[发明专利]一种利用吸收式热泵回收烟气余热的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于工业锅炉和节能技术领域，特别涉及一种利用吸收式热泵回收烟气余热的方法和系统。

背景技术

燃煤电站是我国发电产业最重要的组成部分。虽然近年来国家大力发展新能源建设，逐步控制和缩减新建燃煤电站，但燃煤电站发电量仍然占到全国总发电量的70％。在北方地区，燃煤电站还担负着冬季供暖的重要作用。近年来随着城镇化进程的加快和经济迅速发展，更多的居民小区和工业企业兴建起来，同时集中供暖的政策在逐步落实，伴随而来的是很多城市在冬季供暖缺口不断增加。因此，在燃煤电站总装机容量不断缩减的情况下，需要进一步挖掘机组自身潜力，对余热和热损失进行回收利用。在锅炉各种热损失中，排烟热损失是一个值得重点研究的课题。

我国燃煤电站锅炉排烟温度设计值一般在120～140℃之间，大型电站锅炉的排烟热损失占电厂热损失的3～8％，同时排烟中还含有大量的水蒸气，所携带的气化潜热巨大，可见排烟热损失是一种丰富的低温余热资源。在过去，由于烟气酸露点的存在使得锅炉排烟温度不能过低，否则会严重腐蚀设备的受热面和管道。随着能源价格的攀升及节能减排政策的提出，电站锅炉烟气余热利用受到日益重视。近些年来，随着低低温电除尘技术的广泛应用，锅炉排烟温度已经降低到90～110℃，处于湿法脱硫的入口烟温的合适范围内。经低低温除尘技术和湿法脱硫系统处理后的烟气中酸的含量已经很低，烟气温度在50～ 70℃。通过湿法脱硫系统的饱和烟气携带大量水蒸气，汽化潜热量依然巨大。

目前对于大型的燃煤电站锅炉(包括大部分的CFB锅炉)，所采用的烟气预热利用方案主要是采用低温省煤器来回收烟气中的余热。低温省煤器一般布置在除尘器的上游，通过凝结水来回收烟气预热，回收后的余热，或回到电厂的热力系统、或用于作为电厂暖风器的热源，或作为供热热源，加热供热循环水。

受传热温差的限制，同时为了防止受热面的低温腐蚀，目前低温省煤器的设计出口烟温，一般控制在90℃以上。目前，大部分燃煤电站锅炉所采用的低温省煤器余热回收利用技术，所回收的热量只占到烟气余热的20％左右。尚有大部分的烟气显热及烟气中水蒸气的气化潜热未得到充分利用。因此开发一种系统简单可靠、效率高，能充分利用烟气显热和气化潜热的余热回收利用技术，对于提高燃料利用效率，达到节能降耗目的具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用吸收式热泵回收烟气余热的方法和系统，具有余热回收率高、系统耗电量小、经济效益强、运行可靠稳定等特点，同时还有缓解烟囱“冒白烟”现象、降低烟气中粉尘和二氧化硫的含量、节约湿法脱硫用水的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用吸收式热泵回收烟气余热的方法，湿法脱硫后的烟气加热后送至喷淋塔的底部，向上运行，与向下的喷淋水换热，将热量传递给喷淋水，温度降低后的烟气由喷淋塔顶部排出，温度升高后的喷淋水通过板式换热器将热量传递给吸收式热泵的冷端，在驱动热源的驱动下，热泵从冷端回收热量用于加热热端的热网回水。

所述送至喷淋塔的底部的烟气温度范围50-100℃，当低于时，加热烟气。

所述烟气在喷淋塔内换热后，温度降至20-30℃。

本发明还提供了一种利用吸收式热泵回收烟气余热的系统，包括喷淋塔，喷淋塔的底部设置湿法脱硫后的烟气入口，顶部设置降温后烟气出口，上部设置喷淋水入口，下部设置喷淋水出口，喷淋水出口与板式换热器的热媒进口连接，喷淋水入口与板式换热器的热媒出口连接，板式换热器的冷媒出入口与热泵的冷端形成回路，热泵的热端与热网回水形成回路。

在湿法脱硫后的烟气输送管道上设置有暖风机，以在烟气温度过低时对烟气进行预热。

所述喷淋塔采用多级喷淋，两级除雾的设置，确保烟气与喷淋水充分换热，并脱除烟气中的水蒸气。

所述喷淋塔设置溢流管，溢流出的水进入脱硫系统，作为湿法脱硫工艺水。

所述喷淋水出口与板式换热器的热媒进口的连接管路上设置有水泵一，所述热泵的冷端回路设置有水泵二。

所述热泵为吸收式热泵，以溴化锂为吸收剂，水为制冷剂，驱动热源为蒸汽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明能够充分回收烟气余热，出口烟气温度可低至20-30℃。此时烟气中的绝大部分水蒸气的汽化潜热被回收，余热回收效率很高。

2.系统能耗低。溴化锂吸收式热泵由高温蒸汽驱动，仅需少量电能驱动水泵，与传统热泵相比能耗大大降低。