CN113958992A - 一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,烟气经排烟管(301)依次进入一级换热器(310)、二级换热器(320)、三级换热器(330),加热一级余热水循环管(401)和三级余热水循环管(403)内的一级余热水、三级余热水,最终排入沼气池;一级余热水进入吸收式热泵发生器(110)降温;三级余热水进入吸收热泵蒸发器(130)降温;热网水经热网水第一回水管(511)和二级余热水循环管(402)进入二级换热器(320)升温后汇入热网;热网水还经热网水第二回水管(512)依次进入吸收式热泵吸收器(140)和吸收热泵冷凝器(120)升温后汇入热网;外界空气(200)经进气管(201)进入三级换热器第二单元(332)加热后进入烘干装置(700)。
Description
技术领域
本发明属于热能回收技术领域,具体为一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统及方法。
背景技术
生物质直燃发电系统中,燃料含水率高,烟气含湿量大,排烟热损失大,综合利用率低。烟气余热利用时通常存在温度断层,无法实现烟气能量的“梯级利用”和“吃光用尽”。
针对上述问题,结合生物质直燃发电厂实际运行情况,遵循“温度和品位对口,能量梯级利用”的原则,对烟气余热进行梯级回收研究。
针对生物质热电联供系统燃料综合利用率低、原料含水率高、排烟热损失大、负荷调节能力差等实际运行问题和国内外生物质直燃热电联产烟气余热没有分级利用等现状,本课题遵循“温度和品位对口,能量梯级利用”的原则,结合热力学、传热学和物理化学等原理知识,采用下述技术途径开展研究。
生物质直燃锅炉的最终排烟温度为145℃,烟气主要成分为CO2、N2和水蒸气。生物质燃料含水率高达30%,烟气含湿量高达16%,排烟流量高达115606Nm3/h,直接排放热损失高达7.61%,烟气余热的深度梯级利用有重要经济价值。
发明内容
本申请要解决生物质发电供热利用后形成的低品位烟气潜热回收、热泵提质以及低品位余热消纳技术问题。针对生物质热电联供系统燃料综合利用率低、含水率高、排烟热损失大等问题。提供一种生物质热电联产烟气余热回收系统,将烟气余热梯级回收与热泵提质利用一体化,部分余热回收用于烘干生物质燃料提高燃烧效率,并将提热后的低温烟气用于有机废弃物恒温发酵,大大提高了生物质热电联产烟气的回收效率。
本发明的第一目的是提供一种生物质热电联产烟气余热回收系统,其特征在于,包括吸收式热泵、余热水系统、热网水系统、烟气系统、烘干系统和沼气池;
所述烟气系统包括:排烟管和沿烟气输送方向依次设置在所述排烟管上的一级换热器、二级换热器、三级换热器第一单元以及通过排烟管支管并联在所述三级换热器第一单元两端的三级换热器第二单元,排烟管出口设置于沼气池的液面下方;
所述余热水系统包括:一级余热水循环管、二级余热水循环管;所述一级余热水循环管出口与吸收式热泵发生器入口相连,所述吸收式热泵发生器出口与一级余热水循环管入口相连,所述一级余热水循环管的一段管路设置于一级换热器内部;所述二级余热水循环管的一段管路设置于二级换热器内部;所述三级余热水循环管出口与吸收式热泵蒸发器入口相连,所述吸收式蒸发器出口与三级余热水循环管入口相连,所述三级余热水循环管的一段管路设置于三级换热器一单元内部;
所述热网水系统包括:热网水第一回水管和热网水第一供水管,所述热网水第一回水管出口与二级余热水循环管入口相连,所述二级余热水循环管出口与热网水第一供水管入口相连;还包括热网水第二回水管和热网水第二供水管,所述热网水第二回水管与吸收式热泵吸收器入口连接,吸收式热泵吸收器出口通过热网水第二回水管与吸收式热泵冷凝器入口连接,吸收式热泵冷凝器出口与热网水第二供水管连接;
所述烘干系统包括:用于将外部空气送入烘干装置的进气管,所述进气管的一段管路设置于三级换热器第二单元内部。
进一步的,还包括蒸汽系统,所述蒸汽系统包括蒸汽管,所述蒸汽管入口与生物质锅炉相连,蒸汽管出口与蒸汽轮发电机连接,蒸汽轮发电机高压蒸汽出口连接工业用汽端蒸汽轮机排气出口与排汽管相连,排汽管出口与汽水换热器相连。
进一步的,还包括热网水第三回水管和热网水第三供水管,所述热网水第三回水管出口与汽水换热器入口相连,所述汽水换热器出口与热网水第三供水管相连。
进一步的,所述吸收式热泵吸收器、吸收式热泵发生器、吸收式热泵蒸发器和吸收式热泵冷凝器为单级或多级串联结构。
进一步的,所述一级换热器、二级换热器和所述三级换热器的换热介质为烟气和水。
进一步的,所述一级换热器和二级换热器为间壁式换热器,所述三级换热器为浸没式换热器。
进一步的,所述烘干装置出口与生物质锅炉相连。
进一步的,所述吸收式热泵为蒸汽型溴化锂吸收式热泵。
本发明第二目的在于提供一种生物质热电联产烟气余热回收方法,基于上述的烟气余热回收系统实现,包括:包括:生物质锅炉排出的烟气经所述排烟管依次进入一级换热器、二级换热器、三级换热器第释放热量,加热一级余热水循环管和三级余热水循环管内的一级余热水、三级余热水,最后排入沼气池内,所述三级换热器包括相互并联的三级换热器第一单元和三级换热器第二单元;
一级余热水经一级余热水循环管进入吸收式热泵发生器降温后返回一级换热器再次被加热;三级余热水经三级余热水循环管进入吸收热泵蒸发器降温后返回三级换热器第一单元再次被加热;
热网水经热网水第一回水管和二级余热水循环管进入二级换热器加热,加热后的热网水进入热网水第一供水管;热网水还经热网水第二回水管依次进入吸收式热泵吸收器和吸收热泵冷凝器升温后汇入热网。
外界空气经进气管进入三级换热器第二单元加热,加热后的外界空气经进气管进入烘干装置烘干生物质燃料。
进一步的,还包括蒸汽轮发电机排出的低压蒸汽经排汽管进入汽水换热器释放热量;热网水还经热网水第三回水管进入汽水换热器加热后汇入热网。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
本申请生物质热电联产烟气余热回收利用系统,结合生物质烟气余热能级分布特点,构建中低温烟气余热驱动的多级、多段的热泵循环流程并采用高效的传质换热技术,能量梯级利用,更充分地回收余热热量。降低能源消耗,提升热能利用率。
本方案的创新点在于针对生物质烟气中含有大量的潜热特性,对生物质烟气采用能级分段回收利用,采用145℃高温段烟气驱动吸收式热泵,利用吸收式热泵回收60℃低温段烟气潜热,其中吸收式热可设置多个单元,每个模块单元串联运行,也可独立运行。一部分60℃低温烟气余热回收用于烘干生物质燃料,提高系统燃烧效率。经经多级降温和热泵提质后的45℃低温烟气排入沼气池液面下方,与沼气液换热,用于维持发酵温度,提高沼气池的产气效率。经沼气池换热后的烟气近环境排放温度排入大气,大大提高了烟气余热回收利用效率。
附图说明
图1本发明一种烟气余热回收利用系统的示意图;
图2为吸收式热泵示意图;
附图标记:
其中:100、吸收式热泵;200、烘干系统;300、烟气系统;400、余热水系统;500、热网水系统;600、沼气池;700、烘干装置;800、生物质锅炉;900、蒸汽系统;110、吸收式热泵发生器;120、吸收式热泵冷凝器;130、吸收式热泵蒸发器;140吸收式热泵吸收器;201、进气管;202、外界空气;301、排烟管;302、排烟管支管;310、一级换热器;320、二级换热器;330、三级换热器;331、三级换热器第一单元;332、三级换热器第二单元;401、一级余热水循环管;402、二级余热水循环管;403、三级余热水循环管;511、热网水第一回水管;521、热网水第一供水管;512、热网水第二回水管;522、热网水第二供水管;513、热网水第三回水管;523、热网水第三供水管。
具体实施方式
在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本申请进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
参见图1,本申请提供的一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,用于回收烟气的余热,提高能源使用效率。可以理解地,在本申请的其他实施例中,上述复合式热泵系统也可以用于其他场合,如工业或农业热水系统,此处不做唯一限定。
本申请实施例中,
生物质热电联产余热回利用收系统,包括吸收式热泵100、余热水系统400、热网水系统500、烟气系统300、烘干系统200和沼气池600;
所述烟气系统包括:排烟管301和沿烟气输送方向依次设置在所述排烟管301上的一级换热器310、二级换热器320、三级换热器第一单元331以及通过排烟管支管302并联在所述三级换热器第一单元331两端的三级换热器第二单元332,排烟管301出口设置于沼气池600的液面下方;
所述余热水系统包括:一级余热水循环管401、二级余热水循环管402;所述一级余热水循环管401出口与吸收式热泵发生器110入口相连,所述吸收式热泵发生器110出口与一级余热水循环管401入口相连,所述一级余热水循环管401的一段管路设置于一级换热器内部;所述二级余热水循环管402的一段管路设置于二级换热器内部;所述三级余热水循环管出口与吸收式热泵蒸发器130入口相连,所述吸收式蒸发器130出口与三级余热水循环管入口相连,所述三级余热水循环管403的一段管路设置于三级换热器一单元331内部;
所述热网水系统包括:热网水第一回水管511和热网水第一供水管521,所述热网水第一回水管511出口与二级余热水循环管402入口相连,所述二级余热水循环管402出口与热网水第一供水管511入口相连;还包括热网水第二回水管512和热网水第二供水管522,所述热网水第二回水管512与吸收式热泵吸收器140入口连接,吸收式热泵吸收器140出口通过热网水第二回水管521与吸收式热泵冷凝器(120)入口连接,吸收式热泵冷凝器120出口与热网水第二供水管522连接;
所述烘干系统包括:用于将外部空气200送入烘干装置700的进气管201,所述进气管201的一段管路设置于三级换热器第二单元332内部。
基于上述结构,实现烟气经一级换热器310、二级换热器320和三级换热器330分级换热。换热后得到的一级余热水、二级余热水和三级余热水,分别经过一级余热水循环管401、二级余热水循环管402和三级余热水循环管403进入吸收式热泵100和压缩式热泵200释放热量,将烟气按照不同温度和品位分级回收热能,能量梯级利用,经三级换热后的烟气排入沼气池600的发酵液内,用于维持发酵温度,提高沼气生成效率。另有一部分烟气余热经三级换热器第二单元332换热,用于加热进气管201内的外部空气,被加热后的外部空气进入烘干装置700,烘干生物质燃料,提高燃烧效率。
首先,利用高温段烟气余热驱动吸收式热泵发生器110,吸收式热泵机组以烟气高温热源145℃为驱动热源,溴化锂溶液为吸收剂,水为制冷剂,回收利用低温热源的热能,制取所需要的工艺或采暖用高温热水,实现从低温向高温输送热能的功能。吸收式热泵由吸收式热泵发生器110、吸收式热泵冷凝器120、吸收式热泵蒸发器130、吸收式热泵吸收器140组成。其上还设置有抽气装置、溶液泵和冷剂泵等辅助设置,抽气装置用于抽除热泵内的不凝性气体,并保持热泵内一直处于高真空状态。
参见图2,是吸收式热泵的示意图,吸收式热泵是利用高沸点物质和低沸点物质组成的工质对溶液来实现热能回收和利用。常用的有溴化锂溶液,其中溴化锂为吸收剂,其沸点高达1265℃,溴化锂是一种吸水性很强的盐类物质,不但固态的溴化锂能吸收水蒸气,浓度较高的溴化锂溶液也具有很强的吸收水蒸气的能力。溴化锂浓溶液吸收水蒸气后,浓度降低变为稀溶液,在经过加热将水分蒸发浓缩后,即可循环使用。溴化锂吸收式热泵是以溴化锂溶液为吸收剂,利用水在气液态转化的过程来达到制热目的。
参见图2,吸收式热泵1主要包括四个部分即:吸收式热泵吸发生器110、吸收式热泵冷凝器120、吸收式热泵蒸发器130和吸收式热泵吸收器140。在其工作过程中包括:
首先,在吸收式热泵发生器110内,溴化锂溶液被驱动热源供出管内的驱动热源介质加热至沸腾,使其中的水分蒸发出来,形成高温水蒸气,失去水分的溴化锂溶液浓度增加,变为溴化锂浓溶液,回流至吸收式热泵吸收器14,而高温水蒸气被输送至吸收式热泵冷凝器120中。
第二步,在吸收式热泵冷凝器120内,高温水蒸气在热网水回水管510表面遇冷凝结,释放出大量的潜热,对热网水回水管510中的水进行加热,使热网水第二回水管512内的水温升高。冷凝以后的凝结水经节流后进入吸收式热泵蒸发器13内。
第三步,在吸收式热泵蒸发器130内,为负压环境,水在吸收式热泵蒸发器130内的气化温度很低,一般5℃就可以达到饱和而蒸发,因此余热水管表面的温度足以让冷凝水蒸发,冷凝水在余热水管表面遇热气化蒸发,蒸发过程中吸收大量的热,使余热水温度降低,达到回收热量的目的。冷凝水气化后产生的水蒸气进入吸收器。
第四步,在吸收式热泵吸收器140内,从发生器回流的溴化锂浓溶液喷淋在热网水第二回水管512外表面,并在热网水回水管510外表面与来自吸收式热泵蒸发器130的水蒸气相遇,溴化锂浓溶液将水蒸气吸收,水蒸气被吸收液化的过程中在热网水第二回水管512外表面释放大量潜热,加热了热网水第二回水管512内的水,使热网回水温度升高。吸收水蒸气后的溴化锂溶液浓度降低,变为溴化锂稀溶液,溴化锂稀溶液流入吸收式热泵吸收器140底部被泵送到吸收式热泵发生器110内再次被驱动热源加热沸腾蒸出水分,水分蒸出后变为浓溶液又具有了吸收水蒸气的能力。整个系统如此循环往复运行。
在本实施例中,吸收式热泵可设置为单级结构或多级结构。单级结构便于加工制造,设置多级机构可以更充分的回收余热。为了使得烟气余热回收更充分,本实施例将吸收式热泵的各单元设置为多级结构。进步一提升系统的加热能力,可以将所述吸收式热泵发生器110、吸收式热泵冷凝器120、吸收式热泵蒸发器130和吸收式热泵吸收器140设置为多级结构。具体的,以二级结构为例进行说明。应当说明的是,在实际工况中可以根据需要设置三级、四级等更多级结构,均在本发明的保护范围内。
例如其中的一种实施例,所述吸收式热泵1可以设置两个或两个以上串联的吸收式热泵发生器110,一级余热水循环管401依次通过每个吸收式热泵发生器110,用以更彻底的吸收驱动热源的热量。同样的可以设置两个或两个以上串联的吸收式热泵冷凝器120,热网水第二回水管512依次通过每个吸收式热泵冷凝器,以使热网回水更充分的加热。同样的可以设置两个或两个以上串联的吸收式热泵蒸发器130,三级余热水循环管403依次通过每个吸收式热泵蒸发器130,使得余热水热量回收更充分。以及两个或两个以上串联的吸收式热泵吸收器140,热网水第二回水管512依次通过每个吸收式热泵吸收器140,使热网水充分加热。
例如,吸收式热泵各单元设置为二级结构,生物质锅炉800排放烟气将高温段90℃~145℃的烟气作为高温热源经第一级换热器换热310后,以换热后的余热水作为驱动热源来驱动吸收式热泵发生器110第一级和第二级,驱动完成后余热水经水泵再次进入第一级换热器310进行换热,构成一个循环回路。烟气经过第一级换热器310后温度降低,进入第二级换热器312,将中温段60℃~90℃烟气经过第二级换热器312换热释放热量,换热后的热水供给热网用户使用,用户侧降温后的热网回水再经热网水第二回水管512和二级余热水循环管402,再次进入二级换热器320进行换热。热网水经热网水第一回水管511经过二级换热器320换热后将热水加热至70℃后供给热用户。经过二级换热器320换热降温后的60℃烟气进入三级换热器330,以换热后的三级余热水作为吸收式热泵发生器第一级和第二级的热源,换热完成后的三级余热水再次进入三级换热器330进行加热,构成一个循环回路。热网水经热网水第二回水管512经过吸收式热泵吸收器第一级和第二级,然后经过吸收式热泵冷凝器第一级和第二级加进行换热后将热网水加热至70℃供给热网用户。
本申请实施例中,还考虑降低生物质燃料的含水量。由于生物质燃料和传统的化石燃料不同,其含水量往往较高,这导致生物质燃料燃烧低下,影响产热及发电效能。如何降低生物质燃料的含水量就是成为一个亟待解决的问题。如果利用电烘干设备降低生物质燃料含水量,要消耗额外的电能,使得系统成本上升。因此本申请考虑利用烟气的低温段热量来进行烘干则不需要额外消耗能源,还可以提高生物质燃料燃烧效率。
故本申请还设置了烘干系统,所述烘干系统包括:用于将外部空气200送入烘干装置700的进气管201,所述进气管201的一段管路设置于三级换热器第二单元332内部。
经过一级换热和二级换热器换热后的烟气温度在60℃左右,这一部分烟气经过三级换热器330的第一单元换热,加热三级余热水用于供给吸收式热泵吸收,140作为热源,另一部分通过排烟管支管302进入三级换热器第二单元332换热,用于加热外部空气202,加热后的外部空气202进入烘干装置700作为热源来降低生物质燃料的水分。采用这种方案有效利用了低温烟气段的余热,不需要消耗额外的电脑即可达到烘干生物质燃料的目的,进一步提高了生物质燃料的燃烧效率。
经过一级、二级和三级换热器换热后的烟气温度已经降低到45℃左右,这一部分余热已经较难提质回收,但直接排放掉也会造成热能的浪费。本申请考虑将这一部分经一级二级和三级换热后的低温烟气用于保持沼气池600的发酵温度。
故本发明实施例,将排烟管301的出口设置于沼气池600内,并且将排烟管出口设置在沼气池600的发酵液面以下,利用烟气和沼气池内的发酵液直接接触换热,以提高沼气池内的温度,提升发酵产气效率。
进一步的,本申请实施例考虑到生物质锅炉产生蒸汽带动蒸汽轮发电机发电,发电后低压蒸汽还含有大量余热,也可以被回收利用。故本申请,还包括蒸汽系统,所述蒸汽系统包括蒸汽管901,所述蒸汽管901入口与生物质锅炉相连,蒸汽管901出口与蒸汽轮发电机连接,蒸汽轮发电机910高压蒸汽出口连接工业用汽端920蒸汽轮机排气出口与排汽管902相连,排汽管出口与汽水换热器930相连。
进一步的,还包括热网水第三回水管513和热网水第三供水管523,所述热网水第三回水管出口与汽水换热器930入口相连,所述汽水换热器出口与热网水第三供水管523相连。
进一步的,所述热网水第一回水管511和热网水第二回水管512连接热网回水总管出口,所述热网水第一供水管521和热网水第二供水管522汇入热网水总管入口。如此设置的目的是将热网水分成两路,在吸收式热泵和二级换热器中分别加热,以充分利用回收的热能。由于生物质烟气余热温度在145℃左右,其对热网水的升温幅度较为有限,如果热网水直接通过二级换热器和吸收式热泵100串联加热,必然导致热网水回水经过第一组热泵后的水温升高,被加热后的热网水与后一组热泵供热单元的温差减低,从而导致在第二组热泵中的加热效率的降低。因此,本实施例优选将热网回水分成两路,分别为热网水第一回水管511和热网水第二回水管512,两路回水分别经过二级换热器和吸收式热泵加热,加热后的热网水由热网水第一供水管521和热网水第二供水管522供出,汇入热网总管,供热网用户使用。采用热网水回水管分为两支路分别与压缩式热泵和吸收热泵并联的方式连接,提高了回收热能的利用率,提升了系统热效率。
进一步,热网水还被分为第三路,包括热网水第三回水管513和热网水第三供水管523,用于将第三路热网水在汽水换热器930中加热。回收低压蒸汽中的热能,充分回收系统中的各部分余热。
本发明实施例中余热水系统的回水可以根据实际应用的工况场景,选取多种不同来源,例如,余热水回水管入口可以与余热热源连接,或余热水回水管入口可以与上一级热网的回水系统连接。
对于吸收式热泵驱动热源的选择,可以根据具体的应用环境来选择,对于工业用途,农业用途以及城市民用可以选择不同的热源,经常采用的有燃气、蒸汽或高温热水。本发明实施例采用的是生物质锅炉800。
进一步的,换热介质可以根据实际的工况需求来选择不同的介质,本发明的所述一级换热器310、二级换热器320和所述三级换热器330的换热介质为烟气和水。
进一步的,换热器的形式可以根据具体工况来选择,换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。间壁式换热器的特点是冷,热两流体被一层固体壁面(管或板)隔开,不相混合,通过间壁进行热交换。本发明的所述一级换热器310和二级换热器320为间壁式换热器。
进一步的,由于三级换热器330内的烟气温度较低,为了提高换热效果。将所述三级换热器第一单元设置为浸没式换热器。沉浸式换热器,是将一定方式编排的管子所形成的管束,置于槽等不同型式的容器中构成。在每一管子的周围要保留合适的空间,以保证管子表面能有效地进行热交换。
进一步的,对吸收式热泵1的种类主要有两种,一种是氨水吸收式热泵,一种是溴化锂吸收式热泵。氨机组蒸发温度可达到-60的,用于冷库,速冻较多。并且氨气有毒。跟空气混合达到一定浓度遇到明火容易爆炸,因为有危险,所以一般没有全自动化设备所以不能实现自动运行,需要人工操作。
而溴化锂机组是用水作为制冷剂,蒸发温度在0度以上,出水在5度以上,可利用低压蒸汽或余热水对废气、废热、太阳能和低温热能的回收利用有很好效果。更适合回收利用低温热源(如废热水)的热能,制取所需要的工艺或采暖用高温热媒(热水),实现从低温向高温输送热能的设备,并且溴化锂,无毒,绿色无污染。因此,本发明实施例中,优选吸收式热泵为蒸汽型溴化锂吸收式热泵。
本发明第二目的是提供一种生物质热电联产烟气余热回收利用方法,基上所述的烟气余热回收利用系统实现,包括:生物质锅炉800排出的烟气经所述排烟管301依次进入一级换热器310、二级换热器320)、三级换热器第330释放热量,加热一级余热水循环管401和三级余热水循环管403内的一级余热水、三级余热水,最后排入沼气池内,所述三级换热器包括相互并联的三级换热器第一单元331和三级换热器第二单元332;
一级余热水经一级余热水循环管401进入吸收式热泵发生器110降温后返回一级换热器310再次被加热;三级余热水经三级余热水循环管403进入吸收热泵蒸发器130降温后返回三级换热器第一单元331再次被加热;
热网水经热网水第一回水管511和二级余热水循环管402进入二级换热器320加热,加热后的热网水进入热网水第一供水管521;热网水还经热网水第二回水管512依次进入吸收式热泵吸收器140和吸收热泵冷凝器120升温后汇入热网。
外界空气200经进气管201进入三级换热器第二单元332加热,加热后的外界空气200经进气管201进入烘干装置700烘干生物质燃料。
进一步的,还包括蒸汽轮发电机排出的低压蒸汽,经排汽管902进入汽水换热器930释放热量;热网水还经热网水第三回水管513进入汽水换热器930加热后汇入热网。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种生物质热电联产余热回利用收系统,其特征在于,包括吸收式热泵(100)、余热水系统(400)、热网水系统(500)、烟气系统(300)、烘干系统(200)和沼气池(600);
所述烟气系统包括:排烟管(301)和沿烟气输送方向依次设置在所述排烟管(301)上的一级换热器(310)、二级换热器(320)、三级换热器第一单元(331)以及通过排烟管支管(302)并联在所述三级换热器第一单元(331)两端的三级换热器第二单元(332),排烟管(301)出口设置于沼气池(600)的液面下方;
所述余热水系统包括:一级余热水循环管(401)、二级余热水循环管(402);所述一级余热水循环管(401)出口与吸收式热泵发生器(110)入口相连,所述吸收式热泵发生器(110)出口与一级余热水循环管(401)入口相连,所述一级余热水循环管(401)的一段管路设置于一级换热器内部;所述二级余热水循环管(402)的一段管路设置于二级换热器内部;所述三级余热水循环管出口与吸收式热泵蒸发器(130)入口相连,所述吸收式蒸发器(130)出口与三级余热水循环管入口相连,所述三级余热水循环管(403)的一段管路设置于三级换热器一单元(331)内部;
所述热网水系统包括:热网水第一回水管(511)和热网水第一供水管(521),所述热网水第一回水管(511)出口与二级余热水循环管(402)入口相连,所述二级余热水循环管(402)出口与热网水第一供水管(511)入口相连;还包括热网水第二回水管(512)和热网水第二供水管(522),所述热网水第二回水管(512)与吸收式热泵吸收器(140)入口连接,吸收式热泵吸收器(140)出口通过热网水第二回水管(521)与吸收式热泵冷凝器(120)入口连接,吸收式热泵冷凝器(120)出口与热网水第二供水管(522)连接;
所述烘干系统包括:用于将外部空气(200)送入烘干装置(700)的进气管(201),所述进气管(201)的一段管路设置于三级换热器第二单元(332)内部。
2.根据权利要求1所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,还包括蒸汽系统,所述蒸汽系统包括蒸汽管(901),所述蒸汽管(901)入口与生物质锅炉(800)相连,蒸汽管(901)出口与蒸汽轮发电机(910)连接,蒸汽轮发电机高压蒸汽出口连接工业用汽端(920)蒸汽轮机排气出口与排汽管(902)相连,排汽管(902)出口与汽水换热器(930)相连。
3.根据权利要求2所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,还包括热网水第三回水管(513)和热网水第三供水管(523),所述热网水第三回水管(513)出口与汽水换热器(930)入口相连,所述汽水换热器(930)出口与热网水第三供水管(523)相连。
4.根据权利要求1所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,所述吸收式热泵吸收器(140)、吸收式热泵发生器(110)、吸收式热泵蒸发器(130)和吸收式热泵冷凝器(120)为单级或多级串联结构。
5.根据权利要求1所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,所述一级换热器(311)、二级换热器(312)和所述三级换热器(313)的换热介质为烟气和水。
6.根据权利要求1所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,所述一级换热器(310)和二级换热器(320)为间壁式换热器,所述三级换热器第一单元(331)为浸没式换热器,三级换热器第二单元(332)为间壁式换热器。
7.根据权利要求1所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,所述烘干装置(700)出口与生物质锅炉(800)相连。
8.根据权利要求1所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用系统,其特征在于,所述吸收式热泵(100)为蒸汽型溴化锂吸收式热泵。
9.一种生物质热电联产烟气余热回收利用方法,基于权利要求1所述的烟气余热回收系统实现,其特征在于,包括:生物质锅炉(800)排出的烟气经所述排烟管(301)依次进入一级换热器(310)、二级换热器(320)、三级换热器第(330)释放热量,加热一级余热水循环管(401)和三级余热水循环管(403)内的一级余热水、三级余热水,最后排入沼气池内,所述三级换热器包括相互并联的三级换热器第一单元(331)和三级换热器第二单元(332);
一级余热水经一级余热水循环管(401)进入吸收式热泵发生器(110)降温后返回一级换热器(310)再次被加热;三级余热水经三级余热水循环管(403)进入吸收热泵蒸发器(130)降温后返回三级换热器第一单元(331)再次被加热;
热网水经热网水第一回水管(511)和二级余热水循环管(402)进入二级换热器(320)加热,加热后的热网水进入热网水第一供水管(521);热网水还经热网水第二回水管(512)依次进入吸收式热泵吸收器(140)和吸收热泵冷凝器(120)升温后汇入热网。
外界空气(200)经进气管(201)进入三级换热器第二单元(332)加热,加热后的外界空气(200)经进气管(201)进入烘干装置(700)烘干生物质燃料。
10.根据权利要求9所述一种生物质热电联产烟气余热回收利用方法,其特征在于,还包括蒸汽轮发电机排出的低压蒸汽,经排汽管(902)进入汽水换热器(930)释放热量;热网水还经热网水第三回水管(513)进入汽水换热器(930)加热后汇入热网。
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