CN219638906U - 一种低温烟气热能全回收热电联供系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温烟气热能全回收热电联供系统，包括低温烟气热利用蒸气发生系统、工质蒸气膨胀发电系统、高效冷凝热利用空气加热系统及备用冷凝系统；低温烟气热利用蒸气发生系统采用高温循环热水将低温烟气热能置换后加热工质液体产工质蒸气；工质蒸气膨胀发电系统采用高压工质蒸气进行膨胀做功发电；高效冷凝热利用空气加热系统采用低温循环热水将低压工质蒸气热能置换后加热冷空气。本实用新型的有益效果是：在空气加热时段利用冷凝热加热空气，做到了热电联供，实现了低温烟气热能的全回收；在空气不加热时段切换为余热发电，做到了低温烟气热能回收的持续不间断，实现了节能效益的连续累积，可以避免脱硫前的烟气热能被浪费。

Description

一种低温烟气热能全回收热电联供系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉尾部烟气的余热综合利用技术领域，尤其是涉及一种低温烟气热能全回收热电联供系统。

背景技术

锅炉尾部烟气脱硫(如申请号为CN201920146738.7的中国实用新型专利)前后存在较大的温度差，若锅炉燃料为低硫煤或者采用炉内脱硫工艺，则尾部烟气酸露点较低，脱硫前的烟气尚有利用价值。

现有技术中，脱硫前的烟气的热能未被利用，导致烟气中的热量被浪费。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种低温烟气热能全回收热电联供系统，用以解决现有技术中，由于脱硫前烟气的热能未被利用，导致烟气中的热量被浪费的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种低温烟气热能全回收热电联供系统，包括：低温烟气热利用蒸气发生系统、工质蒸气膨胀发电系统、高效冷凝热利用空气加热系统及备用冷凝系统；

所述低温烟气热利用蒸气发生系统采用高温循环热水将低温烟气热能置换后加热工质液体产工质蒸气；

所述工质蒸气膨胀发电系统采用高压工质蒸气进行膨胀做功发电；

所述高效冷凝热利用空气加热系统采用低温循环热水将低压工质蒸气热能置换后加热冷空气；

所述备用冷凝系统用于在不需要空气加热的时段切换为循环冷却水冷凝低压工质蒸气。

在一些实施例中，所述低温烟气热利用蒸气发生系统包括热交换器、高温热水循环泵及工质泵，热交换器的第一介质输入口接烟气输入管路，热交换器的第二介质输入口与高温热水循环泵的输出口连通；热交换器的第一介质输出口接烟气输出管路，热交换器的第二介质输出口与蒸气发生器的第二介质输入口连通；蒸气发生器的第一介质输入口与工质泵的输出口通过工质泵输出管路相连通，蒸气发生器的第一介质输出口与稳压阀的输入口通过高压蒸气管路相连通，蒸气发生器的第二介质输出口与高温热水循环泵的输入口通过高温热水循环泵输入管路相连通。

在一些实施例中，热交换器的第二介质输入口与高温热水循环泵的输出口通过高温热水循环泵输出管路相连通。

在一些实施例中，热交换器的第二介质输出口与蒸气发生器的第二介质输入口通过高温热水供水管路相连通。

在一些实施例中，所述工质蒸气膨胀发电系统包括膨胀机，膨胀机的输入口与稳压阀的输出口通过膨胀机高压蒸气输入管路相连通，膨胀机的第一介质输出口接发电机，膨胀机的第二介质输出口接膨胀机低压工质蒸气输出管路。

在一些实施例中，所述高效冷凝热利用空气加热系统包括冷凝器、低温热水循环泵及热水型空气加热装置，冷凝器的第一介质输入口接膨胀机低压工质蒸气输出管路，冷凝器的第一介质输出口与工质泵的输入口连通；冷凝器的第二介质输入口与低温热水循环泵的输出口连通，冷凝器的第二介质输出口与热水型空气加热装置的第一介质输入口通过低温热水供水管路及低温热水供水切断阀相连通；热水型空气加热装置的第一介质输出口与低温热水循环泵的输入口连通，热水型空气加热装置的第二介质输入口接冷空气输入管路，热水型空气加热装置的第二介质输出口接热空气输出管路。

在一些实施例中，冷凝器的第一介质输出口与工质泵的输入口通过工质泵输入管路相连通。

在一些实施例中，冷凝器的第二介质输入口与低温热水循环泵的输出口通过低温热水循环泵输出管路及低温热水回水切断阀相连通。

在一些实施例中，热水型空气加热装置的第一介质输出口与低温热水循环泵的输入口通过低温热水循环泵输入管路相连通。

在一些实施例中，所述备用冷凝系统包括循环冷却水供水阀及循环冷却水回水阀，热水型空气加热装置的第三介质输入口与循环冷却水供水阀通过循环冷却水供水管路相连通，热水型空气加热装置的第三介质输出口与循环冷却水回水阀通过循环冷却水回水管路相连通。

与现有技术相比，本实用新型提出的技术方案的有益效果是：在空气加热时段利用冷凝热加热空气，做到了热电联供，实现了低温烟气热能的全回收；在空气不加热时段切换为余热发电，做到了低温烟气热能回收的持续不间断，实现了节能效益的连续累积，通过本实用新型可以避免脱硫前的烟气热能被浪费。

附图说明

图1是本实用新型提供的低温烟气热能全回收热电联供系统的一实施例的结构示意图；

图2是图1中的高效冷凝热利用空气加热系统的结构示意图；

图中：1-低温烟气热利用蒸气发生系统、11-热交换器、12-高温热水循环泵、13-烟气输入管路、14-高温热水循环泵输出管路、15-烟气输出管路、16-蒸气发生器、17-高温热水供水管路、18-高压蒸气管路、19-工质泵、110-工质泵输出管路、111-稳压阀、112-高温热水循环泵输入管路、2-工质蒸气膨胀发电系统、21-膨胀机、22-膨胀机高压蒸气输入管路、23-发电机、24-膨胀机低压工质蒸气输出管路、3-高效冷凝热利用空气加热系统、31-冷凝器、32-工质泵输入管路、33-低温热水循环泵、34-低温热水循环泵输出管路、35-低温热水回水切断阀、36-热水型空气加热装置、37-低温热水供水管路、38-低温热水供水切断阀、39-低温热水循环泵输入管路、310-冷空气输入管路、311-热空气输出管路、4-备用冷凝系统、41-循环冷却水供水阀、42-循环冷却水供水管路、43-循环冷却水回水阀、44-循环冷却水回水管路。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

请参照图1和图2，本实用新型提供了一种低温烟气热能全回收热电联供系统，包括低温烟气热利用蒸气发生系统1、工质蒸气膨胀发电系统2、高效冷凝热利用空气加热系统3及备用冷凝系统4。

请参照图1，所述低温烟气热利用蒸气发生系统1采用高温循环热水将低温烟气热能置换后加热工质液体产工质蒸气，其具体包括热交换器11、高温热水循环泵12及工质泵19，热交换器11的第一介质输入口接烟气输入管路13，热交换器11的第二介质输入口与高温热水循环泵12的输出口通过高温热水循环泵输出管路14相连通；热交换器11的第一介质输出口接烟气输出管路15，热交换器11的第二介质输出口与蒸气发生器16的第二介质输入口通过高温热水供水管路17相连通；蒸气发生器16的第一介质输入口与工质泵19的输出口通过工质泵输出管路110相连通，蒸气发生器16的第一介质输出口与稳压阀111的输入口通过高压蒸气管路18相连通，蒸气发生器16的第二介质输出口与高温热水循环泵12的输入口通过高温热水循环泵输入管路112相连通。

请参照图1，所述工质蒸气膨胀发电系统2采用高压工质蒸气进行膨胀做功发电，其具体包括膨胀机21，膨胀机21的输入口与稳压阀111的输出口通过膨胀机高压蒸气输入管路22相连通，膨胀机21的第一介质输出口接发电机23，膨胀机21的第二介质输出口接膨胀机低压工质蒸气输出管路24。

请参照图1和图2，所述高效冷凝热利用空气加热系统3采用低温循环热水将低压工质蒸气热能置换后加热冷空气，其具体包括冷凝器31、低温热水循环泵33及热水型空气加热装置36，冷凝器31的第一介质输入口接膨胀机低压工质蒸气输出管路24，冷凝器31的第一介质输出口与工质泵19的输入口通过工质泵输入管路32相连通；冷凝器31的第二介质输入口与低温热水循环泵33的输出口通过低温热水循环泵输出管路34及低温热水回水切断阀35相连通，冷凝器31的第二介质输出口与热水型空气加热装置36的第一介质输入口通过低温热水供水管路37及低温热水供水切断阀38相连通；热水型空气加热装置36的第一介质输出口与低温热水循环泵33的输入口通过低温热水循环泵输入管路39相连通，热水型空气加热装置36的第二介质输入口接冷空气输入管路310，热水型空气加热装置36的第二介质输出口接热空气输出管路311，本实施例中，热空气输出管路311接空气预热器，提高进空气预热器的空气温度，防止其低温腐蚀，在其他实施例中，热空气输出管路311也可以接其他需要使用热空气的设备，本实用新型对此不做限定。

请参照图1和图2，所述备用冷凝系统4用于在不需要空气加热的时段切换为循环冷却水冷凝低压工质蒸气，其具体包括循环冷却水供水阀41及循环冷却水回水阀43，热水型空气加热装置36的第三介质输入口与循环冷却水供水阀41通过循环冷却水供水管路42相连通，热水型空气加热装置36的第三介质输出口与循环冷却水回水阀43通过循环冷却水回水管路44相连通。

本实用新型提供的低温烟气热能全回收热电联供系统，其工作过程如下：

空气加热时段：开启低温热水供水切断阀及低温热水回水切断阀35，关闭循环冷却水供水阀41及循环冷却水回水阀43，此时整个系统处于热电联供状态，低温烟气进入热交换器11，被高温热水循环泵12输送来的高温热水降温后进入后续脱硫系统；高温热水升温后进入蒸气发生器16，将工质泵19输送来的工质液体加热为高压工质蒸气，高温热水降温后返回高温热水循环泵12；高压工质蒸气经稳压阀111调压后进入膨胀机21做功后排出低压工质蒸气，做功的同时带动发电机23发电；低压工质蒸气进入冷凝器31，被低温热水循环泵33输送来的低温热水冷凝为工质液体后返回工质泵19；低温热水升温后进入热水型空气加热装置36，将冷空气加热后送往空气预热器，以防止空气预热器遭到低温腐蚀，低温热水降温后返回低温热水循环泵33。

空气不加热时段：在环境温度较高、进空气预热器的空气不需要预热的时段，关闭低温热水供水切断阀及低温热水回水切断阀35，开启循环冷却水供水阀41及循环冷却水回水阀43，此时整个系统处于余热发电状态，低温热水回路切换为循环冷却水回路，即此时停用热水型空气加热装置36，采用循环冷却水将低压工质蒸气冷凝为工质液体，其余工作过程与空气加热时段相同。

本实用新型提供的技术方案的有益效果如下：

(1)在空气加热时段利用冷凝热加热空气，做到了热电联供，实现了低温烟气热能的全回收；

(2)在空气不加热时段切换为余热发电，做到了低温烟气热能回收的持续不间断，实现了节能效益的连续累积，通过本实用新型可以避免脱硫前的烟气热能被浪费。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，包括：低温烟气热利用蒸气发生系统、工质蒸气膨胀发电系统、高效冷凝热利用空气加热系统及备用冷凝系统；

所述低温烟气热利用蒸气发生系统采用高温循环热水将低温烟气热能置换后加热工质液体产工质蒸气；

所述工质蒸气膨胀发电系统采用高压工质蒸气进行膨胀做功发电；

所述高效冷凝热利用空气加热系统采用低温循环热水将低压工质蒸气热能置换后加热冷空气；

所述备用冷凝系统用于在不需要空气加热的时段切换为循环冷却水冷凝低压工质蒸气。

2.根据权利要求1所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，所述低温烟气热利用蒸气发生系统包括热交换器、高温热水循环泵及工质泵，热交换器的第一介质输入口接烟气输入管路，热交换器的第二介质输入口与高温热水循环泵的输出口连通；热交换器的第一介质输出口接烟气输出管路，热交换器的第二介质输出口与蒸气发生器的第二介质输入口连通；蒸气发生器的第一介质输入口与工质泵的输出口通过工质泵输出管路相连通，蒸气发生器的第一介质输出口与稳压阀的输入口通过高压蒸气管路相连通，蒸气发生器的第二介质输出口与高温热水循环泵的输入口通过高温热水循环泵输入管路相连通。

3.根据权利要求2所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，热交换器的第二介质输入口与高温热水循环泵的输出口通过高温热水循环泵输出管路相连通。

4.根据权利要求2所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，热交换器的第二介质输出口与蒸气发生器的第二介质输入口通过高温热水供水管路相连通。

5.根据权利要求2所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，所述工质蒸气膨胀发电系统包括膨胀机，膨胀机的输入口与稳压阀的输出口通过膨胀机高压蒸气输入管路相连通，膨胀机的第一介质输出口接发电机，膨胀机的第二介质输出口接膨胀机低压工质蒸气输出管路。

6.根据权利要求5所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，所述高效冷凝热利用空气加热系统包括冷凝器、低温热水循环泵及热水型空气加热装置，冷凝器的第一介质输入口接膨胀机低压工质蒸气输出管路，冷凝器的第一介质输出口与工质泵的输入口连通；冷凝器的第二介质输入口与低温热水循环泵的输出口连通，冷凝器的第二介质输出口与热水型空气加热装置的第一介质输入口通过低温热水供水管路及低温热水供水切断阀相连通；热水型空气加热装置的第一介质输出口与低温热水循环泵的输入口连通，热水型空气加热装置的第二介质输入口接冷空气输入管路，热水型空气加热装置的第二介质输出口接热空气输出管路。

7.根据权利要求6所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，冷凝器的第一介质输出口与工质泵的输入口通过工质泵输入管路相连通。

8.根据权利要求6所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，冷凝器的第二介质输入口与低温热水循环泵的输出口通过低温热水循环泵输出管路及低温热水回水切断阀相连通。

9.根据权利要求6所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，热水型空气加热装置的第一介质输出口与低温热水循环泵的输入口通过低温热水循环泵输入管路相连通。

10.根据权利要求6所述的低温烟气热能全回收热电联供系统，其特征在于，所述备用冷凝系统包括循环冷却水供水阀及循环冷却水回水阀，热水型空气加热装置的第三介质输入口与循环冷却水供水阀通过循环冷却水供水管路相连通，热水型空气加热装置的第三介质输出口与循环冷却水回水阀通过循环冷却水回水管路相连通。