CN101963415A

CN101963415A - 烟气-热回收制冷制热系统

Info

Publication number: CN101963415A
Application number: CN2010102894320A
Authority: CN
Inventors: 区豪基
Original assignee: XINHUI SHUANGSHUI GENERATE ELECTRICITY (B FACTORY) CO Ltd
Current assignee: XINHUI SHUANGSHUI GENERATE ELECTRICITY (B FACTORY) CO Ltd
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2030-09-20
Also published as: CN101963415B

Abstract

本发明提供一种烟气-热回收制冷制热系统，利用150MW机组排烟的废热来制冷、制热，提高电厂的效率，减少污染，采用集中供冷、热，降低厂区、办公区、生活区及周边工厂的空调及生活用热水的运行成本，减少上述用户对电力或燃料的消耗，从而达到节能减排的目的，因此本发明有较好的经济效益和社会效益。

Description

烟气-热回收制冷制热系统

技术领域

本发明涉及一种制冷制热系统，特别是涉及一种综合利用电厂烟气余热回收制冷制热系统。

背景技术

电厂目前运行的150MW、480t/h循环流化床的超高温超高压机组，效率较高，但锅炉排烟温度比设计温度高45℃左右，为152℃左右，因此，锅炉烟气余热回收再利用的空间很大，随着能源的日益紧张，实施节能降耗工作势在必行。

另一方面，电厂和周边的用户均用电制冷，用电或煤气获取热水，这与本节能项目比较，能源已经过多次转换，能源综合利用效率偏低，存在运行成本偏高、不经济等问题。因此，烟气热回收制冷制热工程是必要的。

本发明回收利用150MW机组排烟的废热来制冷、制热，提高电厂的效率，减少污染，采用集中供冷、热，降低厂区、办公区、生活区及周边工厂的空调及生活用热水的运行成本，减少上述用户对电力或燃料的消耗，从而达到节能减排的目的，因此本发明有较好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种烟气-热回收制冷制热系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种烟气-热回收制冷制热系统，包括热水泵，烟气-热回收装置，溴化锂制冷机，第一板式换热器，第二板式换热器，第三板式换热器以及相应的管线、阀门和系统控制电路，其特征在于，所述制热系统包括生活热水制热系统与空调热水制热系统，所述制冷系统包括空调冷冻水制冷系统，

所述热水泵，烟气-热回收装置，第一板式换热器，一号泵和空调热水用户终端组成空调热水制热系统回路，在空调热水制热系统回路中，所述热水泵输入端与第一板式换热器第一交换流道的输出端连接，所述烟气-热回收装置一端与热水泵输出端连接，另一端与第一板式换热器第一交换流道的输入端连接，所述空调热水用户终端的一端与第一板式换热器的第二交换流道的输出端连接，另一端与第一板式换热器的第二交换流道的输入端连接，所述一号泵设置在空调热水用户终端与第一板式换热器的第二交换流道的输出端之间；

所述热水泵，烟气-热回收装置，第二板式换热器，二号泵与生活热水用户终端组成生活热水制热系统回路，所述热水泵输入端与第二板式换热器的第一交换流道的输出端连接，所述烟气-热回收装置一端与热水泵输出端连接，另一端与第一板式换热器第一交换流道的输入端连接，所述生活热水用户终端的输入端与第二板式换热器的第二交换流道的输出端连接，所述二号泵设置在生活热水用户终端与第一板式换热器的第二交换流道的输出端之间；

所述热水泵，烟气-热回收装置，溴化锂制冷机，三号泵与空调冷冻水用户终端组成空调冷冻水制冷系统回路，所述热水泵输入端与溴化锂制冷机的第一交换流道的输出端连接，所述烟气-热回收装置一端与热水泵输出端连接，另一端与溴化锂制冷机的第一交换流道的输入端连接，所述空调冷冻水用户终端的一端与溴化锂制冷机的第二交换流道的输出端连接，另一端与溴化锂制冷机的第二交换流道的输入端连接，所述三号泵设置在空调冷冻水用户终端与溴化锂制冷机的第二交换流道的输出端之间。

进一步地，还包括工厂蒸汽减温减压装置，所述第三板式换热器第二交换流道的输入端与热水泵输出端连接，工厂蒸汽经减温减压装置后进入所述第三板式换热器第一交换流道的输入端，第三板式换热器第一交换流道的输出端与一集水箱连接。

进一步地，所述系统还包括一号阀、二号阀、三号阀、四号阀、五号阀、六号阀、七号阀、烟气-热回收装置旁通线路、一号温度传感器、二号温度传感器，所述一号阀、二号阀分别设置在热水泵输入端和输出端的管线上，所述三号阀、四号阀分别设置在第三板式换热器第二交换流道的输入端与输出端管线上，所述五号阀、六号阀分别设置在烟气-热回收装置的输出端与输入端的管线上，所述烟气-热回收装置旁通线路的一端与所述二号阀前端的管线联通，另一端与所述五号阀的后端的管线连通，所述七号阀设置在烟气-热回收装置旁通线路的管线上，所述一号温度传感器设置在四号阀与六号阀之间的管线上，所述二号温度传感器设置在五号阀后端的管线上。

进一步地，所述各个传感器以及各个开关阀分别与所述系统控制电路建立电气连接，所述系统控制电路包括PLC可编程控制电路或者单片机。

进一步地，还包括补水装置，所述补水装置包括第一补水装置和第二补水装置，所述第一补水装置输出端分别与第一板式换热器、第二板式换热器和溴化锂制冷机的第二交换流道的输入端连接，所述第二补水装置输出端与热水泵输入端连接。

进一步地，所述第一补水装置包括四号泵、五号泵、一号隔膜罐、一号定压罐、一号水压表、供水端，所述一号隔膜罐一端与供水端输出端连接，另一端分别于四号泵、五号泵的输入端连接，所述四号泵、五号泵的输出端与一号定压罐输入端连接，所述一号定压罐输出端与热水泵输入端连接，所述一号水压表设置在热水泵输入端的管线上。

进一步地，所述第二补水装置包括包括六号泵、七号号泵、二号隔膜罐、二号定压罐、二号水压表、三号水压表、供水端，所述二号隔膜罐一端与供水端输出端连接，另一端分别与六号泵、七号泵的输入端连接，所述六号泵、七号泵的输出端与二号定压罐输入端连接，所述二号定压罐输出端分别与第一板式换热器、第二板式换热器和溴化锂制冷机的第二交换流道的输入端连接，所述二号水压表、三号水压表分别设置在与第一板式换热器、第二板式换热器的第二交换流道的输入端管线上。

本发明的有益效果是：1)本发明属于资源综合利用的节能环保工程，本发明的实施可以回收本来要排放掉的烟气余热，提高电厂的效率，达到节能降耗的目的；2)本发明回收利用150MW机组排烟的废热来制冷、制热，提高电厂的效率，减少污染，采用集中供冷、热，降低厂区、办公区、生活区及周边工厂的空调及生活用热水的运行成本，减少上述用户对电力或燃料的消耗，具有有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明实施例1的示意图。

具体实施方式

1、本发明安全性论证

1)腐蚀性问题

烟气-热回收装置的结构形式为表面式热交换器，虽然引风机前烟气经过了除尘脱硫，但烟气仍然还含有100mg/Nm3左右，因此防止烟气对热回收器的酸腐蚀是热回收装置首先要考虑的问题。

热回收装置采用特殊的防腐钢ND钢制作，并从技术参数上考虑将腐蚀减少到最低。设计烟气-热回收装置的工作温度避开烟气的露点温度，解决烟气-热回收装置的腐蚀问题，类似的装置在实际工程中使用过，并有良好的效果。

经中南院核算设计煤种的烟气露点温度为86.8℃，考虑一定的安全余量，现将烟气-热回收装置进出水温度定为95℃--106℃，在开机初期的特殊情况下，通过设置温度传感器，确保烟气-热水回收装置进水温度不低于95℃，这样烟气-热回收装置的热交换管表面温度高于烟气露点温度，烟气不会在热交换管表面结露而腐蚀换热管。

引风机后烟气的温度为152℃，为了充分回收烟气中的废热，考虑烟气在热回收装置中的温度降为47℃，既从152℃降105℃。这样的温度烟气不会结露，烟气和热水之间的平均温差也较为适宜。

2)引风机的裕量问题

由于装设烟气-热回收装置将增加烟道约400kPa的阻力，考虑到150MW机组的安全性，经核实计算机组在VWO状态下(锅炉B-MCR工况)增加的风阻将消耗引风机10％裕量。引风机满负荷运行时，没有调节的裕量；而在THA(考核)或TRL(额定)工况下引风机有很大裕量，增加的烟道阻力是不会影响排烟系统的正常运行的；考虑烟囱自生通风力，现设定热回收装置后的排烟温度为105℃(TRL工况下排烟温度不低于105℃，是不影响烟囱自生通风力)，所以也不会因为增设热回收装置降低排烟温度而增加烟道阻力，由于机组极少在汽机VWO(锅炉B-MCR)工况下运行，故认为增加烟气-热回收装置只增加引风机的功耗而不影响机组的安全运行。

安全运行要点：

烟气-热回收装置的进水温度大于或等于95℃；

排烟温度大于或等于106℃。

2、系统简介

原理：通过烟气换热器吸收利用锅炉烟道尾气的余热，加热回水母管内的水，通过热水泵打循环，经过一系列的板式换热器加热制备生活所需的热水和空调热水以及通过溴化锂制冷机制备空调所需的冷冻水。

1)烟气-热回收装置

烟气-热回收装置为若干个，分别安装在不同的烟道内。作用是吸收烟气中热量来加热热水系统中的循环水，为制冷和制热设备提供热源。烟气回收器进水温度应该控制在95～100℃，出口温度控制在100℃～106℃。当烟气换热器投入自动控制运行时，各运行烟气换热器设定的温度控制值应避免设定一致，防止多组烟气换热器同时投退引起水温波动大。

2)减温减压装置及汽-水板式换热器

作用是启动烟气回收装置前加热系统常温水到95℃，从而避免烟气回收装置发生凝露，产生酸性腐蚀。

3)补水装置

补水装置中增加了一个不锈钢定压罐，其作用是防止热水系统泄压时高温热水直接进入隔膜罐而损坏隔膜罐内的胶囊。

动作过程：先向隔膜罐进水，待储存一定水位量后若系统达到补水压力时，再启动定压泵将隔膜罐内存水补进系统，当隔膜罐水位降低至设定值时就停止定压泵运行，停止向系统补水，改为向隔膜罐进水，而此反复动作。

4)溴化锂制冷机

水在大气压力下(绝对压力0.1Mpa)100℃开始沸腾；0.2Mpa下，开始沸腾温度为120℃。反方向变化，1/10大气压下(76mmHg)46℃开始蒸发(沸腾)，在压力更低的情况下，1/100大气压时(7.6mmHg)的蒸发温度变为6.5℃。因此，在保持密闭容器高真空的情况下，可利用水的蒸发得到较低的温度。

5)系统控制电路

本系统的所有的阀、泵、传感器以及其他装置分别与系统控制电路建立电气连接。各个传感器采集信号并将信号传送给系统控制电路，系统控制电路根据预设程序控制各个开关阀的开启/关闭。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

实施例1

如图1所示，本发明所述的烟气-热回收制冷制热系统，包括热水泵100、第一烟气-热回收装置101、第一板式换热器201、一号泵101、第二板式换热器201、二号泵102、溴化锂制冷机300、三号泵103、第三板式换热器203、工厂蒸汽减温减压装置400、补水装置、生活热水用户终端502、空调热水用户终端501、空调冷冻水用户终端503和系统控制电路，所述热水泵100输入端分别与第一板式换热器201、第二板式换热器202和溴化锂制冷机300的第一交换流道的输出端连接，所述第三板式换热器203第二交换流道的输入端与热水泵100输出端连接，工厂蒸汽经减温减压装置400后进入所述第三板式换热器203第一交换流道的输入端，第三板式换热器203第一交换流道的输出端与一集水箱700连接，所述第一烟气-热回收装置101一端与第三板式换热器203第二交换流道输出端连接，另一端分别与第一板式换热器201、第二板式换热器202和溴化锂制冷机300的第一交换流道的输入端连接，所述空调热水用户终端501的一端与第一板式换热器201的第二交换流道的输出端连接，另一端与第一板式换热器201的第二交换流道的输入端连接，所述一号泵101设置在空调热水用户终端501与第一板式换热器201的第二交换流道的输出端之间，所述生活热水用户终端502的输入端与第二板式换热器202的第二交换流道的输出端连接，所述二号泵102设置在生活热水用户终端502与第一板式换热器201的第二交换流道的输出端之间，所述空调冷冻水用户终端503的一端与溴化锂制冷机300的第二交换流道的输出端连接，另一端与溴化锂制冷机300的第二交换流道的输入端连接，所述三号泵103设置在空调冷冻水用户终端503与溴化锂制冷机300的第二交换流道的输出端之间，所述补水装置输出端分别与第一板式换热器201、第二板式换热器202和溴化锂制冷机300的第二交换流道的输入端以及热水泵100输入端连接。

具体地，所述系统还包括一号阀1001、二号阀1002、三号阀1003、四号阀1004、五号阀1005、六号阀1006、七号阀1007、第一烟气-热回收装置101旁通线路、一号温度传感器2001、二号温度传感器2002，所述一号阀1001、二号阀1002分别设置在热水泵100输入端和输出端的管线上，所述三号阀1003、四号阀1004分别设置在第三板式换热器203第二交换流道的输入端与输出端管线上，所述五号阀1005、六号阀1006分别设置在第一烟气-热回收装置101的输出端与输入端的管线上，所述第一烟气-热回收装置旁通线路的一端与所述二号阀100前端的管线联通，另一端与所述五号阀1005的后端的管线连通，所述七号阀1007设置在第一烟气-热回收装置旁通线路的管线上，所述一号温度传感器设置在四号阀1004与六号阀1006之间的管线上，所述二号温度传感器2002设置在五号阀1005后端的管线上。

在本实施例中，烟气-热回收装置包括4个，依次为第一烟气-热回收装置101、第二烟气-热回收装置102、第三烟气-热回收装置103、第四烟气-热回收装置104，其设置均与第一烟气-热回收装置101相同。

进一步地，所述补水装置包括第一补水装置和第二补水装置，所述第一补水装置输出端分别与第一板式换热器201、第二板式换热器202和溴化锂制冷机300的第二交换流道的输入端连接，所述第二补水装置输出端与热水泵100输入端连接。

具体地、所述第一补水装置包括四号泵104、五号泵105、一号隔膜罐801、一号定压罐901、一号水压表3001、供水端600，所述一号隔膜罐801一端与供水端600输出端连接，另一端分别于四号泵104、五号泵105的输入端连接，所述四号泵104、五号泵105的输出端与一号定压罐901输入端连接，所述一号定压罐901输出端与热水泵100输入端连接，所述一号水压表3001设置在热水泵输入端的管线上。

具体地、所述第二补水装置包括包括六号泵106、七号泵107、二号隔膜罐802、二号定压罐902、二号水压表3002、三号水压表3003、供水端600，所述二号隔膜罐802一端与供水端600输出端连接，另一端分别与六号泵106、七号泵107的输入端连接，所述六号泵106、七号泵107的输出端与二号定压罐902输入端连接，所述二号定压罐902输出端分别与第一板式换热器201、第二板式换热器202和溴化锂制冷机300的第二交换流道的输入端，所述二号水压表3002、三号水压表3003分别设置在与第一板式换热器201、第二板式换热器202的第二交换流道的输入端管线上。

系统开始运行时，通过补水装置补水，热水泵打循环，同时第三板式换热器203接通工厂蒸汽，回水母管中的水进入第三板式换热器203中换热。

如上所述，热回收装置的进水温度应该大于或等于95℃，当一号温度传感器2001检测到进水温度小于95℃时，系统控制电路打开烟气-热回收装置旁通线路，关闭烟气-热回收装置管线。

当二号温度传感器检测到出水温度大于106℃时，开启第二烟气-热回收装置102进出水阀，第二烟气-热回收装置102出水温度大于106℃时，开启第三烟气-热回收装置103进出水阀，以此类推。但检测到烟气-热回收装置出水温度小于106℃时，分别依次关闭烟气-热回收装置进出水阀。以上操作均由系统自动控制。

当水压表3001检测到母管水压不够时，系统启动补水装置向母管补水。空调热水回水管与空调冷冻水回水管与之类似。

实施例2

本实施例与实施例1相似，不同之处在于：该系统用于制备空调热水及生活热水，不制备空调冷冻水，即该系统不包括制冷机300、空调冷冻水用户终端503及相应的管线、阀门、泵、补水管线。

实施例3

本实施例与实施例1相似，不同之处在于：该系统只用于用于制备空调冷冻水，及该系统不包括第一、第二板式换热器、空调热水用户终端501、空调冷冻水用户终端503及相应的管线、阀门、泵、补水管线。

Claims

1.一种烟气-热回收制冷制热系统，包括热水泵，烟气-热回收装置，溴化锂制冷机，第一板式换热器，第二板式换热器以及相应的管线、阀门和系统控制电路，其特征在于，所述制热系统包括生活热水制热系统与空调热水制热系统，所述制冷系统包括空调冷冻水制冷系统，

2.如权利要求1所述的烟气-热回收制冷制热系统，其特征在于，还包括工厂蒸汽减温减压装置及第三板式换热器，所述第三板式换热器第二交换流道的输入端与热水泵输出端连接，工厂蒸汽经减温减压装置后进入所述第三板式换热器第一交换流道的输入端，第三板式换热器第一交换流道的输出端与一集水箱连接。

3.一种如权利要求2所述的烟气-热回收制冷制热系统，其特征在于，所述系统还包括一号阀、二号阀、三号阀、四号阀、五号阀、六号阀、七号阀、烟气-热回收装置旁通线路、一号温度传感器、二号温度传感器，所述一号阀、二号阀分别设置在热水泵输入端和输出端的管线上，所述三号阀、四号阀分别设置在第三板式换热器第二交换流道的输入端与输出端管线上，所述五号阀、六号阀分别设置在烟气-热回收装置的输出端与输入端的管线上，所述烟气-热回收装置旁通线路的一端与所述二号阀前端的管线联通，另一端与所述五号阀的后端的管线连通，所述七号阀设置在烟气-热回收装置旁通线路的管线上，所述一号温度传感器设置在四号阀与六号阀之间的管线上，所述二号温度传感器设置在五号阀后端的管线上。

4.如权利要求3所述的烟气-热回收制冷制热系统，其特征在于，所述各个传感器以及各个开关阀分别与所述系统控制电路建立电气连接，所述系统控制电路包括PLC可编程控制电路或者单片机。

5.如权利要求1所述的烟气-热回收制冷制热系统，其特征在于，还包括补水装置，所述补水装置包括第一补水装置和第二补水装置，所述第一补水装置输出端分别与第一板式换热器、第二板式换热器和溴化锂制冷机的第二交换流道的输入端连接，所述第二补水装置输出端与热水泵输入端连接。

6.如权利要求5所述的烟气-热回收制冷制热系统，其特征在于，所述第一补水装置包括四号泵、五号泵、一号隔膜罐、一号定压罐、一号水压表、供水端，所述一号隔膜罐一端与供水端输出端连接，另一端分别于四号泵、五号泵的输入端连接，所述四号泵、五号泵的输出端与一号定压罐输入端连接，所述一号定压罐输出端与热水泵输入端连接，所述一号水压表设置在热水泵输入端的管线上。

7.如权利要求5所述的烟气-热回收制冷制热系统，其特征在于，所述第二补水装置包括包括六号泵、七号号泵、二号隔膜罐、二号定压罐、二号水压表、三号水压表、供水端，所述二号隔膜罐一端与供水端输出端连接，另一端分别与六号泵、七号泵的输入端连接，所述六号泵、七号泵的输出端与二号定压罐输入端连接，所述二号定压罐输出端分别与第一板式换热器、第二板式换热器和溴化锂制冷机的第二交换流道的输入端连接，所述二号水压表、三号水压表分别设置在与第一板式换热器、第二板式换热器的第二交换流道的输入端管线上。