天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱管、空氣預熱器、直接接觸式換熱器和吸收式熱栗組成的煙氣余熱回收系統，屬于余熱深度利用技術領域。
【背景技術】
[0002]為治理大氣污染，我國許多城市都開展了“煤改氣”工程(燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐)，雖然空氣質量得到一定的改善，但消耗了大量的天然氣，如何高效使用天然氣，減少天然氣的使用量是現在急需解決的問題。
[0003]提高鍋爐熱效率對煙氣余熱進行回收是減少天然氣用量的有效方法之一，民用燃氣供暖鍋爐排煙溫度為150?250°C，煙氣中含有大量水蒸氣，水蒸氣的汽化潛熱占天然氣高位發熱量的10?11%，潛熱回收的潛力很大。燃氣鍋爐排煙露點溫度約為58 °C，要回收這部分潛熱必須將煙氣溫度降到露點溫度以下，這就需要提供溫度足夠低的低溫冷源來和排煙進行換熱，而采用傳統換熱器只回收了煙氣的顯熱和部分潛熱，余熱未被完全回收利用，節能潛力有限；目前煙氣余熱回收大多采用水為換熱介質，換熱后的熱水作為熱網回水回到鍋爐，但由于供暖回水溫度高達50?60°C，換熱后熱水溫度達不到熱網回水溫度要求，回收的熱量無法直接利用;此外采用直接接觸式換熱器換熱后的熱水受到污染無法滿足熱網回水的水質要求。
[0004]煙氣余熱回收要充分、合理、便捷地利用熱量，就需要充分考慮熱量回收和熱量利用之間匹配的問題，并解決煙氣余熱回收的幾個難題:①提供穩定的低溫冷源;②提高換熱工質可利用溫度;③解決換熱工質水質問題。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是充分、合理、便捷地利用煙氣余熱，解決煙氣余熱回收存在的難題，提供一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:一種熱管、空氣預熱器、直接接觸式換熱器和吸收式熱栗組成的煙氣余熱回收系統，包括燃氣鍋爐、分離式熱管換熱器、吸收式熱栗、空氣預熱器、直接接觸式換熱器、外循環水栗、內循環水栗、煙道、風閥以及風機組成。從燃氣鍋爐出來的煙氣通過分離式熱管換熱器，間接將熱量傳遞給吸收式熱栗的發生器，驅動熱栗運行，制取低溫冷水作為直接接觸換熱器和煙氣換熱的低溫冷源，熱栗運行無需消耗高品位的電能直接利用煙氣熱量，完成煙氣熱量的動力回收;從分離式熱管換熱器出來的煙氣進入空氣預熱器預熱冷空氣，被加熱的空氣進入鍋爐和燃氣混合燃燒，加熱冷空氣實現煙氣的顯熱回收;從空氣預熱器中出來的煙氣進入直接接觸式換熱器和從熱栗蒸發器出來的低溫冷水換熱，被加熱的低溫冷水回到蒸發器作為蒸發器的熱源，煙氣和低溫冷水接觸換熱實現煙氣的潛熱回收;煙氣依次通過分離式熱管換熱器、空氣預熱器和直接接觸式換熱器，溫度逐級降低被利用實現煙氣的梯級利用;進入吸收式熱栗冷凝器的鍋爐低溫給水變為高溫給水送入鍋爐。
[0007]所述的吸收式熱栗在天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統中的作用:用熱栗的蒸發器制取低溫冷水，在直接接觸式換熱器中用于和煙氣換熱，為煙氣冷凝提供穩定的低溫冷源;經過吸收式熱栗鍋爐低溫給水變為高溫給水，使被加熱熱水溫度滿足了鍋爐回水溫度要求;采用吸收式熱栗使熱網水和煙氣隔離開來，避免被加熱工質被污染滿足熱網回收水質要求。
[0008]所述的燃氣鍋爐設有煙道，煙道I為主煙道，煙道2為旁通煙道，作為主煙道的備用煙道在主煙道發生故障時使用;所述的煙道上都安裝風閥，用于啟閉煙道。
[0009]所述的煙道8-1依次連接分離式換熱器2、空氣預熱器4，直接接觸式換熱器5。所述的分離式換熱器2和吸收式熱栗3的發生器3-1連接，為熱栗運行提供驅動力;所述的空氣預熱器4上設有冷空氣入口 13和熱空氣出口 14，熱空氣出口 14和燃氣鍋爐I連接，用于將熱空氣送入燃氣鍋爐燃燒室和天然氣混合燃燒;所述的直接接觸式換熱器5出水口 15通過內循環水栗11以及相應的水管路和蒸發器3-4冷凍水入口 16相連，蒸發器冷凍水出口 17與直接接觸換熱器循環水進口 18相連。
[0010]上述直接接觸式換熱器5設有pH傳感器5-1，當傳感器感知pH值低于設定之后報警，向直接接觸式換熱器注入堿液將循環水調成中性;在直接接觸換熱器上設置溢水管5-2，當直接接觸式換熱器中水位到達警戒水位時泄水;在直接接觸換熱器煙氣出口 19設置除霧器5-3防止循環水流失;在直接接觸式換熱器煙氣出口設風機10，增加煙氣排除的動力，解決排煙動力不足的問題;在上述風機10后煙道上設風閥9。
[0011]所述的吸收式熱栗3系統包括發生器3-1、吸收器3-2、冷凝器3-3、蒸發器3-4、節流閥3-5和溶液栗3-6;上述的發生器3-1為熱水或蒸汽驅動的發生器，熱水或蒸汽由分離式熱管換熱器提供;所述的冷凝器3-3設有低溫給水入口 20和高溫給水出口 21，高給水通過水管路以及外循環水栗和燃氣鍋爐回水入口 22相連。
[0012]本實用新型的有用效果是:采用煙氣驅動熱栗回收煙氣熱量既不消耗電能也不消耗燃氣更節能;在熱栗發生器中引入熱管換熱器回收煙氣余熱的動力，有效的解決了煙氣和熱栗直接接觸造成工質污染、設備腐蝕的問題;通過熱管換熱器、空氣預熱器和和直接接觸式換熱器對煙氣熱量的逐級吸收，實現了煙氣余熱的動力回收、顯熱回收和潛熱回收的全熱回收;充分考慮熱量回收和熱量利用之間匹配的問題，實現了煙氣溫度的梯級利用。
【附圖說明】

[0013]圖1是本實用新型一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統示意圖。
[0014]圖2是本實用新型煙氣余熱回收過程圖。
[0015]圖3是直接接觸式換熱器結構圖。
[0016]圖中:1、燃氣鍋爐，2、分離式熱管換熱器，3、吸收式熱栗，3-1、發生器，3-2、吸收器，3-3、冷凝器，3-4、蒸發器，3-5、節流閥，3-6、溶液栗，4、空氣預熱器，5直接接觸式換熱器，5-1、pH傳感器，5-2、溢水管，5-3、除霧器，6、風閥I，7、風閥2，8、煙道，8-1、煙道I，8-2、煙道2，9、風閥3，10、風機，11、內循環水栗，12、外循環水栗，13、空氣預熱器冷空氣入口，14、空氣預熱器熱空氣出口，15、直接接觸式換熱器循環水出口，16、蒸發器冷凍水入口，17、蒸發器冷凍水出口，18、直接接觸式換熱器循環水入口，19、直接接觸式換熱器煙氣出口，20、冷凝器低溫給水入口，21、冷凝器高溫給水出口，22、燃氣鍋爐回水入口。
【具體實施方式】
[0017]下面結合說明書附圖，對本實用新型作詳細描述。
[0018]圖1是本實用新型的整體結構示意圖，煙氣從燃氣鍋爐I出來通過煙道8-1進入分尚式熱管換熱器2，熱管獲得熱量作為發生器3-1的驅動力驅動吸收式熱栗運行；從分尚式熱管換熱器出來的煙氣進入空氣預熱器4和進入空氣預熱器的冷空氣逆流進行熱交換，被加熱的冷空氣進入燃氣鍋爐I的燃燒室和天然氣混合燃燒;從空氣預熱器4出來的煙氣進入直接接觸式換熱器5，和從蒸發器3-4出來的冷凍水接觸換熱，換熱后的循環水經過內循環水栗11從蒸發器3-4的冷凍水入口 16進入回到蒸發器。低溫給水經冷凝器3-3換熱后經外循環水栗12從燃氣鍋爐回水入口 22進入鍋爐。
[0019]風閥起到啟閉煙道的作用，當煙氣余熱回收系統正常運行時，風閥1、風閥3開啟，風閥2關閉；當煙氣余熱回首系統出現故障時，風閥2開啟，風閥1、風閥3關閉。
[0020]圖2是本實用新型煙氣余熱回收過程圖，煙氣經分離式熱管換熱器換熱作為發生器的驅動力實現煙氣余熱的動力回收;煙氣經空氣預熱器和冷空氣換熱實現煙氣余熱的顯熱回收;煙氣經直接接觸式換熱器和冷凍水換熱實現煙氣余熱的潛熱回收。
[0021]圖3是直接接觸式換熱器結構圖，在直接接觸式換熱器5上設置pH感應器，當傳感器感知pH值低于設定之后報警，向直接接觸式換熱器注入堿液將循環水調成中性;設置溢水管5-2，當直接接觸式換熱器中水位到達警戒水位時泄水;在直接接觸換熱器煙氣出口 19設置除霧器5-3防止循環水流失;在直接接觸式換熱器煙氣出口設風機10，增加煙氣排除的動力，解決排煙動力不足的問題;在上述風機10后煙道上設風閥9。
【主權項】
1.一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統，其特征在于:主要包括燃氣鍋爐(I)、分離式熱管換熱器(2)、吸收式熱栗(3)、空氣預熱器(4)、直接接觸式換熱器(5)、外循環水栗(12)、內循環水栗(11)、煙道、風閥以及風機(10);煙氣通過分離式熱管換熱器(2)，間接將熱量傳遞給發生器(3-1)，驅動吸收式熱栗(3)運行;煙氣從分離式熱管換熱器(2)出來進入空氣預熱器(4)預熱冷空氣，被加熱的空氣進入鍋爐和燃氣混合燃燒;從空氣預熱器(4)中出來的煙氣進入直接接觸式換熱器(5)和從熱栗蒸發器(3-4)出來的低溫冷水換熱，被加熱的低溫冷水回到蒸發器作為蒸發器的熱源;通過吸收式熱栗(3)進入熱栗冷凝器(3-3)的鍋爐低溫給水變為高溫給水送入鍋爐。2.根據權利要求1所述天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統，其特征在于:所述的煙道(8-1)依次連接分離式換熱器(2)、空氣預熱器(4)，直接接觸式換熱器(5);所述的分離式換熱器(2)和吸收式熱栗(3)的發生器(3-1)連接;所述的空氣預熱器(4)熱空氣出口(14)和燃氣鍋爐(I)連接;所述的直接接觸式換熱器(5 )出水口( 15 )通過內循環水栗(11)以及相應的水管路和蒸發器(3-4)冷凍水入口( 16)相連，蒸發器冷凍水出口( 17)與直接接觸換熱器循環水進口(18)相連。3.根據權利要求1所述天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統，其特征在于:所述的吸收式熱栗(3)系統包括發生器(3-1)、吸收器(3-2)、冷凝器(3-3)、蒸發器(3-4)、節流閥(3-5)和溶液栗(3-6);上述的發生器(3-1)為熱水或蒸汽驅動的發生器，熱水或蒸汽由分離式熱管換熱器提供;所述的冷凝器(3-3)設有低溫給水入口(20)和高溫給水出口(21)，高給水通過水管路以及外循環水栗和燃氣鍋爐回水入口(22)相連。4.根據權利要求1所述天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統，其特征在于:所述直接接觸式換熱器(5)設有pH傳感器(5-1)，當傳感器感知pH值低于設定之后報警，向直接接觸式換熱器注入堿液將循環水調成中性;直接觸換熱器上設置溢水管(5-2)，當直接接觸式換熱器中水位到達警戒水位時泄水;在直接接觸換熱器煙氣出口(19)設置除霧器(5-3)防止循環水流失;在直接接觸式換熱器煙氣出口設風機(10)，增加煙氣排除的動力，解決排煙動力不足的問題;在上述風機(10)后煙道上設風閥(9)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種天然氣鍋爐煙氣余熱梯級利用系統，煙氣通過分離式熱管換熱器，間接將熱量傳遞給發生器，驅動吸收式熱泵運行；煙氣從分離式熱管換熱器出來進入空氣預熱器預熱冷空氣，被加熱的空氣進入鍋爐和燃氣混合燃燒；從空氣預熱器中出來的煙氣進入直接接觸式換熱器和從熱泵蒸發器出來的低溫冷水換熱，被加熱的低溫冷水回到蒸發器作為蒸發器的熱源；通過吸收式熱泵進入熱泵冷凝器的鍋爐低溫給水變為高溫給水送入鍋爐。本實用新型充分考慮了熱量回收和熱量利用之間匹配的問題，實現了煙氣溫度的梯級利用，充分回收了煙氣的熱量。
【IPC分類】F28D15/02, F23L15/00, F23J15/08, F28C1/00, F22D11/06, F25B27/00
【公開號】CN205383632
【申請號】CN201620138319
【發明人】陳麗萍, 王萬江, 齊典偉, 彭維, 袁建新, 侯勇輝, 姚杰
【申請人】陳麗萍
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年2月24日