CN109631390B - 一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统 - Google Patents

一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统 Download PDF

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Abstract

一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，包括发生器和吸收器，出燃气锅炉的锅炉烟气分为两路，一路作为发生器的热源，另一路进入换热器一和部分制冷剂蒸汽进行换热，出发生器的降温后烟气和出换热器一的降温后烟气混合进入换热器二加热热网回水，出换热器二的降温后烟气进入蒸发器，释放热量后排入大气。本发明在实现全回水加热的同时，实现了烟气水蒸气的高效冷凝。在高温回水情况下也能够实现烟气余热的深度回收，大量回收冷凝热，本发明发生器仅以锅炉烟气作为发生器热源，即可将排烟温度降到30℃以下，发生器内溶液最高温度相比于常规溴化锂吸收式系统温度更低，发生温度更低，从而充分利用烟气中热量，深度回收烟气余热。

Description

一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收 系统
技术领域
本发明属于新型热泵及余热回收技术领域，涉及一种吸收式热泵系统，特别涉及一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统。
背景技术
锅炉的排烟中含有大量的余热和水蒸气，普通回收方式，如烟气预热空气或回水，由于排入大气的烟气温度高达60～70℃，只有烟气的部分显热被回收，大量汽化潜热被浪费掉。在集中供暖系统中，采用吸收式热泵系统回收烟气余热，但过高的回水温度，导致发生器内溶液最高温度过高，使用热水作为发生器热源不足以支持系统的运行；使用天然气作为发生器的热源，耗气量大而且也会产生排烟热损失；使用烟气作为发生器的热源回收烟气余热，排烟温度高达60℃以上，不能实现烟气余热的深度回收利用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，解决锅炉全回水时回水温度过高所产生的上述问题，本发明的目的在于提供一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，在集中供暖系统高回水温度下回收锅炉烟气余热，将排烟温度降到30℃以下，深度回收烟气余热，大量回收冷凝热。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，包括发生器2和吸收器3，发生器2仅以出燃气锅炉1的锅炉烟气14作为热源，出吸收器3的溴化锂稀溶液17在发生器2中加热成溴化锂浓溶液18，并返回吸收器3。
所述出燃气锅炉1的锅炉烟气14分为两路，一路作为发生器2的热源，另一路进入换热器一8和部分制冷剂蒸汽16进行换热，出发生器2的降温后烟气和出换热器一8的降温后烟气混合进入换热器二6加热热网回水15，出换热器二6的降温后烟气进入蒸发器5，释放热量后排入大气。
所述发生器2和吸收器3内的压力与蒸发器5内蒸发压力维持一致，以保证发生器2的溶液最高温度较低。
所述热网回水15被换热器二6加热后进入吸收器3，在吸收器3中二次加热后进入冷凝器4，在冷凝器4中三次加热后回到燃气锅炉1加热。
所述蒸发器5中的制冷剂液体吸收烟气热量后蒸发成制冷剂蒸汽16，出蒸发器5的制冷剂蒸汽16分成两部分，一部分进入吸收器3，被浓溴化锂溶液18吸收，释放的吸收热加热热网回水15，另一部分进入换热器一8和部分烟气进行换热。
在换热器一8中换热后的制冷剂蒸汽16与在发生器2中稀溴化锂溶液17浓缩产生的制冷剂冷剂蒸汽混合经气体压缩机12压缩后进入冷凝器4，释放的冷凝热加热热网回水15。
所述蒸发器5出口安装集水器7，收集冷凝水。
所述集水器7通过凝结水泵10与水净化器9连接，对凝结水进行净化，净化后的冷凝水作为锅炉房一次水补水或热网补水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本系统与传统吸收式热泵系统相比，发生温度更低，利用烟气作为发生器的热源可以充分利用烟气中热量。
(2)本系统仅使用烟气作为发生器的热源不需要附加热源，可以将排烟温度降到30℃以下，深度回收烟气余热。
(3)使用集水器回收烟气中的大量凝结水作为一次网补水，对回收凝结水具有显著效果。
(4)以装机容量为7MW某工程为例，新型吸收式热泵系统每小时可回收烟气余热5187.8MJ，一个采暖季可节约43.2万m3天然气，提高锅炉效率16％，节约天然气费用约为99.36万元，回收冷凝水量为3987.1m3。从环保角度看，每年能减排227吨CO2。
附图说明
图1是本发明结构框图。
其中：1为燃气锅炉；2为发生器；3为吸收器；4为冷凝器；5为蒸发器；6为换热器二；7为集水器；8为换热器一；9为水净化器；10为凝结水泵；11为膨胀阀；12为气体压缩机；13为热网供水；14为锅炉烟气；15为热网回水；16为制冷剂蒸汽；17为稀溴化锂溶液；18为浓溴化锂溶液。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，包括发生器2、吸收器3、冷凝器4、蒸发器5、换热器二6、集水器7、换热器一8、水净化器9、凝结水泵10、膨胀阀11、气体压缩机12等。
出燃气锅炉1的锅炉烟气14分成两部分，一部分进入发生器2作为发生器2的热源，将发生器2中溴化锂稀溶液17加热成溴化锂浓溶液18，发生器2仅以该部分锅炉烟气14作为热源，使得发生器2中溴化锂稀溶液17的最高温度较低(基于7WM的锅炉，70℃回水，可由现有技术的140℃降低至84.83℃)。溴化锂浓溶液18返回吸收器3，在吸收器3中被冷凝水稀释成溴化锂稀溶液17送回发生器2。
出燃气锅炉1的锅炉烟气14的另一部分进入换热器一8和部分制冷剂蒸汽16进行换热，出发生器2的降温后烟气和出换热器一8的降温后烟气混合进入换热器二6加热热网回水15，出换热器二6的降温后烟气进入蒸发器5，释放热量后排入大气。其中，发生器2和吸收器3内的压力与蒸发器5内蒸发压力维持一致，以保证发生器2的溶液最高温度较低。
热网回水15被换热器二6加热后进入吸收器3，蒸发器5中的制冷剂液体吸收这部分烟气热量后蒸发成制冷剂蒸汽16，出蒸发器5的制冷剂蒸汽16分成两部分，一部分进入吸收器3，被浓溴化锂溶液18吸收，释放的吸收热二次加热热网回水15，二次加热后进入冷凝器4，冷凝器4的一部分冷凝水送至蒸发器5，并在管路上设置有膨胀阀11。
出蒸发器5的另一部分制冷剂蒸汽16进入换热器一8和部分锅炉烟气14进行换热。在换热器一8中换热后的制冷剂蒸汽16与在发生器2中稀溴化锂溶液17浓缩产生的制冷剂冷剂蒸汽混合经气体压缩机12压缩后进入冷凝器4，释放的冷凝热三次加热热网回水15，之后热网回水15回到燃气锅炉1加热，加热后可作为热网供水13使用。
蒸发器5出口安装集水器7，收集烟气中的冷凝水，集水器7通过凝结水泵10与水净化器9连接，对凝结水进行净化，净化后的冷凝水作为锅炉房一次水补水或热网补水。
本发明在实现全回水加热的同时，实现了烟气水蒸气的高效冷凝。在高温回水情况下也能够实现烟气余热的深度回收，大量回收冷凝热，本发明发生器仅以锅炉烟气作为发生器热源，即可将排烟温度降到30℃以下，发生器内溶液最高温度相比于常规溴化锂吸收式系统温度更低，发生温度更低，从而充分利用烟气中热量，深度回收烟气余热。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (9)

1.一种实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，包括发生器(2)和吸收器(3)，其特征在于，发生器(2)仅以出燃气锅炉(1)的锅炉烟气(14)作为热源，出吸收器(3)的溴化锂稀溶液(17)在发生器(2)中加热成溴化锂浓溶液(18)，并返回吸收器(3)。
2.根据权利要求1所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述出燃气锅炉(1)的锅炉烟气(14)分为两路，一路作为发生器(2)的热源，另一路进入换热器一(8)和部分制冷剂蒸汽(16)进行换热，出发生器(2)的降温后烟气和出换热器一(8)的降温后烟气混合进入换热器二(6)加热热网回水(15)，出换热器二(6)的降温后烟气进入蒸发器(5)，释放热量后排入大气。
3.根据权利要求2所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述发生器(2)和吸收器(3)内的压力与蒸发器(5)内蒸发压力维持一致，以保证发生器(2)溶液最高温度较低。
4.根据权利要求2所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述热网回水(15)被换热器二(6)加热后进入吸收器(3)，在吸收器(3)中二次加热后进入冷凝器(4)，在冷凝器(4)中三次加热后回到燃气锅炉(1)加热。
5.根据权利要求2所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述蒸发器(5)中的制冷剂液体吸收烟气热量后蒸发成制冷剂蒸汽(16)，出蒸发器(5)的制冷剂蒸汽(16)分成两部分，一部分进入吸收器(3)，被浓溴化锂溶液(18)吸收，释放的吸收热加热热网回水(15)，另一部分进入换热器一(8)和部分烟气进行换热。
6.根据权利要求2或5所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，在换热器一(8)中换热后的制冷剂蒸汽(16)与在发生器(2)中稀溴化锂溶液(17)浓缩产生的制冷剂冷剂蒸汽混合经气体压缩机(12)压缩后进入冷凝器(4)，释放的冷凝热加热热网回水(15)。
7.根据权利要求2或5所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述蒸发器(5)出口安装集水器(7)，收集冷凝水。
8.根据权利要求7所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述集水器(7)通过凝结水泵(10)与水净化器(9)连接，对凝结水进行净化。
9.根据权利要求8所述实现锅炉全回水加热的吸收式热泵烟气余热深度回收系统，其特征在于，净化后的冷凝水作为锅炉房一次水补水或热网补水。
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