CN218033218U - 一种气电耦合燃气锅炉烟气利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，包括锅炉机构和常温水罐，锅炉机构的出烟口连接喷淋罐，喷淋罐连接热泵机组，热泵机组通过集热管路一连接承压高温蓄热水罐，承压高温蓄热水罐连接谷电供汽装置，承压高温蓄热水罐通过给水管连接锅炉机构，热泵机组通过集热管路二连接常压蓄热水罐，锅炉机构通过节水管连接常压蓄热水罐。本实用新型针对喷淋液热能量大，品质不高等特性，采用超高温热泵机组来充分利用这部分热能，从而进一步提升烟气热量的吸收率，实现全能量利用。将收集的烟气热量分成承压存储和常压存储，由此根据不同用电时段，耗电供汽或电气耦合供汽，从而实现优化用电，针对性储能释放，提升热能利用效率和利用效果。
Description
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种锅炉设备，特别是一种气电耦合燃气锅炉烟气利用系统。
背景技术
锅炉房供热是北方城镇供热的一种主要方式，随着煤改气为代表的清洁能源方式的推进，天然气的消耗量在大幅增加，天然气燃烧会产生含有大量水蒸气，温度一般为90～100℃的烟气，具有很大的回收利用市场，现有的回收利用系统将回收的烟气潜热直接输入外网供水管或向用户供热，没有实现烟气潜热的高效利用，烟气热损失高达30％～50％，因此烟气利用率低。
例如，中国专利文献曾公开了一种烟气余热回收系统【中国专利号：CN202111158770.5】，本发明涉及一种烟气余热回收系统。所述烟气余热回收系统，包括：一级换热单元、余热回收单元和余热利用单元；余热回收单元，包括喷淋罐体、喷淋组件以及换热器，喷淋组件位于喷淋罐体内；喷淋罐体的进烟口和一级换热单元的出烟口连通，出水口和换热器的热水进口连通；回水口与换热器的冷水出口连通；余热利用单元包括：补水单元和空气预热单元；余热利用单元与换热器连通，补水单元的进水口与自来水管连通，出水口与所述换热器的冷水进口连通；空气预热单元的进水口和换热器的热水出口连通，出水口与换热器的冷水进口连通。本系统可实现对降至露点温度以下的烟气中的潜热进行阶级式的高效回收利用。
上述技术方案中，并未对收集的烟气余热进行有效存储，进而无法进行谷电与非谷电时段的区分使用，仍然无法应对耗电量的变化特性进行针对性热量利用，进一步导致热量无法存储形成分配利用，同样造成热量集中浪费，烟气热量利用不够完善。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种采用喷淋方式收集烟气热量，并相应存储对应不同用电时段，采用针对性方式供汽，优化热能划分利用的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，包括锅炉机构和常温水罐，所述锅炉机构的出烟口连接喷淋罐，所述喷淋罐连接热泵机组，所述热泵机组通过集热管路一连接承压高温蓄热水罐，所述承压高温蓄热水罐连接谷电供汽装置，所述承压高温蓄热水罐通过给水管连接所述锅炉机构，所述热泵机组通过集热管路二连接常压蓄热水罐，所述锅炉机构通过节水管连接所述常压蓄热水罐。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述锅炉机构包括相连通的燃气锅炉和节能器，所述燃气锅炉的进风口连接鼓风机，所述节能器通过所述出烟口连接所述烟气喷淋罐。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述常温水罐通过供水管连接位于所述节能器中的换热机构。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述常温水罐通过输水管连接设置于所述喷淋罐中的吸热盘管，所述吸热盘管通过送水管连接所述热泵机组。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述热泵机组包括呈回路连接的蒸发器、膨胀阀、冷凝器和压缩机，所述送水管连通所述蒸发器的换热进口，所述蒸发器的换热出口通过回流管连接所述常温水罐。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述冷凝器通过所述集热管路一连接所述承压高温蓄热水罐的储水腔。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述冷凝器通过所述集热管路二连接所述常压蓄热水罐，所述节能器通过所述节水管连接所述常压蓄热水罐。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述常压蓄热水罐通过支水管连接所述冷凝器的吸热进口。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述承压高温蓄热水罐内设置电加热装置，所述承压高温蓄热水罐的顶部通过排汽口连接所述谷电供汽装置，所述承压高温蓄热水罐通过所述给水管连接所述燃气锅炉。
在上述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统中，所述常压蓄热水罐通过注水管连接所述承压高温蓄热水罐。
与现有技术相比，本气电耦合燃气锅炉烟气利用系统具有以下有益效果：
1、针对喷淋液热能量大，品质不高等特性，无法被节能器进水全部吸收利用，进而采用超高温热泵机组来充分利用这部分热能，从而进一步提升烟气热量的吸收率，实现全能量利用。
2、将收集的烟气热量进行转化后，分成承压存储和常压存储，由此根据不同用电时段，耗电供汽或电气耦合供汽，从而实现优化用电，针对性储能释放，提升热能利用效率和利用效果。
附图说明
图1是本气电耦合燃气锅炉烟气利用系统的原理结构图。
图中，1、燃气锅炉；2、节能器；3、喷淋罐；4、常温水罐；5、蒸发器；6、膨胀阀；7、冷凝器；8、压缩机；9、常压蓄热水罐；10、承压高温蓄热水罐； 11、谷电供汽装置。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，包括锅炉机构和常温水罐4，锅炉机构的出烟口连接喷淋罐3，喷淋罐3连接热泵机组，热泵机组通过集热管路一连接承压高温蓄热水罐10，承压高温蓄热水罐10连接谷电供汽装置11，承压高温蓄热水罐10通过给水管连接锅炉机构，热泵机组通过集热管路二连接常压蓄热水罐9，锅炉机构通过节水管连接常压蓄热水罐9。
锅炉机构包括相连通的燃气锅炉1和节能器2，燃气锅炉1的进风口连接鼓风机，节能器2通过出烟口连接烟气喷淋罐3。
常温水罐4通过供水管连接位于节能器2中的换热机构。节能器2进水来自常温水罐4，直接用常温水去降低经过节能器2的烟气温度，从而控制进入喷淋罐3内的烟气温度不超过70℃。
常温水罐4通过输水管连接设置于喷淋罐3中的吸热盘管，吸热盘管通过送水管连接热泵机组。
热泵机组包括呈回路连接的蒸发器5、膨胀阀6、冷凝器7和压缩机8，送水管连通蒸发器5的换热进口，蒸发器5的换热出口通过回流管连接常温水罐4。
冷凝器7通过集热管路一连接承压高温蓄热水罐10的储水腔。
冷凝器7通过集热管路二连接常压蓄热水罐9，节能器2通过节水管连接常压蓄热水罐9。
常压蓄热水罐9通过支水管连接冷凝器7的吸热进口。
承压高温蓄热水罐10内设置电加热装置，承压高温蓄热水罐10的顶部通过排汽口连接谷电供汽装置11，承压高温蓄热水罐10通过给水管连接燃气锅炉 1。
常压蓄热水罐9通过注水管连接承压高温蓄热水罐10。在谷电时，常压蓄热水罐9向承压高温蓄热水罐10注水，实现气电耦合双向蓄热，从而大幅降低整个系统的运行成本。
本气电耦合燃气锅炉烟气利用系统的运作方式如下：
锅炉机构排出的烟气进入喷淋罐3内，烟气中的显热和冷凝水潜热被喷淋水吸收，收集在喷淋罐3下部的喷淋水中。锅炉机构排烟温度在35℃左右，烟气中的冷凝水排放温度在25℃左右，锅炉燃气中的热能得到了充分利用。喷淋罐 3内未经换热冷却的喷淋水温度一般不超过50℃，这部份热能量大，但品质不高，无法被节能器2进水全部吸收利用，进而利用热泵机组来充分利用这部分热能。热泵机组吸收的热量一部分储存在承压高温蓄热水罐10内，另一部分储存在常压蓄热水罐9内。
在谷电时，承压高温蓄热水罐10通过电加热装置加热罐内的水，产生蒸汽，向系统外提供蒸汽；非谷电时，燃气锅炉1向系统外提供蒸汽，且燃气锅炉1 的给水为承压高温蓄热水罐10内的饱和水。
燃气锅炉1运行时，常压蓄热水罐9存储经节能器2出来的中温热水。热泵机组将喷淋罐3下部喷淋水中的低品质热能，转移到常压蓄热水罐9内的中温水中，实现燃气锅炉1烟气全能量利用。常压蓄热水罐9内的热水作为吸热介质，通过热泵机组，吸收来自喷淋罐3下部的喷淋水中的低品质热能，使常压蓄热水罐9内的热水温度进一步提高。在谷电时，常压蓄热水罐9向承压高温蓄热水罐10注水，实现气电耦合双向蓄热，从而大幅降低整个系统的运行成本。
与现有技术相比，本气电耦合燃气锅炉烟气利用系统具有以下有益效果：
1、针对喷淋液热能量大，品质不高等特性，无法被节能器进水全部吸收利用，进而采用超高温热泵机组来充分利用这部分热能，从而进一步提升烟气热量的吸收率，实现全能量利用。
2、将收集的烟气热量进行转化后，分成承压存储和常压存储，由此根据不同用电时段，耗电供汽或电气耦合供汽，从而实现优化用电，针对性储能释放，提升热能利用效率和利用效果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了燃气锅炉1；节能器2；喷淋罐3；常温水罐4；蒸发器5；膨胀阀6；冷凝器7；压缩机8；常压蓄热水罐9；承压高温蓄热水罐10；谷电供汽装置11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
Claims (10)
1.一种气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，包括锅炉机构和常温水罐，其特征在于，所述锅炉机构的出烟口连接喷淋罐，所述喷淋罐连接热泵机组，所述热泵机组通过集热管路一连接承压高温蓄热水罐，所述承压高温蓄热水罐连接谷电供汽装置，所述承压高温蓄热水罐通过给水管连接所述锅炉机构，所述热泵机组通过集热管路二连接常压蓄热水罐，所述锅炉机构通过节水管连接所述常压蓄热水罐。
2.如权利要求1所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述锅炉机构包括相连通的燃气锅炉和节能器，所述燃气锅炉的进风口连接鼓风机，所述节能器通过所述出烟口连接烟气喷淋罐。
3.如权利要求2所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述常温水罐通过供水管连接位于所述节能器中的换热机构。
4.如权利要求2所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述常温水罐通过输水管连接设置于所述喷淋罐中的吸热盘管，所述吸热盘管通过送水管连接所述热泵机组。
5.如权利要求4所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述热泵机组包括呈回路连接的蒸发器、膨胀阀、冷凝器和压缩机，所述送水管连通所述蒸发器的换热进口，所述蒸发器的换热出口通过回流管连接所述常温水罐。
6.如权利要求5所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述冷凝器通过所述集热管路一连接所述承压高温蓄热水罐的储水腔。
7.如权利要求5所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述冷凝器通过所述集热管路二连接所述常压蓄热水罐，所述节能器通过所述节水管连接所述常压蓄热水罐。
8.如权利要求5所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述常压蓄热水罐通过支水管连接所述冷凝器的吸热进口。
9.如权利要求2所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述承压高温蓄热水罐内设置电加热装置，所述承压高温蓄热水罐的顶部通过排汽口连接所述谷电供汽装置，所述承压高温蓄热水罐通过所述给水管连接所述燃气锅炉。
10.如权利要求1所述的气电耦合燃气锅炉烟气利用系统，其特征在于，所述常压蓄热水罐通过注水管连接所述承压高温蓄热水罐。
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