源浪费，又对大气环境产生极大的污染，与资源节约、环境友好的能源发展方向背道而驰。如果能将锅炉排烟温度降至烟气露点以下，烟气中的水蒸气将会凝结，释放出大量的潜热，按煤炭或天然气的低位热值发热量计算，锅炉效率可达到甚至超过100％。

国内研发机构做了一些关于燃气锅炉的烟气冷凝热回收装置的研究，将排烟温度降低到30℃左右，可大幅提高了燃气锅炉的效率，但是在排烟中仍含有微量硫分，与凝结水反应生成硫酸，因此，在实际运行中冷凝热回收装置内死角处仍存在露点腐蚀的问题。燃煤锅炉的烟气中含有更多的硫分与杂质，目前相关材料和技术不完善，露点腐蚀危害更严重，因此规范要求排烟设计温度在130～150℃，在实际运行中还要比设计值高20℃以上，要实现烟气中水蒸气冷凝热的回收则更为困难。

实用新型内容

针对现有锅炉烟气余热回收技术的不足，本实用新型提出一种利用压缩式热泵实现锅炉烟气余热深度回收的供热系统，可以有效的克服烟气露点腐蚀的瓶颈问题，实现了锅炉烟气显热及水蒸汽冷凝热的深度回收，较大幅度的提高燃煤锅炉及燃气锅炉的热效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：在锅炉排烟管道上依次设置三级换热器。第一级间壁式换热器采用热管换热技术，其作用为：对高温烟气进行降温，通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开露点腐蚀或最大腐蚀区域。第二级间壁式换热器采用树脂材料或热管，其作用为：对中温烟气进行降温，并控制及避免第三级混合式换热器烟气进口温度过高使喷水蒸发汽化。第三级换热器采用混合式与间壁式组合，其作用为：将烟气温度降至30℃左右，回收烟气中的水蒸气冷凝热，设置PH监控设备在线监测控制，对混合式换热器喷淋水进行加碱处理，碱性喷淋水与烟气进行深度热质交换，在回收冷凝热的同时，还与烟气中SO2、NOx等酸性气体中和，为了进一步降低腐蚀热泵蒸发器的风险，在混合式换热器与热泵蒸发器之间设置间壁式换热器。具体实施中，第二、三级换热器的循环热媒水作为热泵蒸发器的低温热源，以锅炉生产的高压蒸汽驱动透平膨胀机，拖动热泵的压缩机，排出的低压蒸汽进入凝汽器。热网回水依次经过压缩式热泵冷凝器、凝汽器、第一级换热器升温后送入热网供热。在使用热水锅炉的情况下，压缩式热泵可以采用电力驱动。

本实用新型的有益效果是：有效的克服烟气露点腐蚀的瓶颈问题；利用锅炉高压蒸汽驱动透平膨胀机拖动压缩机热泵的方式，实质是利用锅炉加热热网水不匹配换热过程中损失的可用能，无需额外消耗高品位能源(电能)即可将锅炉排烟温度降至30℃左右，进而实现了

锅炉烟气显热及水蒸汽冷凝热的深度回收，使锅炉热效率提高10％以上。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是利用透平膨胀机拖动压缩式热泵的烟气余热深度回收的实施例系统流程图。

图2是利用电动压缩式热泵的烟气余热深度回收的实施例系统流程图。

图中1.锅炉，2.第一级间壁式换热器，3.第二级间壁式换热器，4.第三级混合式换热器，5.压缩式热泵，6.间壁式换热器，7.PH监控处理仪，81.补水阀，82.排污阀，91、92、93、94.循环水泵，10.透平膨胀机，11.凝汽器，Ⅰ.压缩机，Ⅱ.蒸发器，Ⅲ.冷凝器。

具体实施方式

实施例1：