CN206846893U - 一种分布式能源站余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分布式能源站余热利用系统。目前分布式能源站的余热利用环节尚未充分挖掘，系统的能源利用效率尚需进一步提高。本实用新型包括余热锅炉，其特点是：还包括烟气型溴化锂机组、冷却水三通阀、低温空气热交换器和低温补水热交换器，余热锅炉的烟气出口通过中低温烟气管道与烟气型溴化锂机组的烟气进口连接，冷却水进水管道与烟气型溴化锂机组的冷却水进口连接，烟气型溴化锂机组的冷却水出口与冷却水三通阀的进口连接，冷却水三通阀的旁流出口与冷却水旁通管路连接，低温空气热交换器的水侧出口与低温空气热交换器冷却水排出管道连接。本实用新型的能源利用效率高，经济效益好，消除热污染的同时还提升了系统的收益。

Description

一种分布式能源站余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种分布式能源站余热利用系统，是一种能够回收余热的系统，属于余热回收利用技术领域。

背景技术

分布式能源站的建设在我国正在发展，利用燃气-蒸汽联合循环，不仅能够提高能源利用效率，还能供应冷、热、电、蒸汽等多种形式的能量。但是在分布式能源站的能源合理利用环节上，目前的系统做的还不顾完善，存在着可利用的余热未被利用的现象。

余热锅炉是使用燃气燃烧后产生的烟气进行工作的，但是烟气温度比较固定，制备的蒸汽有可能无法满足用户的需求，采用补燃型余热锅炉可以解决这一问题。外补燃型余热锅炉所用的空气一般从环境中直接抽取，温度较低，影响了补燃装置的燃烧效率，提高补燃用空气的温度，对减少燃料耗量，提高燃烧效率有重要的意义。

余热锅炉需要实时的进行补水，补水温度的提高对提升机组的经济效益是有意义的。传统的燃煤发电锅炉，提高锅炉补水温度，可以减少燃料耗量，对余热锅炉来说，供应同等的废热烟气，补水温度的提高使得余热锅炉能生产更多的蒸汽或热水供用户使用，使得余热锅炉的经济效益得到了提升。

分布式系统中经常使用烟气型溴化锂机组进行末端烟气的余热利用，提供空调用的冷水，排出冷凝热和低品质烟气，这些废热往往无法利用，直接排入环境，既造成了热污染，又浪费了能量。

分布式能源站通常紧挨商业或居民中心建设，如果能充分利用余热进行生活热水的制备，不但能回收废热，还能提高整个能源站的经济效益。现有的余热利用系统的能源利用效率不高，如公开号为CN103644590A的利用循环水余热的分布式热泵供热系统，公开号为CN104819054A的分布式能源的余热利用系统等的能源利用率均还有待提高。

目前分布式能源站的余热利用环节尚未充分挖掘，系统的能源利用效率尚需进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种进一步挖掘利用分布式能源站各环节余热，提升能源利用效率，增加经济收益，减少废热污染的分布式能源站余热利用系统。本实用新型第一充分利用了低品位的烟气废热和烟气型溴化锂机组的冷凝热，减少了热污染，提高了系统的能源利用效率；第二补燃空气的温度得到提升，余热锅炉的燃料耗量减少，经济效益得到提升；第三对锅炉补水进行逐级加热，可以减少锅炉燃料耗量，提升系统效率；第四可以将回收的热量用于向外供应生活热水，进一步提升系统的商业价值；第五废热回收系统均设有旁通管路，保证了系统安全可靠运行。本实用新型的分布式能源站余热利用系统的能源利用效率高，经济效益好，消除热污染的同时还提升了系统的收益。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该分布式能源站余热利用系统包括余热锅炉，其特征在于：还包括中低温烟气管道、烟气型溴化锂机组、冷却水进水管道、冷却水三通阀、冷却水旁通管路、低温空气热交换器控制阀、低温空气热交换器、低温空气热交换器冷却水排出管道、低温补水热交换器控制阀、低温补水热交换器、低温补水热交换器冷却水排出管道、低温烟气三通阀、低温烟气旁通管道、高温补水热交换器控制阀、高温补水热交换器、高温补水热交换器废气排出管道、高温空气热交换器控制阀、高温空气热交换器、高温空气热交换器废气排出管道、空气进入管道、一次加热后空气管道、二次加热后空气管道、补水管道、一次加热后补水管道、二次加热后补水管道、热水罐控制阀、热水罐、生活热水输送管道、水位探头，所述余热锅炉的烟气出口通过中低温烟气管道与烟气型溴化锂机组的烟气进口连接，所述冷却水进水管道与烟气型溴化锂机组的冷却水进口连接，所述烟气型溴化锂机组的冷却水出口与冷却水三通阀的进口连接，所述冷却水三通阀的旁流出口与冷却水旁通管路连接，所述冷却水三通阀的直流出口分别与低温空气热交换器控制阀的进口和低温补水热交换器控制阀的进口连接，所述低温空气热交换器控制阀与低温空气热交换器的水侧进口连接，所述低温空气热交换器的水侧出口与低温空气热交换器冷却水排出管道连接，所述低温补水热交换器控制阀的出口与低温补水热交换器的热水侧进口连接，所述低温补水热交换器的热水侧出口与低温补水热交换器冷却水排出管道连接；所述烟气型溴化锂机组的烟气出口与低温烟气三通阀的进口连接，所述低温烟气三通阀的旁流出口与低温烟气旁通管道连接，所述低温烟气三通阀的直流出口分别与高温补水热交换器控制阀的进口和高温空气热交换器控制阀的进口连接，所述高温补水热交换器控制阀的出口与高温补水热交换器的烟气侧进口连接，所述高温补水热交换器的烟气侧出口与高温补水热交换器废气排出管道连接，所述高温空气热交换器控制阀的出口与高温空气热交换器的烟气侧进口连接，所述高温空气热交换器的烟气侧出口与高温空气热交换器废气排出管道连接；所述空气进入管道与低温空气热交换器的空气侧进口连接，所述低温空气热交换器的空气侧出口通过一次加热后空气管道与高温空气热交换器的空气侧进口连接，所述高温空气热交换器的空气侧出口通过二次加热后空气管道与余热锅炉的补燃空气进口连接；所述补水管道与低温补水热交换器的低温水侧进口连接，所述低温补水热交换器的低温水侧出口通过一次加热后补水管道与高温补水热交换器的水侧进口连接，所述高温补水热交换器的水侧出口通过二次加热后补水管道与余热锅炉的补水口连接，所述热水罐控制阀的进口旁接于二次加热后补水管道，所述热水罐控制阀的出口与热水罐的进口连接，所述热水罐的出口与生活热水输送管道连接，所述水位探头连接在热水罐上。

作为优选，本实用新型所述余热锅炉为外补燃型余热锅炉。

作为优选，本实用新型所述冷却水三通阀、低温空气热交换器控制阀和低温补水热交换器控制阀为联锁控制阀门，当低温空气热交换器控制阀和低温补水热交换器控制阀的阀门开启或关闭时，冷却水三通阀直流和旁流支路需做相应的联锁动作。

作为优选，本实用新型所述低温烟气三通阀、高温补水热交换器控制阀和高温空气热交换器控制阀为联动控制阀门，当高温补水热交换器控制阀和高温空气热交换器控制阀的阀门开度改变时，低温烟气三通阀直流和旁流支路需做相应的联锁动作。

作为优选，本实用新型所述高温补水热交换器和高温空气热交换器均为氟塑料换热器。

作为优选，本实用新型所述热水罐为具有保温功能的热水罐。

作为优选，本实用新型所述热水罐控制阀为智能控制阀，可以通过手动或水位探头的信号进行动作。

一种分布式能源站余热利用方法，其特征在于：利用所述的分布式能源站余热利用系统进行，所述分布式能源站余热利用方法的步骤如下：

（1）当余热锅炉开始工作时，烟气型溴化锂机组随后也开始工作，排出的冷却水通过冷却水三通阀后，分别通过低温空气热交换器控制阀进入低温空气热交换器和通过低温补水热交换器控制阀进入低温补水热交换器，此时低温空气热交换器控制阀和低温补水热交换器控制阀开启，冷却水三通阀的直流支路打开，冷却水三通阀的旁流支路关闭；当补燃空气通道或补水通道不工作时，低温空气热交换器控制阀或低温补水热交换器控制阀执行关闭动作，冷却水三通阀根据情况调整直流与旁流支路流量比，通过冷却水旁通管路排走多余冷却水，保证系统正常工作；

（2）烟气型溴化锂机组排出的低温烟气通过低温烟气三通阀后，分别通过高温补水热交换器控制阀进入高温补水热交换器和通过高温空气热交换器控制阀进入高温空气热交换器，此时，高温补水热交换器控制阀和高温空气热交换器控制阀打开，低温烟气三通阀的直流支路打开，低温烟气三通阀的旁流支路关闭；当补燃空气通道或补水通道不工作时，高温补水热交换器控制阀或高温空气热交换器控制阀执行关闭动作，低温烟气三通阀根据情况调整直流与旁流支路流量比，通过低温烟气旁通管道排走多余烟气，保证系统正常工作；

（3）补燃空气依次经过低温空气热交换器和高温空气热交换器进行升温，最后进入余热锅炉，部分补水依次经过低温补水热交换器和高温补水热交换器进行升温，然后进入余热锅炉，其余补水从高温补水热交换器流出后送入热水罐，为周围用户提供生活热水，此时热水罐控制阀处于开启状态；当水位探头检测到热水罐中水位过高时，则关闭热水罐控制阀，当热水罐中水位持续下降时热水罐控制阀打开。

作为优选，本实用新型冷却水进入烟气型溴化锂机组后排出，随后进入冷却水三通阀，通过冷却水旁通管路排出形成冷凝热旁通通道；冷却水从冷却水三通阀流出，经过低温空气热交换器控制阀后进入低温空气热交换器，随后排出形成补燃空气冷凝热利用通道；冷却水从冷却水三通阀流出，经过低温补水热交换器控制阀后进入低温补水热交换器，随后排出形成补水冷凝热利用通道；烟气从余热锅炉中流出，进入烟气型溴化锂机组后排出，再经过低温烟气三通阀，随后由低温烟气旁通管道排出形成烟气旁通通道；烟气从低温烟气三通阀流出，经过高温补水热交换器控制阀后进入高温补水热交换器，随后排出形成补水烟气余热利用通道；烟气从低温烟气三通阀流出，经过高温空气热交换器控制阀后进入高温空气热交换器，随后排出形成补燃空气烟气余热利用通道；补燃空气先进入低温空气热交换器，随后进入高温空气热交换器，最后进入余热锅炉形成补燃空气升温通道；补水先进入低温补水热交换器，随后进入高温补水热交换器，然后进入余热锅炉形成补水升温通道；补水从高温补水热交换器流出，经过热水罐控制阀后进入热水罐，随后排出形成生活热水利用通道。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）充分利用了低品位的烟气废热和烟气型溴化锂机组的冷凝热，减少了热污染，提高了系统的能源利用效率；（2）补燃空气的温度得到提升，余热锅炉的燃料耗量减少，经济效益得到提升；（3）对锅炉补水进行逐级加热，可以减少锅炉燃料耗量，提升系统效率；（4）可以将回收的热量用于向外供应生活热水，进一步提升系统的商业价值；（5）废热回收系统均设有旁通管路，保证了系统安全可靠运行；（6）结构设计合理，构思独特，运行平稳，可靠性好；（7）能源利用效率高，经济效益好，消除热污染的同时还提升了系统的收益。

附图说明

图1是本实用新型实施例中分布式能源站余热利用系统的结构示意图。

图中：1、余热锅炉；2、中低温烟气管道；3、烟气型溴化锂机组；4、冷却水进水管道；5、冷却水三通阀；6、冷却水旁通管路；7、低温空气热交换器控制阀；8、低温空气热交换器；9、低温空气热交换器冷却水排出管道；10、低温补水热交换器控制阀；11、低温补水热交换器；12、低温补水热交换器冷却水排出管道；13、低温烟气三通阀；14、低温烟气旁通管道；15、高温补水热交换器控制阀；16、高温补水热交换器；17、高温补水热交换器废气排出管道；18、高温空气热交换器控制阀；19、高温空气热交换器；20、高温空气热交换器废气排出管道；21、空气进入管道；22、一次加热后空气管道；23、二次加热后空气管道；24、补水管道；25、一次加热后补水管道；26、二次加热后补水管道；27、热水罐控制阀；28、热水罐；29、生活热水输送管道；30、水位探头。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的分布式能源站余热利用系统包括余热锅炉1、中低温烟气管道2、烟气型溴化锂机组3、冷却水进水管道4、冷却水三通阀5、冷却水旁通管路6、低温空气热交换器控制阀7、低温空气热交换器8、低温空气热交换器冷却水排出管道9、低温补水热交换器控制阀10、低温补水热交换器11、低温补水热交换器冷却水排出管道12、低温烟气三通阀13、低温烟气旁通管道14、高温补水热交换器控制阀15、高温补水热交换器16、高温补水热交换器废气排出管道17、高温空气热交换器控制阀18、高温空气热交换器19、高温空气热交换器废气排出管道20、空气进入管道21、一次加热后空气管道22、二次加热后空气管道23、补水管道24、一次加热后补水管道25、二次加热后补水管道26、热水罐控制阀27、热水罐28、生活热水输送管道29和水位探头30。其中，余热锅炉1为外补燃型余热锅炉，冷却水三通阀5、低温空气热交换器控制阀7和低温补水热交换器控制阀10为联动控制阀门，低温烟气三通阀13、高温补水热交换器控制阀15和高温空气热交换器控制阀18为联动控制阀门，高温补水热交换器16和高温空气热交换器19为氟塑料换热器，热水罐控制阀27为智能控制阀，热水罐28为具有保温功能的热水罐。

本实施例中余热锅炉1的烟气出口通过中低温烟气管道2与烟气型溴化锂机组3的烟气进口连接，冷却水进水管道4与烟气型溴化锂机组3的冷却水进口连接，烟气型溴化锂机组3的冷却水出口与冷却水三通阀5的进口连接，冷却水三通阀5的旁流出口与冷却水旁通管路6连接，冷却水三通阀5的直流出口分别与低温空气热交换器控制阀7的进口和低温补水热交换器控制阀10的进口连接，低温空气热交换器控制阀7跟低温空气热交换器8的水侧进口连接，低温空气热交换器8的水侧出口与低温空气热交换器冷却水排出管道9连接，低温补水热交换器控制阀10的出口与低温补水热交换器11的热水侧进口连接，低温补水热交换器11的热水侧出口与低温补水热交换器冷却水排出管道12连接。

本实施例中烟气型溴化锂机组3的烟气出口与低温烟气三通阀13的进口连接，低温烟气三通阀13的旁流出口与低温烟气旁通管道14连接，低温烟气三通阀13的直流出口分别与高温补水热交换器控制阀15的进口和高温空气热交换器控制阀18的进口连接，高温补水热交换器控制阀15的出口与高温补水热交换器16的烟气侧进口连接，高温补水热交换器16的烟气侧出口与高温补水热交换器废气排出管道17连接，高温空气热交换器控制阀18的出口与高温空气热交换器19的烟气侧进口连接，高温空气热交换器19的烟气侧出口与高温空气热交换器废气排出管道20连接。

本实施例中的空气进入管道21与低温空气热交换器8的空气侧进口连接，低温空气热交换器8的空气侧出口通过一次加热后空气管道22与高温空气热交换器19的空气侧进口连接，高温空气热交换器19的空气侧出口通过二次加热后空气管道23与余热锅炉1的补燃空气进口连接。

本实施例中的补水管道24与低温补水热交换器11的低温水侧进口连接，低温补水热交换器11的低温水侧出口通过一次加热后补水管道25与高温补水热交换器16的水侧进口连接，高温补水热交换器16的水侧出口通过二次加热后补水管道26与余热锅炉1的补水口连接，二次加热后补水管道26旁接热水罐控制阀27的进口，热水罐控制阀27的出口与热水罐28的进口连接，热水罐28的出口与生活热水输送管道29连接，水位探头30连接在热水罐28上。

本实施例中的分布式能源站余热利用系统包括以下通道：冷却水进入烟气型溴化锂机组3后排出，随后进入冷却水三通阀5，通过冷却水旁通管路6排出形成冷凝热旁通通道；冷却水从冷却水三通阀5流出，经过低温空气热交换器控制阀7后进入低温空气热交换器8，随后排出形成补燃空气冷凝热利用通道；冷却水从冷却水三通阀5流出，经过低温补水热交换器控制阀10后进入低温补水热交换器11，随后排出形成补水冷凝热利用通道；烟气从余热锅炉1中流出，进入烟气型溴化锂机组3后排出，再经过低温烟气三通阀13，随后由低温烟气旁通管道14排出形成烟气旁通通道；烟气从低温烟气三通阀13流出，经过高温补水热交换器控制阀15后进入高温补水热交换器16，随后排出形成补水烟气余热利用通道；烟气从低温烟气三通阀13流出，经过高温空气热交换器控制阀18后进入高温空气热交换器19，随后排出形成补燃空气烟气余热利用通道；补燃空气先进入低温空气热交换器8，随后进入高温空气热交换器19，最后进入余热锅炉1形成补燃空气升温通道；补水先进入低温补水热交换器11，随后进入高温补水热交换器16，然后进入余热锅炉1形成补水升温通道；补水从高温补水热交换器16流出，经过热水罐控制阀27后进入热水罐28，随后排出形成生活热水利用通道。

本实施例中的分布式能源站余热利用方法的步骤如下。

（1）当余热锅炉1开始工作时，烟气型溴化锂机组3随后也开始工作，排出的冷却水通过冷却水三通阀5后，分别通过低温空气热交换器控制阀7进入低温空气热交换器8和通过低温补水热交换器控制阀10进入低温补水热交换器11，此时低温空气热交换器控制阀7和低温补水热交换器控制阀10开启，冷却水三通阀5直流支路打开、旁流支路关闭；当补燃空气通道或补水通道不工作时，低温空气热交换器控制阀7或低温补水热交换器控制阀10执行关闭动作，冷却水三通阀5根据情况调整直流与旁流支路流量比，通过冷却水旁通管路6排走多余冷却水，保证系统正常工作。

（2）烟气型溴化锂机组3排出的低温烟气通过低温烟气三通阀13后，分别通过高温补水热交换器控制阀15进入高温补水热交换器16和通过高温空气热交换器控制阀18进入高温空气热交换器19，此时，高温补水热交换器控制阀15和高温空气热交换器控制阀18打开，低温烟气三通阀13直流支路打开、旁流支路关闭；当补燃空气通道或补水通道不工作时，高温补水热交换器控制阀15或高温空气热交换器控制阀18执行关闭动作，低温烟气三通阀13根据情况调整直流与旁流支路流量比，通过低温烟气旁通管道14排走多余烟气，保证系统正常工作。

（3）补燃空气依次经过低温空气热交换器8和高温空气热交换器19进行升温，最后进入余热锅炉1，部分补水依次经过低温补水热交换器11和高温补水热交换器16进行升温，然后进入余热锅炉1，其余补水从高温补水热交换器16流出后送入热水罐28，为周围用户提供生活热水，此时热水罐控制阀27处于开启状态；当水位探头30检测到热水罐28中水位过高时，则关闭热水罐控制阀27，当热水罐28中水位持续下降时热水罐控制阀27自动打开，由此实现阀门的自动控制，同时也可以由人员对热水罐控制阀27进行就地手动操作。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种分布式能源站余热利用系统，包括余热锅炉，其特征在于：还包括中低温烟气管道、烟气型溴化锂机组、冷却水进水管道、冷却水三通阀、冷却水旁通管路、低温空气热交换器控制阀、低温空气热交换器、低温空气热交换器冷却水排出管道、低温补水热交换器控制阀、低温补水热交换器、低温补水热交换器冷却水排出管道、低温烟气三通阀、低温烟气旁通管道、高温补水热交换器控制阀、高温补水热交换器、高温补水热交换器废气排出管道、高温空气热交换器控制阀、高温空气热交换器、高温空气热交换器废气排出管道、空气进入管道、一次加热后空气管道、二次加热后空气管道、补水管道、一次加热后补水管道、二次加热后补水管道、热水罐控制阀、热水罐、生活热水输送管道、水位探头，所述余热锅炉的烟气出口通过中低温烟气管道与烟气型溴化锂机组的烟气进口连接，所述冷却水进水管道与烟气型溴化锂机组的冷却水进口连接，所述烟气型溴化锂机组的冷却水出口与冷却水三通阀的进口连接，所述冷却水三通阀的旁流出口与冷却水旁通管路连接，所述冷却水三通阀的直流出口分别与低温空气热交换器控制阀的进口和低温补水热交换器控制阀的进口连接，所述低温空气热交换器控制阀与低温空气热交换器的水侧进口连接，所述低温空气热交换器的水侧出口与低温空气热交换器冷却水排出管道连接，所述低温补水热交换器控制阀的出口与低温补水热交换器的热水侧进口连接，所述低温补水热交换器的热水侧出口与低温补水热交换器冷却水排出管道连接；所述烟气型溴化锂机组的烟气出口与低温烟气三通阀的进口连接，所述低温烟气三通阀的旁流出口与低温烟气旁通管道连接，所述低温烟气三通阀的直流出口分别与高温补水热交换器控制阀的进口和高温空气热交换器控制阀的进口连接，所述高温补水热交换器控制阀的出口与高温补水热交换器的烟气侧进口连接，所述高温补水热交换器的烟气侧出口与高温补水热交换器废气排出管道连接，所述高温空气热交换器控制阀的出口与高温空气热交换器的烟气侧进口连接，所述高温空气热交换器的烟气侧出口与高温空气热交换器废气排出管道连接；所述空气进入管道与低温空气热交换器的空气侧进口连接，所述低温空气热交换器的空气侧出口通过一次加热后空气管道与高温空气热交换器的空气侧进口连接，所述高温空气热交换器的空气侧出口通过二次加热后空气管道与余热锅炉的补燃空气进口连接；所述补水管道与低温补水热交换器的低温水侧进口连接，所述低温补水热交换器的低温水侧出口通过一次加热后补水管道与高温补水热交换器的水侧进口连接，所述高温补水热交换器的水侧出口通过二次加热后补水管道与余热锅炉的补水口连接，所述热水罐控制阀的进口旁接于二次加热后补水管道，所述热水罐控制阀的出口与热水罐的进口连接，所述热水罐的出口与生活热水输送管道连接，所述水位探头连接在热水罐上。

2.根据权利要求1所述的分布式能源站余热利用系统，其特征在于：所述余热锅炉为外补燃型余热锅炉。

3.根据权利要求1所述的分布式能源站余热利用系统，其特征在于：所述冷却水三通阀、低温空气热交换器控制阀和低温补水热交换器控制阀为联锁控制阀门。

4.根据权利要求1所述的分布式能源站余热利用系统，其特征在于：所述低温烟气三通阀、高温补水热交换器控制阀和高温空气热交换器控制阀为联动控制阀门。

5.根据权利要求1所述的分布式能源站余热利用系统，其特征在于：所述高温补水热交换器和高温空气热交换器均为氟塑料换热器。

6.根据权利要求1所述的分布式能源站余热利用系统，其特征在于：所述热水罐为具有保温功能的热水罐。