CN209512167U - 一种烟气深度余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气深度余热回收系统，包括烟气冷凝器和吸收式热泵，吸收式热泵的热源蒸汽进口上连接有蒸汽管道，吸收式热泵的疏水出口上连接有疏水管道，烟气冷凝器的上设有烟气进口、烟气出口、热源水出口和热源水进口，热源水出口通过余热进水管与低温侧进口连接，热源水进口通过余热回水管与低温侧出口连接，吸收式热泵的低温侧和高温侧分别设有热网水进口和热网水出口，热网水进口和热网水出口分别与热网回水管和热网供水管连接，蒸汽管道上设有减温装置，减温装置的蒸汽出口与热源蒸汽进口连接，热网水出口通过管道与减温装置的热水进口连接，减温装置热水出口连接到热网供水管上。

Description

一种烟气深度余热回收系统

技术领域

本实用新型属于烟气余热回收技术领域，具体是涉及一种烟气冷凝器与吸收式热泵组合的烟气深度余热回收系统。

背景技术

目前，以煤作为燃料的传统燃煤锅炉在我国占有很大比重，我国锅炉仍然以燃煤为主。大中型锅炉排烟温度一般在110~180℃。以天然气作为燃料的燃气锅炉相比传统的燃煤锅炉能源利用效率更高，燃烧后的产物更为清洁，因此燃气锅炉在我国得到广泛应用。国内大多数燃气锅炉的排烟温度高于150℃，天然气燃烧经过燃气轮机做功后，排放烟气经过余热锅炉回收热量后排烟温度仍然在70~80℃。影响燃煤、燃气锅炉热效率的主要因素是排烟热损失，如果能高效回收烟气余热将极大减少排烟热损失，就能进一步的提高燃煤、燃气锅炉热效率。

褐煤等高水分的煤及天然气燃烧后的烟气中含有大量的水蒸气，此部分水蒸气的潜热数量相当可观，如果能够将烟气显热和水蒸气潜热同时回收利用，将实现烟气余热的全热回收，极大提高能源利用效率。

公开号为CN102242946A、公开日为2011年11月16日、名称为“利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统”的中国发明专利公开了一种利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统，该系统采用烟气与水直接接触换热，在吸收式热泵中提取被烟气加热循环水的热量，从而提升供热系统回水温度，该系统虽然通过回收烟气显热和水蒸气潜热提高了能源利用效率，但没有实现热量多级循环利用，烟气余热回收效率仍有提高的空间。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能实现热量多级循环利用的烟气深度余热回收系统，使烟气余热回收效率大大提高。

本实用新型采用如下技术方案：一种烟气深度余热回收系统，包括烟气冷凝器和吸收式热泵，吸收式热泵的热源蒸汽进口上连接有蒸汽管道，吸收式热泵的疏水出口上连接有疏水管道，烟气冷凝器的下部设有烟气进口和热源水出口，烟气冷凝器的上部设有烟气出口和热源水进口，热源水出口通过余热进水管与吸收式热泵的低温侧进口连接，热源水进口通过余热回水管与吸收式热泵的低温侧出口连接，所述吸收式热泵的低温侧和高温侧分别设有热网水进口和热网水出口，热网水进口和热网水出口分别与热网回水管和热网供水管连接，所述蒸汽管道上设有减温装置，所述减温装置上设有蒸汽进口、蒸汽出口以及热水进口、热水出口，减温装置的蒸汽进口与热源蒸汽连接，减温装置的蒸汽出口与吸收式热泵的热源蒸汽进口连接，所述吸收式热泵的热网水出口通过管道与减温装置的热水进口连接，所述减温装置的热水出口通过管道连接到热网供水管上。

所述蒸汽管道和疏水管道之间还设有热网加热器，热网加热器的热媒进口连接在热源蒸汽和减温装置的蒸汽进口之间的管道上，热网加热器的热媒出口连接在疏水管道上，所述吸收式热泵的热网水出口上连接的热网供水管通入到热网加热器的冷媒进口中。

所述热网回水管和热网供水管之间还设有一级疏水冷却器，吸收式热泵的疏水出口上连接的疏水管道通入到一级疏水冷却器的热媒进口中，热网回水管上连接有通入一级疏水冷却器冷媒进口内的回水支管，一级疏水冷却器的冷媒出口通过管道连接到减温装置的热水出口所连接的热网供水管上。

所述一级疏水冷却器上还连接有二级疏水冷却器，一级疏水冷却器的热媒出口通过管道与二级疏水冷却器的热媒进口连接，所述余热回水管上还连接有通入到二级疏水冷却器冷媒进口内的回水支管，二级疏水冷却器的冷媒出口上连接有通入到余热进水管内的进水支管。

所述烟气冷凝器为直混式冷凝器，直混式冷凝器为立式筒体结构。

所述减温装置为面式减温器。

所述吸收式热泵中的吸收器为溴化锂吸收器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型具体运行过程为：烟气自下而上进入烟气冷凝器内，热源水自上而下进入烟气冷凝器，热源水与烟气换热，烟气中的热量被热源水吸收温度得到下降，热源水的温度得到提高后由低温侧进口进入吸收式热泵中，热源水在热泵中释放热量后温度降低，由低温侧出口排出吸收式热泵，再进入烟气冷凝器中循环。热网回水由热网水进口进入吸收式热泵中，热网回水换热后温度升高再由热水进口进入减温装置中，吸收热源蒸汽的热量后由热水出口排出到热网，供用户使用。热源蒸汽作为吸收式热泵的驱动热源，先在减温装置中与热网水换热，温度降低后由热源蒸汽进口进入吸收式热泵中，热源蒸汽在吸收式热泵中换热后冷凝成水，由疏水出口排出到疏水管道中。本实用新型通过设置烟气冷凝器，利用热源水吸收烟气余热，通过吸收式热泵提取被烟气加热热源水的热量使热网水温度升高，减温装置通过利用驱动热源蒸汽的热量加热热网水，使热网供水温度提高。本实用新型烟气余热回收效率高，使烟气中水汽的潜热得到深度回收，提高了总体能源利用率，同时由于烟气中的水蒸气含量减少，可以实现消除排放烟气“冒白烟”现象，达到烟气消白的目的。

作为优选的方案，采用热网加热器可以利用热源蒸汽的热量进一步提升热网水的温度。

作为优选的方案，设置一级疏水冷却器可以利用蒸汽疏水的热量提升部分热网水的温度。

作为优选的方案，设置二级疏水冷却器可以进一步提升部分热源水的温度。

作为优选的方案，烟气自下而上进入直混式烟气冷凝器内，热源水自上而下喷入冷凝器，热源水与烟气直接接触换热，吸收烟气中的热量。直混式冷凝器中，烟气和热源水直接接触换热效果好。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的系统流程图；

图2是本实用新型实施例2的系统流程图；

图3是本实用新型实施例3的系统流程图；

图4是本实用新型实施例4的系统流程图；

图5是本实用新型实施例5的系统流程图。

图中，1-烟气冷凝器，1a-烟气进口，1b-烟气出口，1c-热源水进口，1d-热源水出口，2-吸收式热泵，2a-热源蒸汽进口，2b-疏水出口，2c-低温侧进口，2d-低温侧出口，2e-热网水进口，2f-热网水出口，3-减温装置，3a-蒸汽进口，3b-蒸汽出口，3c-热水进口，3d-热水出口，4-热网加热器，5-一级疏水冷却器，6-二级疏水冷却器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1：

本实施例的烟气深度余热回收系统如图1所示，本实施例的系统包括烟气冷凝器1和吸收式热泵2，吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a上连接有蒸汽管道，吸收式热泵2的疏水出口2b上连接有疏水管道，烟气冷凝器1的下部设有烟气进口1a和热源水出口1d，烟气冷凝器1的上部设有烟气出口1b和热源水进口1c，热源水出口1d通过余热进水管与吸收式热泵2的低温侧进口2c连接，热源水进口1c通过余热回水管与吸收式热泵2的低温侧出口2d连接，其特征在于：所述吸收式热泵2的低温侧和高温侧分别设有热网水进口2e和热网水出口2f，热网水进口2e和热网水出口2f分别与热网回水管和热网供水管连接，所述蒸汽管道上设有减温装置3，所述减温装置3上设有蒸汽进口3a、蒸汽出口3b以及热水进口3c、热水出口3d，减温装置3的蒸汽进口3a与热源蒸汽连接，减温装置3的蒸汽出口3b与吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a连接，所述吸收式热泵2的热网水出口2f通过管道与减温装置3的热水进口3c连接，所述减温装置3的热水出口3d通过管道连接到热网供水管上。

所述蒸汽管道和疏水管道之间还设有热网加热器4，热网加热器4的热媒进口连接在热源蒸汽和减温装置的蒸汽进口3a之间的管道上，热网加热器4的热媒出口连接在疏水管道上，所述吸收式热泵的热网水出口2f上连接的热网供水管通入到热网加热器4的冷媒进口中。

所述热网回水管和热网供水管之间还设有一级疏水冷却器5，吸收式热泵的疏水出口2b上连接的疏水管道通入到一级疏水冷却器5的热媒进口中，热网回水管上连接有通入一级疏水冷却器5冷媒进口内的回水支管，一级疏水冷却器5的冷媒出口通过管道连接到减温装置3的热水出口3d所连接的热网供水管上。本实施例的一级疏水冷却器5上还连接有二级疏水冷却器6，一级疏水冷却器5的热媒出口通过管道与二级疏水冷却器6的热媒进口连接，所述余热回水管上还连接有通入到二级疏水冷却器6冷媒进口内的回水支管，二级疏水冷却器6的冷媒出口上连接有通入到余热进水管内的进水支管。

本实施例中，烟气冷凝器1为直混式冷凝器，直混式冷凝器为立式筒体结构，吸收式热泵2中的吸收器为溴化锂吸收器，减温装置3为面式减温器。

本实施例的系统运行过程为：烟气自下而上进入直混式烟气冷凝器内，热源水自上而下喷入冷凝器，热源水与烟气直接接触换热，吸收烟气中的热量。热源水吸热后进入吸收式热泵放热后温度降低变成低温热源水，再由热源水进口进入烟气冷凝器与烟气换热升温，完成一个循环。吸收式热泵低温侧出口的低温热源水分为两部分：一部分直接进入烟气冷凝器换热，另一部分进入二级疏水冷却器吸收蒸汽疏水放出的热量升温后与烟气冷凝器热源水出口的高温热源水混合后进入吸收式热泵。热网回水一部分由热网水进口直接进入吸收式热泵吸热提高温度，另一部分进入一级疏水冷却器与蒸汽疏水换热升温后，再与吸收式热泵热网水出口的高温热网水汇总。汇总后的热网水经热网加热器后进一步升温送至热用户。吸收式热泵由热源蒸汽驱动，高参数的热源蒸汽经过减温装置换热后，由热源蒸汽进口进入吸收式热泵。吸收式热泵热网水出口的一部分热网水经过减温装置与驱动蒸汽换热升温后经热网加热器送至热网供水总管。部分热源蒸汽经过热网加热器放热后由热网加热器的热媒出口排出，再与吸收式热泵疏水出口的疏水汇合，然后经过一级疏水冷却器、二级疏水冷却器分别与热网回水、热源水换热后温度降低至锅炉侧。

本实用新型通过设置直混式冷凝器，利用热源水与烟气直接接触吸收烟气余热，通过吸收式热泵提取被烟气加热热源水的热量从而提升热网水的温度，通过两级疏水冷却器可以利用蒸汽疏水的热量提升部分热源水及热网水的温度，使蒸汽疏水热量得到充分利用；减温装置可以通过利用驱动蒸汽的热量加热部分热网水，热网加热器可以利用热源蒸汽的热量进一步提升热网水的温度。

实施例2：

本实施例的烟气深度余热回收系统如图2所示，本实施例的系统包括烟气冷凝器1和吸收式热泵2，吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a上连接有蒸汽管道，吸收式热泵2的疏水出口2b上连接有疏水管道，烟气冷凝器1的下部设有烟气进口1a和热源水出口1d，烟气冷凝器1的上部设有烟气出口1b和热源水进口1c，热源水出口1d通过余热进水管与吸收式热泵2的低温侧进口2c连接，热源水进口1c通过余热回水管与吸收式热泵2的低温侧出口2d连接，所述吸收式热泵2的低温侧和高温侧分别设有热网水进口2e和热网水出口2f，热网水进口2e和热网水出口2f分别与热网回水管和热网供水管连接，所述蒸汽管道上设有减温装置3，所述减温装置3上设有蒸汽进口3a、蒸汽出口3b以及热水进口3c、热水出口3d，减温装置3的蒸汽进口3a与热源蒸汽连接，减温装置3的蒸汽出口3b与吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a连接，所述吸收式热泵2的热网水出口2f通过管道与减温装置3的热水进口3c连接，所述减温装置3的热水出口3d通过管道连接到热网供水管上。

与实施例1不同是，本实施例省去热网加热器、一级疏水冷却器、二级疏水冷却器，本实施例的系统具体运行过程为：烟气自下而上进入烟气冷凝器内，热源水自上而下进入烟气冷凝器，热源水与烟气换热，烟气中的热量被热源水吸收温度得到下降，热源水的温度得到提高后由低温侧进口进入吸收式热泵中，热源水在热泵中释放热量后温度降低，由低温侧出口排出吸收式热泵，再进入烟气冷凝器中循环。热网回水由热网水进口进入吸收式热泵中，热网回水换热后温度升高再由热水进口进入减温装置中，吸收热源蒸汽的热量后由热水出口排出到热网，供用户使用。热源蒸汽作为吸收式热泵的驱动热源，先在减温装置中与热网水换热，温度降低后由热源蒸汽进口进入吸收式热泵中，热源蒸汽在吸收式热泵中换热后冷凝成水，由疏水出口排出到疏水管道中。本实用新型通过设置烟气冷凝器，利用热源水吸收烟气余热，通过吸收式热泵提取被烟气加热热源水的热量使热网水温度升高，减温装置通过利用驱动热源蒸汽的热量加热热网水，使热网供水温度提高。

实施例3：

本实施例的烟气深度余热回收系统如图3所示，本实施例的系统包括烟气冷凝器1和吸收式热泵2，吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a上连接有蒸汽管道，吸收式热泵2的疏水出口2b上连接有疏水管道，烟气冷凝器1的下部设有烟气进口1a和热源水出口1d，烟气冷凝器1的上部设有烟气出口1b和热源水进口1c，热源水出口1d通过余热进水管与吸收式热泵2的低温侧进口2c连接，热源水进口1c通过余热回水管与吸收式热泵2的低温侧出口2d连接，所述吸收式热泵2的低温侧和高温侧分别设有热网水进口2e和热网水出口2f，热网水进口2e和热网水出口2f分别与热网回水管和热网供水管连接，所述蒸汽管道上设有减温装置3，所述减温装置3上设有蒸汽进口3a、蒸汽出口3b以及热水进口3c、热水出口3d，减温装置3的蒸汽进口3a与热源蒸汽连接，减温装置3的蒸汽出口3b与吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a连接，所述吸收式热泵2的热网水出口2f通过管道与减温装置3的热水进口3c连接，所述减温装置3的热水出口3d通过管道连接到热网供水管上。

与实施例2不同的是，本实施例在蒸汽管道和疏水管道之间还设有热网加热器4，热网加热器4的热媒进口连接在热源蒸汽和减温装置的蒸汽进口3a之间的管道上，热网加热器4的热媒出口连接在疏水管道上，所述吸收式热泵的热网水出口2f上连接的热网供水管通入到热网加热器4的冷媒进口中。

与实施例1不同是，本实施例省去一级疏水冷却器和二级疏水冷却器，本实施例的系统具体运行过程为：烟气自下而上进入烟气冷凝器内，热源水自上而下进入烟气冷凝器，热源水与烟气换热，烟气中的热量被热源水吸收温度得到下降，热源水的温度得到提高后由低温侧进口进入吸收式热泵中，热源水在热泵中释放热量后温度降低，由低温侧出口排出吸收式热泵，再进入烟气冷凝器中循环。热网回水由热网水进口进入吸收式热泵中，热网回水换热后温度升高后，一部分热网水由热水进口进入减温装置中，吸收热源蒸汽的热量后由热水出口排出，再进入到热网加热器加热升温，最后进入热网总管供用户使用。热网回水换热后温度升高后，另一部分热网水直接进入热网加热器加热升温。热源蒸汽作为吸收式热泵的驱动热源，一部分热源蒸汽先在减温装置中与热网水换热，温度降低后由热源蒸汽进口进入吸收式热泵中，热源蒸汽在吸收式热泵中换热后冷凝成水，由疏水出口排出到疏水管道中；另一部分热源蒸汽进入热网加热器中，与吸收式热泵热网水出口的部分热网水换热后，再与吸收式热泵热疏水出口的疏水汇合。本实用新型通过设置烟气冷凝器，利用热源水吸收烟气余热，通过吸收式热泵提取被烟气加热热源水的热量使热网水温度升高，减温装置通过利用驱动热源蒸汽的热量加热热网水，使热网供水温度提高。

实施例4：

本实施例的烟气深度余热回收系统如图4所示，本实施例的系统包括烟气冷凝器1和吸收式热泵2，吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a上连接有蒸汽管道，吸收式热泵2的疏水出口2b上连接有疏水管道，烟气冷凝器1的下部设有烟气进口1a和热源水出口1d，烟气冷凝器1的上部设有烟气出口1b和热源水进口1c，热源水出口1d通过余热进水管与吸收式热泵2的低温侧进口2c连接，热源水进口1c通过余热回水管与吸收式热泵2的低温侧出口2d连接，所述吸收式热泵2的低温侧和高温侧分别设有热网水进口2e和热网水出口2f，热网水进口2e和热网水出口2f分别与热网回水管和热网供水管连接，所述蒸汽管道上设有减温装置3，所述减温装置3上设有蒸汽进口3a、蒸汽出口3b以及热水进口3c、热水出口3d，减温装置3的蒸汽进口3a与热源蒸汽连接，减温装置3的蒸汽出口3b与吸收式热泵2的热源蒸汽进口2a连接，所述吸收式热泵2的热网水出口2f通过管道与减温装置3的热水进口3c连接，所述减温装置3的热水出口3d通过管道连接到热网供水管上。

所述热网回水管和热网供水管之间还设有一级疏水冷却器5，吸收式热泵的疏水出口2b上连接的疏水管道通入到一级疏水冷却器5的热媒进口中，热网回水管上连接有通入一级疏水冷却器5冷媒进口内的回水支管，一级疏水冷却器5的冷媒出口通过管道连接到减温装置3的热水出口3d所连接的热网供水管上。

与实施例2不同的是，本实施例设置一级疏水冷却器，可以利用蒸汽疏水的热量提升部分热网水的温度。热网回水一部分进入吸收式热泵换热升温，另一部分进入一级疏水冷却器中，与吸收式热泵疏水出口的疏水换热升温。

实施例5：

本实施例的烟气深度余热回收系统如图5所示，本实施例的系统是在实施例4的系统上增加二级疏水冷却器，二级疏水冷却器6连接在一级疏水冷却器5上，一级疏水冷却器5的热媒出口通过管道与二级疏水冷却器6的热媒进口连接，所述余热回水管上还连接有通入到二级疏水冷却器6冷媒进口内的回水支管，二级疏水冷却器6的冷媒出口上连接有通入到余热进水管内的进水支管。设置二级疏水冷却器可以进一步提升部分热源水的温度。

由于本实施例是在实施例4的基础上仅增加二级疏水冷却器，本实施例其它结构设备及连接关系与实施例4相同，此处不再赘述。

上述实施例为本实用新型几种优选的实施例，在本实用新型其它的实施例中，除烟气冷凝器、吸收式热泵、减温装置是必不可少的设备，热网加热器和疏水冷却器均是可以根据实际换热需要，灵活选用的。烟气冷凝器还可以采用普通的烟气-水换热器，减温装置和烟气冷凝器的具体结构形式也是可以灵活选用的。

Claims (7)

1.一种烟气深度余热回收系统，包括烟气冷凝器（1）和吸收式热泵（2），吸收式热泵（2）的热源蒸汽进口（2a）上连接有蒸汽管道，吸收式热泵（2）的疏水出口（2b）上连接有疏水管道，烟气冷凝器（1）的下部设有烟气进口（1a）和热源水出口（1d），烟气冷凝器（1）的上部设有烟气出口（1b）和热源水进口（1c），热源水出口（1d）通过余热进水管与吸收式热泵（2）的低温侧进口（2c）连接，热源水进口（1c）通过余热回水管与吸收式热泵（2）的低温侧出口（2d）连接，其特征在于：所述吸收式热泵（2）的低温侧和高温侧分别设有热网水进口（2e）和热网水出口（2f），热网水进口（2e）和热网水出口（2f）分别与热网回水管和热网供水管连接，所述蒸汽管道上设有减温装置（3），所述减温装置（3）上设有蒸汽进口（3a）、蒸汽出口（3b）以及热水进口（3c）、热水出口（3d），减温装置（3）的蒸汽进口（3a）与热源蒸汽连接，减温装置（3）的蒸汽出口（3b）与吸收式热泵（2）的热源蒸汽进口（2a）连接，所述吸收式热泵（2）的热网水出口（2f）通过管道与减温装置（3）的热水进口（3c）连接，所述减温装置（3）的热水出口（3d）通过管道连接到热网供水管上。

2.根据权利要求1所述的烟气深度余热回收系统，其特征在于：所述蒸汽管道和疏水管道之间还设有热网加热器（4），热网加热器（4）的热媒进口连接在热源蒸汽和减温装置的蒸汽进口（3a）之间的管道上，热网加热器（4）的热媒出口连接在疏水管道上，所述吸收式热泵的热网水出口（2f）上连接的热网供水管通入到热网加热器（4）的冷媒进口中。

3.根据权利要求1或2所述的烟气深度余热回收系统，其特征在于：所述热网回水管和热网供水管之间还设有一级疏水冷却器（5），吸收式热泵的疏水出口（2b）上连接的疏水管道通入到一级疏水冷却器（5）的热媒进口中，热网回水管上连接有通入一级疏水冷却器（5）冷媒进口内的回水支管，一级疏水冷却器（5）的冷媒出口通过管道连接到减温装置（3）的热水出口（3d）所连接的热网供水管上。

4.根据权利要求3所述的烟气深度余热回收系统，其特征在于：所述一级疏水冷却器（5）上还连接有二级疏水冷却器（6），一级疏水冷却器（5）的热媒出口通过管道与二级疏水冷却器（6）的热媒进口连接，所述余热回水管上还连接有通入到二级疏水冷却器（6）冷媒进口内的回水支管，二级疏水冷却器（6）的冷媒出口上连接有通入到余热进水管内的进水支管。

5.根据权利要求1所述的烟气深度余热回收系统，其特征在于：所述烟气冷凝器（1）为直混式冷凝器，直混式冷凝器为立式筒体结构。

6.根据权利要求1所述的烟气深度余热回收系统，其特征在于：所述减温装置（3）为面式减温器。

7.根据权利要求1所述的烟气深度余热回收系统，其特征在于：所述吸收式热泵（2）中的吸收器为溴化锂吸收器。