CN109974062A - 一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统 - Google Patents

一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，属于热电厂锅炉烟气余热回收与利用技术领域。系统由烟道、余热回收塔、吸收式热泵、换热器等组成，烟气在逆流式喷淋塔内与低温喷淋水进行直接接触式换热，温度升高后的喷淋循环水通过两级板式换热器将热量传给吸收式热泵的冷端，在驱动热源的驱动下，热泵从冷端回收的热量用来加热热端的一次网回水，热网回收在加热至所需要的温度后被送回热网。与现有技术相比较，本系统采用吸收式热泵结合换热器回收烟气余热，烟气排放温度可降至20‑30℃，此时烟气中的显热和潜热都得到了充分的利用，余热回收率非常高，提升了系统的效率，同时具有良好的经济性、高效性和环保性。

Description

一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统
技术领域
本发明属于热电厂锅炉烟气余热回收与利用技术领域，特别涉及采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统。
背景技术
近几年国家对节能减排的工作非常重视。如何提高锅炉热效率，充分利用锅炉烟气的余热已经成为研究的热点之一。目前大部分燃煤热电厂采用低温省煤器余热回收利用技术，只能回收烟气余热的20％左右，烟气中很大部分的显热和潜热未得到充分利用。
为了对烟气余热进行回收再利用，若利用烟气余热回收塔对低温烟气喷淋冷凝，让烟气和喷淋水直接接触进行热交换，将锅炉排烟温度降低至露点温度及以下，烟气中的水蒸汽凝结放热，便可回收烟气中的大量潜热量，然后再通过吸收式热泵降低吸收循环喷淋液温度提取烟气余热，从而用来加热热网用水，这样一来烟气的显热和潜热量都得到了回收。采用吸收式热泵可提升系统的效率，提升余热回收率。考虑到回收塔循环水仍呈酸性，吸收式热泵与塔直接连接的场合极少，因此系统连接形式通过换热器间接连接。
发明内容
本发明的目的是为了将锅炉排烟温度降至更低，深度回收烟气中的余热，提供了一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，该系统能显著提高锅炉热效率。
本发明的技术方案：
一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，包括锅炉1、除尘器2、余热回收塔3、烟囱4、NaOH溶液罐6、碱液输送泵8、余热回收塔入口阀门K1、旁通管阀门K2、余热回收塔循环水泵11、第一板式换热器16、吸收式热泵18、第一板式换热器19和第三板式换热器23；
所述的锅炉1烟气出口端通过烟气管道与除尘器2烟气进口端相连接，除尘器2烟气出口端通过烟气管道经余热回收塔入口阀门K1控制与余热回收塔3的烟气进口相连，除尘器2内经过除尘后的烟气进入余热回收塔3内，实现烟气余热回收的同时进行脱硫处理，有效降低烟气中的二氧化硫的含量；除尘器2烟气出口端的烟气管道通过烟气旁通管道经旁通管阀门K2控制与进入烟囱4的管道相连；旁通管阀门K2用于余热回收塔3出现故障或维修时开启，将从除尘器2出来的烟气直接送入烟囱4排放到大气中；余热回收塔3的烟气出口通过烟气管道与烟囱4烟气入口处相连；
所述的余热回收塔3塔底为浆液循环池，在余热回收塔3的烟气入口和烟气出口之间的通道自下而上水平方向分别设置有填料层、浆液喷淋层和除雾装置；塔内烟气和喷淋水按照竖直逆流形式实现热质交换；NaOH溶液罐6通过碱液输送泵8与余热回收塔3内的浆液循环池相连通，烟气析出的冷凝水一部分用作喷淋循环水，另一部分用作冷凝水回收处理；余热回收塔3底部设有冷凝水出口，冷凝水出口通过管路经余热回收塔循环水泵11，再经过第一板式换热器16和/或第二板式换热器19换热后，冷却后的冷凝水分为两路，一路直接进入至余热回收塔3内的浆液喷淋层作为喷淋循环水实现循环喷淋，另一路直接作为冷凝水需要进一步处理或再经过第三板式换热器23换热后作为冷凝水需要进一步处理；厂用热水经过第三板式换热器23后被冷却；
第一板式换热器16、第二板式换热器19和/或第三板式换热器23三者需定期检修，通过设置多个阀门，实现检修时无需经过第一板式换热器16、第二板式换热器19和/或第三板式换热器23，系统自行循环运行；
集中供热回水通过第一板式换热器16换热后，进入吸收式热泵18；吸收式热泵18内有蒸发器、发生器、冷凝器、吸收器及驱动热源入口，驱动热源入口与发生器连接；蒸发器入口管路和出口管路与第二板式换热器19相连，进一步吸收冷凝水的热量，从而达到加强换热的效果；集中供热回水经过板式换热器换、吸收式热泵18加热后，吸收式热泵18出口与热网加热器的热水侧进口连接，热网加热器的热水侧出口再与热网供水管相连，一热网回水经过第一板式换热器16、吸收式热泵18和热网加热器后进一步提升温度，达到运行要求后送至热网。
所述的吸收式热泵18以溴化锂为吸收剂，水为制冷剂，驱动热源为热电厂内汽轮机抽汽。
所述的余热回收塔3材质采用不锈钢，入口处采用不锈钢接头，喷嘴采用碳化硅或不锈钢。
本发明的有益效果：
1.与现有技术相比较，本系统采用吸收式热泵结合换热器回收烟气余热，烟气排放温度可降至20-30℃，此时烟气中的显热和潜热都得到了充分的利用，余热回收率非常高，提升了系统的效率。
2.系统能耗较低。吸收式热泵驱动热源为高温蒸汽，仅需要较少的电能驱动水泵，较传统热泵极大降低了能耗。
3.本发明采用吸收式热泵和两级换热器烟气余热深度回收系统，烟气通过余热回收塔和吸收式热泵、两级换热器，逐级回收烟气余热，实现了烟气余热的梯级利用；
4.在吸收式热泵和吸收塔循环水之间采用板式换热器间接连接，防止了烟气含有的污染物和颗粒物直接进入到吸收式热泵中，降低其性能和寿命。
5.整套系统极大程度上利用了烟气中的热能，实现了节能、经济和环保的有机结合。
附图说明
图1是采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统的系统图。
图中：1锅炉；2除尘器；3余热回收塔；4烟囱；5第一阀门；6NaOH溶液罐；7第二阀门；8碱液输送泵；9第三阀门；10第四阀门；11余热回收塔循环水泵；12第五阀门；13第六阀门；14第七阀门；15第八阀门；16第一板式换热器；17第九阀门；18吸收式热泵；19第二板式换热器；20第十阀门；21第十一阀门；22第十二阀门；23第三板式换热器；24第十三阀门；25第十四阀门；K1余热回收塔入口阀门；K2旁通管阀门。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
图1所述系统中，一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，包括锅炉1、除尘器2、余热回收塔3、烟囱4、NaOH溶液罐6、碱液输送泵8、余热回收塔入口阀门K1、旁通管阀门K2、余热回收塔循环水泵11、板式换热器16、吸收式热泵18、板式换热器19、板式换热器23。
余热回收塔3内在烟气出口处设置轴流风机，以客服塔内气流阻力，利于烟气的排出。同时在轴流风机及浆液喷淋层之间设置除雾器。
余热回收塔3设置溢流管，溢流出的水作工艺补水用。
吸收式热泵18以溴化锂为吸收剂，水为制冷剂，驱动热源为热电厂内汽轮机抽汽。
锅炉1烟气出口端通过烟气管道与除尘器2进口相连接，所述除尘器2烟气出口端通过烟气管道经过阀门K1与余热回收塔3的烟气进口相连。另外除尘器2出来的烟气管道通过烟气旁通管道经过阀门K2与进入烟囱4的管道相连，所述余热回收塔3的烟气出口通过烟气管道与烟囱4烟气入口处相连。其中烟气旁通管道阀门K2用于余热回收塔3出现故障或者维修时开启，将从除尘器2出来的烟气直接送入烟囱4排放到大气中。
除尘器2的出口处设置余热回收塔3，余热回收塔3的底部开设一个烟气入口，余热回收塔3内设置喷淋层，在烟气入口与浆液喷淋层之间设有烟气均流装置，同时在余热回收塔3的上方开设一个烟气的出口。
余热回收塔3筒体底部设置有浆液循环池，整个筒体的下部和上部设置有烟气的入口和出口，烟气入口和出口通道之间自下而上水平方向分别设置有填料层、浆液喷淋和除雾装置。
余热回收塔3上部设置喷淋循环水入口，下部设置喷淋循环水出口，在出口处与板式换热器的热媒进口相连接。
余热回收塔3材质采用不锈钢，入口处采用不锈钢接头，喷嘴采用碳化硅或不锈钢(空心锥)。
吸收式热泵内有蒸发器、发生器、冷凝器、吸收器及驱动热源入口。蒸发器入口处连接第二板式换热器19，蒸发器出口与所述第二板式换热器19相连；驱动热源入口与发生器连接；冷凝器入口与吸收器出口相连，冷凝器出口与一次网供水管相连；吸收器入口与一次网回水管相连。
吸收式热泵18出口与热网加热器的热水侧进口连接，热网加热器的热水侧出口再与一次网供水管相连，一次网回水经过第一板式换热器16、吸收式热泵18和热网加热器后进一步提升温度。
由上述说明，本系统具体实施步骤为：1.进行基本的设备检查，特别检查热泵的制冷剂和吸收剂是否足够、换热器是否有堵塞、管道是否存在跑冒滴漏等现象。2.启动吸收式热泵，引入驱动热源(蒸汽)。3.开启余热回收塔循环水泵，喷淋水在板式换热器和余热回收塔之间形成循环。4.把烟气引入至余热回收塔，烟气余热回收过程开始。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述的采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统包括锅炉(1)、除尘器(2)、余热回收塔(3)、烟囱(4)、NaOH溶液罐(6)、碱液输送泵(8)、余热回收塔入口阀门(K1)、旁通管阀门(K2)、余热回收塔循环水泵(11)、第一板式换热器(16)、吸收式热泵(18)、第二板式换热器(19)和第三板式换热器(23)；
所述的锅炉(1)烟气出口端通过烟气管道与除尘器(2)烟气进口端相连接，除尘器(2)烟气出口端通过烟气管道经余热回收塔入口阀门(K1)控制与余热回收塔(3)的烟气进口相连，除尘器(2)内经过除尘后的烟气进入余热回收塔(3)内，实现烟气余热回收的同时进行脱硫处理，有效降低烟气中的二氧化硫的含量；除尘器(2)烟气出口端的烟气管道通过烟气旁通管道经旁通管阀门(K2)控制与进入烟囱(4)的管道相连；旁通管阀门(K2)用于余热回收塔(3)出现故障或维修时开启，将从除尘器(2)出来的烟气直接送入烟囱(4)排放到大气中；余热回收塔(3)的烟气出口通过烟气管道与烟囱(4)烟气入口处相连；
所述的余热回收塔(3)塔底为浆液循环池，在余热回收塔(3)的烟气入口和烟气出口之间的通道自下而上水平方向分别设置有填料层、浆液喷淋层和除雾装置；塔内烟气和喷淋水按照竖直逆流形式实现热质交换；NaOH溶液罐(6)通过碱液输送泵(8)与余热回收塔(3)内的浆液循环池相连通，烟气析出的冷凝水一部分用作喷淋循环水，另一部分用作冷凝水回收处理；余热回收塔(3)底部设有冷凝水出口，冷凝水出口通过管路经余热回收塔循环水泵(11)，再经过第一板式换热器(16)和/或第二板式换热器(19)换热后，冷却后的冷凝水分为两路，一路直接进入至余热回收塔(3)内的浆液喷淋层作为喷淋循环水实现循环喷淋，另一路直接作为冷凝水需要进一步处理或再经过第三板式换热器(23)换热后作为冷凝水需要进一步处理；厂用热水经过第三板式换热器(23)后被冷却；
集中供热回水通过第一板式换热器(16)换热后，进入吸收式热泵(18)；吸收式热泵(18)内有蒸发器、发生器、冷凝器、吸收器及驱动热源入口，驱动热源入口与发生器连接；蒸发器入口管路和出口管路与第二板式换热器(19)相连，进一步吸收冷凝水的热量，从而达到加强换热的效果；集中供热回水经过板式换热器换、吸收式热泵(18)加热后，吸收式热泵(18)出口与热网加热器的热水侧进口连接，热网加热器的热水侧出口再与热网供水管相连，一热网回水经过第一板式换热器(16)、吸收式热泵(18)和热网加热器后进一步提升温度，达到运行要求后送至热网。
2.根据权利要求1所述的采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述的第一板式换热器(16)、第二板式换热器(19)和/或第三板式换热器(23)三者需定期检修，通过设置多个阀门，实现检修时无需经过第一板式换热器(16)、第二板式换热器(19)和/或第三板式换热器(23)，系统自行循环运行。
3.根据权利要求1或2所述的采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述的吸收式热泵(18)以溴化锂为吸收剂，水为制冷剂，驱动热源为热电厂内汽轮机抽汽。
4.根据权利要求1或2所述的采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述的余热回收塔(3)材质采用不锈钢，入口处采用不锈钢接头，喷嘴采用碳化硅或不锈钢。
5.根据权利要求3所述的采用吸收式热泵和两级换热器的烟气余热深度回收系统，其特征在于，所述的余热回收塔(3)材质采用不锈钢，入口处采用不锈钢接头，喷嘴采用碳化硅或不锈钢。
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