CN115900383A - 适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统及回收方法 - Google Patents

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CN115900383A CN202211360585.9A CN202211360585A CN115900383A CN 115900383 A CN115900383 A CN 115900383A CN 202211360585 A CN202211360585 A CN 202211360585A CN 115900383 A CN115900383 A CN 115900383A
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张涛
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杜立哲
席长宁
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Abstract

适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统及回收方法。都未对烟气潜热,60℃以下的热量进行利用,因此如何将这部分热量进行利用,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。本发明组成包括:天然气锅炉(1)、热泵系统(2)、填料塔(3)和烟囱(4);所述的天然气锅炉排出的烟气进入到所述的填料塔内换热;所述的填料塔的排水口与所述的热泵系统的蒸发器入口连通,用于将于烟气换热后的水进入热泵系统进行换热;所述的热泵系统的蒸发器出口与所述的填料塔的喷淋水入口连通。本发明用于天然气锅炉烟气余热深度回收。

Description

适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统及回收方法
技术领域:
本发明属于深度节能领域,涉及一种适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统及方法。
背景技术:
为应对全球气候变化,必须大力推进火电机组节能减排发展。节能减排直接影响着火电厂的效益。而锅炉排烟热损失作为锅炉热损失中最大的一项,达到锅炉总热损失的70%~80%,由于设计、运行调整、燃用煤种变更等多种原因,致使锅炉实际排烟温度偏离锅炉设计值,而通常锅炉的排烟温度为60~100℃,若排烟潜热能够被回收利用,将排烟温度进一步降低(如到25℃),系统节能效率大大可以提高。因此,减少锅炉排烟潜热损失对机组的节能减排有重要的意义。结合目前电厂改造方案,烟气余热利用的方向可分为预热助燃空气,预热并干燥燃料、加热凝结水、加热热网水、采暖制冷等。但都未对烟气潜热(如60℃以下的热量)进行利用,因此如何将这部分热量进行利用,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容:
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统及方法,该系统及方法能够对烟气潜热进行利用,满足锅炉深度节能的要求。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其组成包括天然气锅炉、热泵系统、填料塔和烟囱;
所述的天然气锅炉排出的烟气进入到所述的填料塔内换热;
所述的填料塔的排水口与所述的热泵系统的蒸发器入口连通,用于将于烟气换热后的水进入热泵系统进行换热;
所述的热泵系统的蒸发器出口与所述的填料塔的喷淋水入口连通。
所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,所述的填料塔包括外壳、冷凝波纹板和喷淋管,所述的外壳的上端具有低温烟气出口,外壳的下端具有高温烟气进口和填料塔排水口,所述的外壳内固定有多块冷凝波纹板使其形成烟气冷凝通道。
所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,所述的天然气锅炉连接主供水系统和主回水系统,主回水系统分两路,一路回水连接热泵系统的冷凝器入口,冷凝器出口与主回水系统连接,另一路直接进入天然气锅炉内。
所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,所述外壳的周向均匀布设有多根喷淋管并与所述的外壳的上部连接。
所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,所述的高温烟气进口位于填料塔排水口的上方。
一种适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统的回收方法,该方法包括如下步骤:烟气热量回收包括热泵系统产生的高温烟气与天然气锅炉产生的高温烟气,两种高温烟气从烟气进口流入填料塔内,烟气沿填料塔中心区域从下向上流动,烟气流经冷凝波纹板进行换热,烟气与喷淋液充分混合换热后,烟气温度降低并析出水分烟气中的水分,析出流入填料塔排水口;然后低温烟气从塔顶烟气出口排出;
从填料塔排水口出来的水进入热泵系统蒸发器入口,进入热泵系统进行换热,经热泵系统换热后的水从蒸发器出口出来,送入到喷淋系统进行循环;
热泵系统中的介质吸收从排水口输入的热量进行循环做功。
有益效果:
1.本发明的高温烟气在冷凝波纹板中充分扩散流动,烟气与喷淋系统喷淋的冷却水进行充分地换热,使得烟气的潜热释放并回收,从填料塔底部排出,进入热泵系统蒸发器系统,入口水温约27~30℃,经过热泵系统吸收低温热量,蒸发器出口水温与10~15℃,热泵系统充分利用该部分热量,将热量转移到热网回水中,提高锅炉回水温度,降低天然气消耗量。
2.本发明热泵系统中的介质吸收从蒸发器输入的水的热量进行循环做功,从而实现了低温烟气潜热回收综合利用。
3.本发明的低温烟气潜热回收系统能够减少污染物排放,减少碳排放,整体经济效益较高;回收的水侧热量送入到热泵中继续换热,利用热泵回收水侧低温侧热量,大大提高了回收热,具有良好得经济效益。
附图说明:
附图1为本发明的整体结构示意图。
附图2为本发明填料塔的结构示意图;
附图3为本发明填料塔的纵剖示意图;
图中:1、天然气锅炉;2、热泵系统;3、填料塔;4、烟囱;5、主供水系统;6、主回水系统;7、高温烟气进口;8、冷凝波纹板;9、喷淋管;10、低温烟气出口;11、排水口;12、天然气;13、蒸发器入口;14、蒸发器出口;15、冷凝器入口;16、冷凝器出口。
具体实施方式:
参照图1,一种适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其组成包括天然气锅炉1、热泵系统2、填料塔3和烟囱4;
所述的天然气锅炉排出的烟气进入到所述的填料塔内换热;
所述的填料塔的排水口与所述的热泵系统的蒸发器入口连通,用于将于烟气换热后的水进入热泵系统进行换热,热泵系统依靠天然气燃料燃烧产生热量进行驱动运转;
所述的热泵系统的蒸发器出口与所述的填料塔的喷淋水入口连通;
所述的天然气锅炉连接主供水系统5和主回水系统6,主回水系统6分两路,一路回水连接热泵系统2的冷凝器入口15,冷凝器出口16与主回水系统6连接,另一路直接进入天然气锅炉1内;
烟气热量回收包括热泵系统产生的高温烟气与天然气锅炉产生的高温烟气,两种高温烟气从烟气进口流入填料塔内,烟气沿填料塔中心区域从下向上流动,烟气流经冷凝波纹板进行换热,烟气与喷淋液充分混合换热后,烟气温度降低并析出水分烟气中的水分,析出流入填料塔排水口;然后低温烟气从塔顶烟气出口排出;
从填料塔排水口出来的水进入热泵系统蒸发器入口,进入热泵系统进行换热,经热泵系统换热后的水从蒸发器出口出来,送入到喷淋系统进行循环;
热泵系统中的介质吸收从排水口输入的热量进行循环做功。
参照图2-图3,所述的填料塔包括外壳、冷凝波纹板8和喷淋管9,所述的外壳的上端具有低温烟气出口10,外壳的下端具有高温烟气进口7和填料塔排水口11,所述的外壳内固定有多块冷凝波纹板使其形成烟气冷凝通道,所述的高温烟气进口7位于填料塔排水口11的上方;
所述外壳的周向均匀布设有多根喷淋管并与所述的外壳的上部连接。
所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统的回收方法,该方法包括如下步骤:烟气热量回收包括热泵系统产生的高温烟气与天然气锅炉产生的高温烟气,锅炉排出的烟气温度为55~60℃,热泵系统排出的烟气温度为80~90℃,两种高温烟气从烟气进口流入填料塔内,烟气沿填料塔中心区域从下向上流动,烟气流经冷凝波纹板进行换热,烟气与喷淋液(温度10~15℃)充分混合换热后,烟气中90%~95%的水分析出流入填料塔排水口11,烟气的温度降低到25~28℃,然后低温烟气从塔顶烟气出口排出;烟气与喷淋液(温度10~15℃)充分混合,烟气中90%~95%的水分析出流入填料塔排水口11;
从填料塔排水口出来的水的水温为25~27℃,进入热泵系统蒸发器入口,进入热泵系统进行换热,出口水温为10~15℃,经热泵系统换热后的水从蒸发器出口出来,送入到喷淋系统进行循环;
热泵系统中的介质吸收从排水口输入的热量进行循环做功;
热泵系统2冷凝器入口15水温为45~50℃,经过吸热,冷凝器出口水温为75~85℃,并汇入到主回水系统进入锅炉,减少天然气锅炉1燃料消耗量。

Claims (6)

1.一种适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其特征是:其组成包括天然气锅炉、热泵系统、填料塔和烟囱;
所述的天然气锅炉排出的烟气进入到所述的填料塔内换热;
所述的填料塔的排水口与所述的热泵系统的蒸发器入口连通,用于将于烟气换热后的水进入热泵系统进行换热;
所述的热泵系统的蒸发器出口与所述的填料塔的喷淋水入口连通。
2.根据权利要求1所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其特征是:所述的填料塔包括外壳、冷凝波纹板和喷淋管,所述的外壳的上端具有低温烟气出口,外壳的下端具有高温烟气进口和填料塔排水口,所述的外壳内固定有多块冷凝波纹板使其形成烟气冷凝通道。
3.根据权利要求2所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其特征是:所述的天然气锅炉连接主供水系统和主回水系统,主回水系统分两路,一路回水连接热泵系统的冷凝器入口,冷凝器出口与主回水系统连接,另一路直接进入天然气锅炉内。
4.根据权利要求3所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其特征是:所述外壳的周向均匀布设有多根喷淋管并与所述的外壳的上部连接。
5.根据权利要求4所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统,其特征是:所述的高温烟气进口位于填料塔排水口的上方。
6.一种权利要求1-5之一所述的适用于天然气锅炉烟气余热深度回收系统的回收方法,其特征是:该方法包括如下步骤:烟气热量回收包括热泵系统产生的高温烟气与天然气锅炉产生的高温烟气,两种高温烟气从烟气进口流入填料塔内,烟气沿填料塔中心区域从下向上流动,烟气流经冷凝波纹板进行换热,烟气与喷淋液充分混合换热后,烟气温度降低并析出水分烟气中的水分,析出流入填料塔排水口;然后低温烟气从塔顶烟气出口排出;
从填料塔排水口出来的水进入热泵系统蒸发器入口,进入热泵系统进行换热,经热泵系统换热后的水从蒸发器出口出来,送入到喷淋系统进行循环;
热泵系统中的介质吸收从排水口输入的热量进行循环做功。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117258450A (zh) * 2023-11-21 2023-12-22 天津华能热力设备集团有限公司 一种余热回收式除尘装置

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