CN211716657U - 一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，将锅炉和溴化锂吸收式热泵一体化，包括燃气锅炉，燃气锅炉的炉胆内天然气燃烧产生的高温烟气在后烟室按比例分成两部分，一部分通过绝热烟道连接发生器的烟气入口，进入发生器作为热源，另一部分进入锅炉烟管，加热锅水。一方面深度利用烟气余热，大量回收冷凝热，锅炉效率提高个百分点以上；另一方面由锅炉炉胆内天然气燃烧产生的部分高温烟气作为发生器的热源，不需要在发生器上安装燃烧器，节约成本，一体化设计，占地面积小、体积小。

Description

一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置

技术领域

本发明属于锅炉及烟气余热深度利用技术领域，特别涉及一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置。

背景技术

锅炉的烟气余热中，水蒸气的汽化潜热所占比例较大，占天然气低位发热量的10％以上。目前对于汽化潜热的回收利用方式主要有两种。一种是采用冷凝式换热器回收汽化潜热，这种方式装置简单，初投资小，但由于供热回水的温度较高只能回收小部分潜热。另一种是利用热泵回收烟气余热，大多采用压缩式热泵或直燃式吸收式热泵，前者消耗高品位电能，而后者初投资大、回收周期长、占地面积大。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，可深度利用烟气余热，提高锅炉效率，同时成本低、结构简单、占地面积小、易于安装。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，包括燃气锅炉1，燃气锅炉1的炉胆内天然气燃烧产生的高温烟气在后烟室按比例分成两部分，一部分通过绝热烟道18连接发生器2的烟气入口，进入发生器2作为热源，另一部分进入锅炉烟管19，加热锅水。

所述后烟室内设置高温烟气通道，所述高温烟气通道包括绝热烟道18和锅炉烟管19，绝热烟道18的出口与发生器2的烟气入口连接，绝热烟道18和锅炉烟管19的入口截面与高温烟气方向垂直，根据高温烟气的流通面积分成两部分烟气，在绝热烟道18内走进入发生器2的烟气，锅炉烟管19内走加热锅水的烟气。

所述热源将发生器2内的溴化锂稀溶液15加热成溴化锂浓溶液16，发生器2的溴化锂浓溶液出口通过溶液热交换器8连接吸收器3的溴化锂浓溶液入口，且在溶液热交换器8与吸收器3之间的连接管路上设置有减压阀11，吸收器3的溴化锂稀溶液出口通过溶液热交换器8连接发生器2的溴化锂稀溶液入口，且在溶液热交换器8与吸收器3之间的连接管路上设置有溶液泵10，烟管出口烟气13(即加热完热水后的降低温度的高温烟气)和发生器2出口烟气混合，混合烟气连接气液热交换器6在其内部与热网回水14进行换热，第一次加热热网回水14，气液热交换器6烟气出口连接蒸发器5在其内部释放热量后排入大气，蒸发器5的蒸汽出口连接吸收器3，气液热交换器6出水口连接吸收器3的进水口，吸收器3中的溴化锂浓溶液16吸收蒸汽并释放吸收热，第二次加热热网回水14，吸收器3中溴化锂浓溶液16变成溴化锂稀溶液15，吸收器3出水口连接冷凝器4的进水口，发生器2的冷剂蒸汽出口连接冷凝器4，在冷凝器4中释放冷凝热第三次加热热网回水14，冷凝器4的出水口接燃气锅炉1的进水口。

所述蒸发器5的下方设置有用于收集烟气中冷凝水的集水器7，处理后的冷凝水作为锅炉房一次水补水或热网补水。

所述燃气锅炉1采用水平炉膛，外周纵截面呈圆形，炉胆纵截面呈偏心圆形，长方体的外壳围绕燃气锅炉1的侧面设置，发生器2和吸收器3分别设置在长方体外壳的内侧左右上角，冷凝器4位于发生器2的外壳内侧面，溶液热交换器8位于吸收器3的外壳内侧面，发生器2、吸收器3、冷凝器4和溶液热交换器8的长度方向均与炉膛轴向平行，发生器2和吸收器3之间的溴化锂管路设置在长方体外壳的顶面外侧。

所述气液热交换器6分为气路6-1和液路6-2，分别设置在长方体外壳的左右下角，与炉膛轴向平行，热网回水14从长方体外壳前端左下角的入口14-1进入，沿长方体外壳的底面进入液路6-2，并从长方体外壳前端右下角的出口14-2离开液路6-2。

所述蒸发器5设置在燃气锅炉1的后端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)深度利用烟气热量，大量回收冷凝热，锅炉效率提高10个百分点以上。

(2)由锅炉炉胆内天然气燃烧产生的部分高温烟气作为发生器的热源，不需要在发生器上安装燃烧器，节约成本。

(3)一体化设计，占地面积小、体积小。

(4)使用集水器大量回收的烟气中凝结水可作为一次网补水，对回收凝结水具有显著效果。

附图说明

图1为本发明总体框图。

图2、图3、图4、图5为本发明的轴测图。

图6为本发明的正视图。

图7为本发明的右视图。

图8为本发明的俯视图。

图9为本发明的后视图。

图10为图6中的1-1剖视图。

图11为图6中的2-2剖视图。

图12为图6中的3-3剖视图。

图13为图6中的4-4剖视图。

图14为图7中的5-5剖视图，也为高温烟气在后烟室分配结构示意图。

图15为图7中的6-6剖视图，也为高温烟气在后烟室分配结构示意图。

图16为图7中的7-7剖视图。

其中：1为燃气锅炉；2为发生器；3为吸收器；4为冷凝器；5为蒸发器；6为气液热交换器；7为集水器；8为溶液热交换器；9为膨胀阀；10为溶液泵；11为减压阀；12为热网供水；13为锅炉烟气；14为热网回水；15为溴化锂稀溶液；16为溴化锂浓溶液；17为制冷剂蒸汽；18为绝热烟道；19为锅炉烟管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，本发明一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，包括燃气锅炉1、发生器2、吸收器3、冷凝器4、蒸发器5、气液热交换器6、集水器7、溶液热交换器8、膨胀阀9、溶液泵10和减压阀11等。燃气锅炉1的炉胆内天然气燃烧产生的高温烟气在后烟室按比例分成两部分，一部分通过绝热烟道18连接发生器2的烟气入口，进入发生器2作为热源，另一部分进入锅炉烟管19，加热锅水。

高温烟气的分配结构具体如图14和图15所示，在后烟室内设置高温烟气通道，高温烟气通道包括绝热烟道18和锅炉烟管19，绝热烟道18的出口与发生器2的烟气入口连接，绝热烟道18和锅炉烟管19的入口截面与高温烟气方向垂直，根据高温烟气的流通面积分成两部分烟气，在绝热烟道18内走进入发生器2的烟气，锅炉烟管19内走加热锅水的烟气。大管径通道绝热烟道18和小管径通道锅炉烟管19的管径比例根据锅炉的功率改变，锅炉的功率不同，比例也不一样。

本发明采用了一体化设计，整体呈长方体，结构紧凑，占地面积小，体积小。具体参考图2～图16，燃气锅炉1采用水平炉膛，外周纵截面呈圆形，炉胆纵截面呈偏心圆形，长方体的外壳围绕燃气锅炉1的侧面设置，发生器2和吸收器3分别设置在长方体外壳的内侧左右上角，冷凝器4位于发生器2的外壳内侧面，溶液热交换器8位于吸收器3的外壳内侧面，发生器2、吸收器3、冷凝器4和溶液热交换器8的长度方向均与炉膛轴向平行，发生器2和吸收器3之间的溴化锂管路设置在长方体外壳的顶面外侧。

气液热交换器6分为气路6-1和液路6-2，分别设置在长方体外壳的左右下角，与炉膛轴向平行，热网回水14从长方体外壳前端左下角的入口14-1进入，沿长方体外壳的底面进入液路6-2，并从长方体外壳前端右下角的出口14-2离开液路6-2。

蒸发器5设置在燃气锅炉1的后端，内置在烟筒内，烟气通过蒸发器5后直接排入大气。集水器7设置在蒸发器5下方，用于收集烟气中冷凝水，处理后的冷凝水可作为锅炉房一次水补水或热网补水。

再次结合图1，本发明的工作流程为：

在发生器2内，进入发生器2一部分高温烟气，作为热源将溴化锂稀溶液15加热成溴化锂浓溶液16，发生器2的溴化锂浓溶液出口通过溶液热交换器8连接吸收器3的溴化锂浓溶液入口，且在溶液热交换器8与吸收器3之间的连接管路上设置有减压阀11，吸收器3的溴化锂稀溶液出口通过溶液热交换器8连接发生器2的溴化锂稀溶液入口，且在溶液热交换器8与吸收器3之间的连接管路上设置有溶液泵10。

烟管出口烟气13(即加热完热水后的降低温度的高温烟气)和发生器2出口烟气混合，混合烟气连接气液热交换器6在其内部与热网回水14进行换热，第一次加热热网回水14，气液热交换器6烟气出口连接蒸发器5，经气液热交换器6降低温度后的烟气进入蒸发器5在其内部释放热量，将制冷剂液体加热成蒸汽后排入大气。

气液热交换器6出水口连接吸收器3的进水口，第一次加热后的热网回水14经过吸收器3，蒸发器5的蒸汽出口连接吸收器3，蒸发器5中的制冷剂液体吸收上述烟气释放的热量后，蒸发成蒸汽进入吸收器3，吸收器3中的溴化锂浓溶液16吸收蒸汽并释放吸收热，第二次加热热网回水14，同时吸收器3中溴化锂浓溶液16变成溴化锂稀溶液15。

吸收器3中的溴化锂稀溶液15经溶液泵10加压后在溶液热交换器8内和发生器2内的溴化锂浓溶液16进行换热，换热后溴化锂稀溶液15进入发生器2，溴化锂浓溶液16进入吸收器3，如此循环，当达到要求时，通过减压阀11控制暂停循环。

吸收器3出水口连接冷凝器4的进水口，第二次加热后的热网回水14经过冷凝器4，发生器2的冷剂蒸汽出口连接冷凝器4，在发生器2内浓缩过程中产生的冷剂蒸汽进入冷凝器4，在冷凝器4中释放冷凝热第三次加热热网回水14，冷凝器4的出水口接燃气锅炉1的进水口，经过加热后的热网回水14进入燃气锅炉1进行加热。

综上，本发明燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，将锅炉和溴化锂吸收式热泵一体化，一方面深度利用烟气余热，大量回收冷凝热，锅炉效率提高10个百分点以上；另一方面由锅炉炉胆内天然气燃烧产生的部分高温烟气作为发生器的热源，不需要在发生器上安装燃烧器，节约成本，一体化设计，占地面积小、体积小。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，包括燃气锅炉(1)，其特征在于，燃气锅炉(1)的炉胆内天然气燃烧产生的高温烟气在后烟室按比例分成两部分，一部分通过绝热烟道(18)连接发生器(2)的烟气入口，进入发生器(2)作为热源，另一部分进入锅炉烟管(19)，加热锅水。

2.根据权利要求1所述燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，其特征在于，所述后烟室内设置高温烟气通道，所述高温烟气通道包括绝热烟道(18)和锅炉烟管(19)，绝热烟道(18)的出口与发生器(2)的烟气入口连接，绝热烟道(18)和锅炉烟管(19)的入口截面与高温烟气方向垂直，根据高温烟气的流通面积分成两部分烟气，在绝热烟道(18)内走进入发生器(2)的烟气，锅炉烟管(19)内走加热锅水的烟气。

3.根据权利要求1所述燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，其特征在于，所述热源将发生器(2)内的溴化锂稀溶液(15)加热成溴化锂浓溶液(16)，发生器(2)的溴化锂浓溶液出口通过溶液热交换器(8)连接吸收器(3)的溴化锂浓溶液入口，且在溶液热交换器(8)与吸收器(3)之间的连接管路上设置有减压阀(11)，吸收器(3)的溴化锂稀溶液出口通过溶液热交换器(8)连接发生器(2)的溴化锂稀溶液入口，且在溶液热交换器(8)与吸收器(3)之间的连接管路上设置有溶液泵(10)，烟管出口烟气(13)和发生器(2)出口烟气混合，混合烟气连接气液热交换器(6)在其内部与热网回水(14)进行换热，第一次加热热网回水(14)，气液热交换器(6)烟气出口连接蒸发器(5)在其内部释放热量后排入大气，蒸发器(5)的蒸汽出口连接吸收器(3)，气液热交换器(6)出水口连接吸收器(3)的进水口，吸收器(3)中的溴化锂浓溶液(16)吸收蒸汽并释放吸收热，第二次加热热网回水(14)，吸收器(3)中溴化锂浓溶液(16)变成溴化锂稀溶液(15)，吸收器(3)出水口连接冷凝器(4)的进水口，发生器(2)的冷剂蒸汽出口连接冷凝器(4)，在冷凝器(4)中释放冷凝热第三次加热热网回水(14)，冷凝器(4)的出水口接燃气锅炉(1)的进水口。

4.根据权利要求3所述燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，其特征在于，所述蒸发器(5)的下方设置有用于收集烟气中冷凝水的集水器(7)，处理后的冷凝水作为锅炉房一次水补水或热网补水。

5.根据权利要求3所述燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，其特征在于，所述燃气锅炉(1)采用水平炉膛，外周纵截面呈圆形，炉胆纵截面呈偏心圆形，长方体的外壳围绕燃气锅炉(1)的侧面设置，发生器(2)和吸收器(3)分别设置在长方体外壳的内侧左右上角，冷凝器(4)位于发生器(2)的外壳内侧面，溶液热交换器(8)位于吸收器(3)的外壳内侧面，发生器(2)、吸收器(3)、冷凝器(4)和溶液热交换器(8)的长度方向均与炉膛轴向平行，发生器(2)和吸收器(3)之间的溴化锂管路设置在长方体外壳的顶面外侧。

6.根据权利要求5所述燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，其特征在于，所述气液热交换器(6)分为气路(6-1)和液路(6-2)，分别设置在长方体外壳的左右下角，与炉膛轴向平行，热网回水(14)从长方体外壳前端左下角的入口(14-1)进入，沿长方体外壳的底面进入液路(6-2)，并从长方体外壳前端右下角的出口(14-2)离开液路(6-2)。

7.根据权利要求5所述燃气锅炉吸收式热泵一体化供热装置，其特征在于，所述蒸发器(5)设置在燃气锅炉(1)的后端。

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