[发明专利]一种高效的锅炉一体化系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种高效一体化锅炉系统及控制方法。所述一体化锅炉系统包括锅炉子系统、热湿交换子系统、余热回收热泵子系统。能够实现燃料低位热值锅炉效率大于100％，排烟温度低于20℃，实现燃料高位热值的热量向热用户供热，锅炉尾部烟气处理直接排放，同时对烟气进行除尘、脱硫、脱硝、消白处理，实现生物质锅炉超低排放。整个系统形成一个一体化装置，占地面积小，初投资低，更加紧凑集约，对于生物质锅炉产业的可持续发展起到积极的推动作用。

技术领域

本发明涉及能源环保领域，特别涉及到一种高效的锅炉一体化技术。

背景技术

现有的生物质锅炉燃烧产生的烟气中仍含有大量余热，该余热不能得到有效的回收利用，导致能源浪费，锅炉效率不高。此外烟气中含有大量的颗粒物PM、氮氧化物NO_x及部分二氧化硫SO₂，该烟气不经处理即排放会造成空气污染。现有技术中对烟气进行脱硫、脱硝、消白处理的装置大多独立存在，占地空间大，初始投资高。因此，要解决的技术问题在于对烟气余热进行回收利用的同时实现超低污染物排放。如何提供一种集约型、小型化、初始投资低的生物质锅炉系统，对能源的高效环保利用及生物质能产业的可持续发展有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种高效的一体化锅炉系统100，其通过管路R1、R6与热用户104相连并形成热循环回路，所述一体化锅炉系统包括：

锅炉子系统101；

热湿交换子系统102；

余热回收热泵子系统103；

所述锅炉子系统101产生的烟气通过第一烟气通道S1进入所述热湿交换子系统102，在所述热湿交换子系统102中，所述烟气的余热得到回收且所述烟气得到净化处理，之后烟气从第二烟气通道S2排出所述热湿交换子系统102；

所述余热回收热泵子系统103的蒸发器侧通过管路L1、L2、L3与所述热湿交换子系统102相连通，蒸发器侧热交换介质在所述热湿交换子系统102内与烟气进行热交换并回收所述烟气的热量，然后回到所述余热回收热泵子系统103并将热量提供给所述余热回收热泵子系统103的蒸发器侧换热器；

所述余热回收热泵子系统103的冷凝器侧通过管路R1与所述热用户104相连通，冷凝器侧热交换介质从热用户104流出后进入所述余热回收热泵子系统103的冷凝器侧换热器侧并升温，随后继续进入所述锅炉子系统101，经进一步加热后流入所述热用户104。

进一步的，所述热湿交换子系统102包括高温热湿交换室1及低温热湿交换室2，所述高温热湿交换室1及低温热湿交换室2内分别设置有喷淋器4，所述烟气通过第一烟气通道S1进入所述高温热湿交换室1，经喷淋换热后通过第三烟气通道S3进入低温热湿交换室2，在其中进一步喷淋换热后，通过第二烟气通道S2排出所述热湿交换子系统102。

进一步的，所述热湿交换子系统102还包括水处理室3，热交换介质经喷淋后落入所述热湿交换子系统底部的水处理室3。

进一步的，所述余热回收热泵子系统103还包括：

回热换热器6、高温蒸发器7、低温蒸发器8、冷凝器9、节流器11、压缩机10；

所述低温蒸发器8、高温蒸发器7、节流器11、冷凝器9、压缩机10依次相连并形成一个制冷剂回路。

进一步的，蒸发器侧热交换介质从所述热湿交换子系统102中流出并通过第一冷却端水管道L1进入所述回热换热器6并与冷凝器侧热交换介质进行换热，随后通过第四冷却端水管道L4流出，然后分成并联的两路：

其一：蒸发器侧热交换介质通过第二冷却端水管道L2进入所述热湿交换子系统102的高温热湿交换室1并经喷淋后落入所述水处理室3；