[发明专利]一种深度回收燃气供暖锅炉余热的装置及方法

说明书

本发明涉及能源利用技术领域，具体涉及一种深度回收燃气供暖锅炉余热的装置及方法，装置包括：锅炉、软水箱、低温蒸发器和引射器；锅炉的烟气出口与低温蒸发器的烟气进口连通，低温蒸发器烟气出口连接烟道；软水箱出水口与低温蒸发器进水口连通，低温蒸发器蒸汽出口与引射器低压流体进口连通；供暖回水管道分为两路，一路与锅炉进水口连通，另一路与引射器高压流体进口连通，引射器流体出口连接至供暖供水管道。以供暖回水作为高压流体，利用引射器建立真空环境，使软化水在低温蒸发器内以低于烟气露点的温度汽化，通过相变过程大量吸热实现燃气供暖锅炉排烟潜热的深度回收，最大限度提高燃气锅炉热效率。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，具体涉及一种深度回收燃气供暖锅炉余热的装置及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，随着我国城市能源结构调整，天然气的消费量快速增长，而煤改气工程的实施使得大量燃煤供暖锅炉被燃气锅炉替代。天然气的主要成分是甲烷，氢碳比较高，燃烧产物中水蒸气体积分数可达18％左右，其潜热约占天然气低位发热量的10％，而目前燃气供暖锅炉的热效率普遍不高于95％(以低位发热量计)，可供回收利用的排烟余热达15％左右，节能潜力和经济价值可观。然而，燃气供暖锅炉排烟余热具有量大质低的特点，难以被有效回收利用。究其原因，一方面是缘于回收难，锅炉一次网回水温度过高，而助燃空气热容量远低于湿烟气，这两种常规冷源对排烟潜热回收效果不明显；另一方面在于利用难，对于品位过低的排烟潜热，即使加以回收，也无法满足用户需求。

为提高燃气锅炉热效率，节省宝贵的天然气资源，学术界和工业界对高湿烟气潜热深度回收利用技术开展了较多研究。理论上，只需将燃气锅炉排烟温度降低到烟气露点以下，就可使得烟气中的水蒸气冷凝并释放出潜热，冷源温度越低，潜热回收率越高，但这需要连续的低温介质作为冷源。为此，有研究者提出将吸收式或压缩式热泵应用于排烟潜热深度回收，利用热泵制取的冷水作为冷源，通过降低冷源温度来提高潜热回收率，但热泵机组价格昂贵、需消耗额外的天然气或电能，且占地面积大，锅炉房改造的初投资和运行成本较高。此外，还有人提出基于蒸发冷却原理的烟气潜热提质利用方法，采用串联的二级换热，即省煤器和蒸发式空气预热器组合，其中蒸发式空气预热器将烟气中湿组分转移至助燃空气以提高烟气露点，省煤器回收烟气潜热用于加热供暖回水；发明人发现，该方法初投资低，但回收系统中涉及多股流体，设备较多且运行调节不灵活；此外，烟气侧较大的传热热阻使得蒸发式空气预热器体积较大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种深度回收燃气供暖锅炉余热的装置及方法，以供暖回水作为高压流体，利用引射器建立真空环境，使软化水在低温蒸发器内以低于烟气露点的温度汽化，通过相变过程大量吸热实现燃气供暖锅炉排烟潜热的深度回收，最大限度提高燃气锅炉热效率。

具体地，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种深度回收燃气供暖锅炉余热的装置，包括：锅炉、软水箱、低温蒸发器和引射器，

锅炉本体的烟气出口与低温蒸发器的烟气进口连通，低温蒸发器烟气出口连接烟道；软水箱出水口与低温蒸发器进水口连通，低温蒸发器蒸汽出口与引射器低压流体进口连通；供暖回水管道分为两路，一路与锅炉本体进水口连通，另一路与引射器高压流体进口连通，引射器流体出口连接至供暖供水管道。

在本发明的第二方面，提供一种深度回收燃气供暖锅炉余热的方法，其是利用上述深度回收燃气供暖锅炉余热的装置实现的，将锅炉中产生的高温湿烟气通入低温蒸发器，高温湿烟气与低温蒸发器中的软化水进行换热，高温湿烟气降温、减湿为低温饱和湿烟气，软化水形成低压蒸汽进入引射器，与引射器中的供暖回水混合凝结，供暖回水被低压蒸汽加热成为高温供暖供水对外供暖，实现锅炉烟气显热和大部分潜热的深度回收。

本发明的具体实施方式具有以下有益效果：