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燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統的制作方法

文檔序號:4781871閱讀:401來源:國知局
專利名稱:燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統的制作方法
技術領域
本發明涉及一種低熱值燃氣發電機組,特別涉及一種燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統。
背景技術
低熱值燃氣發電機組是適應環保要求和市場新環境而開發的新型發電機組,通常以瓦斯氣、沼氣等為燃料,變廢為寶,排放污染低,是取代燃油、燃煤機組的新型綠色環保動力。低熱值燃氣發電機組工作時,依次包括進氣、壓縮、燃燒膨脹及排氣過程,可燃氣經燃氣過濾器過濾后,依次經阻火器、電磁閥、調壓閥,從混合氣腔的燃氣入口進入混合氣腔;自然空氣經過空氣過濾器過濾后從混合氣腔的空氣入口進入混合氣腔,從混合氣腔出來的混合氣經增壓器增壓后進入低熱值燃氣發電機組,低熱值燃氣發電機組排放的煙氣進入排氣總管,排氣總管的出口安裝有消聲器。自然空氣由干空氣和水蒸氣組成,即自然空氣中含有水分,尤其濕度高的季節,含濕量可達20g/Nm3以上,水在氣態下比在液態下體積膨脹1600余倍,因此自然空氣中的水分占據了一定的體積。空氣的相對濕度達到100%時,空氣中的水分達到飽和,此時的空氣溫度稱為露點溫度,空氣溫度下降到露點溫度時,空氣中的水蒸汽就會凝結成露。從抽放站出來的瓦斯氣、沼氣中也必然含有大量的水份并且濃度不穩定,首先容易導致燃氣通道銹蝕;其次,含有大量水份的燃氣進入發電機組內,將導致機組的缸套磨損、點火困難,導致機組的可靠性下降,出力不夠,使用效率低,并且增加了設備的維護和保養成本。當燃氣的相對濕度達到100%時,燃氣中的水分達到飽和,此時的燃氣溫度稱為露點溫度,燃氣溫度下降到露點溫度時,燃氣中的水蒸汽就會凝結成露,例如瓦斯氣的露點溫度約為10°C。在低熱值燃氣發電機組的缸體中,可燃氣與一定比例的空氣混合燃燒膨脹做功, 在燃燒過程中,燃氣與空氣中含有的水蒸氣并不參與燃燒,卻要吸收熱量成為高溫煙氣排放,浪費了大量的熱能;此外,由于水蒸氣的存在,需要送入更多的燃氣和空氣以滿足燃燒及出力的需要,更增加了排煙熱損失。根據熱力學第二定律,熱不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體,要實現這個過程,必須消耗一定的功,才能使低溫物體的溫度更低,達到制冷的目的。溴化鋰吸收式制冷機是一種以熱源為動力的制冷機,主要由發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器四大部分以及熱交換器和溶液泵等設備組成。溴化鋰制冷機內部為真空環境,例如蒸發器的殼程保持絕對壓力為6. 54mmHg,水在5°C沸騰,將冷劑水噴進去就會沸騰蒸發,當溫度較高的冷凍水(例如為12°C)流經蒸發器的管程,那么噴淋在銅管外的冷劑水就要從銅管上吸收熱量而蒸發, 銅管內的冷凍水溫度就降低了(12°C— 7V);冷劑水蒸發后,蒸發器的壓力就會升高,為了保持蒸發器內的壓力很低(6. 54mmHg),吸收器通過噴淋溴化鋰濃溶液吸收水蒸汽,吸收水蒸汽后的溴化鋰溶液變成稀溶液,濃度降低不能再吸收水蒸氣;再通過發生器對稀溶液進行濃縮,向發生器中通入熱媒介質,對稀溶液進行間接加熱,使稀溶液中的水分蒸發后溶液得到濃縮,保持吸收能力;發生器分離出的水蒸氣在冷凝器中由冷卻水進行間接冷卻,重新變成液態的冷劑水進入蒸發器噴淋,如此循環不息。因此溴化鋰制冷機的外接管路有冷凍水進口、冷凍水出口 ;冷卻水進口、冷卻水出口 ;熱媒進口、熱媒出口。

發明內容
本發明的目的在于,克服現有技術中存在的問題,提供一種燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統,能夠提高低熱值燃氣發電機組的燃燒效率,降低自耗電量,減少排煙熱損失,同時對排放的煙氣進行余熱利用,提高整個系統的可靠性及效率。為解決以上技術問題,本發明所提供的一種燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統,可燃氣和空氣分別進入混合氣腔,所述混合氣腔排出的混合氣進入低熱值燃氣發電機組,所述低熱值燃氣發電機組所排煙氣進入排氣總管,還包括空氣冷卻除霧器、空氣預熱器、燃氣冷卻除霧器、燃氣預熱器、溴化鋰制冷機和冷卻塔;自然空氣依次進入所述空氣冷卻除霧器及空氣預熱器,空氣預熱器的出口接入所述混合氣腔的空氣入口 ;可燃氣依次進入所述燃氣冷卻除霧器及燃氣預熱器,所述燃氣預熱器的出口接入所述混合氣腔的燃氣入口 ;所述低熱值燃氣發電機組排氣總管的出口接入所述溴化鋰制冷機的熱媒進口 ;所述溴化鋰制冷機的冷凍水出口分別與所述空氣冷卻除霧器的空氣冷卻器進水口及所述燃氣冷卻除霧器的燃氣冷卻器進水口連接,所述空氣冷卻除霧器的空氣冷卻器出水口及所述燃氣冷卻除霧器的燃氣冷卻器出水口分別與所述溴化鋰制冷機的冷凍水進口連接;所述溴化鋰制冷機的冷卻水出口分別與所述空氣預熱器的空預器進水口及所述燃氣預熱器的燃預器進水口連接,所述空氣預熱器的空預器出水口及所述燃氣預熱器的燃預器出水口分別與所述冷卻塔的冷卻塔上水管連接,所述冷卻塔的冷卻塔出水管與所述溴化鋰制冷機的冷卻水進口連接。相對于現有技術,本發明取得了以下有益效果(1)利用低熱值燃氣發電機組排放的煙氣驅動溴化鋰制冷機制取冷凍水,有效地利用了低熱值燃氣發電機組所排煙氣的余熱。(2)空氣冷卻除霧器由空氣冷卻器、除霧器合二為一組成,低溫冷凍水進入空氣冷卻器, 與流經空氣冷卻器表面的空氣進行間接換熱,將空氣的溫度冷卻至露點溫度以下,空氣中的水蒸氣凝結成水珠,并沿空氣冷卻器壁流入空冷器排水槽,空氣驟冷產生的殘余水霧則由除霧器捕捉進入空冷器排水槽,除濕冷卻后的干空氣中氧氣濃度得到提高,再進入空氣預熱器加熱后進入混合氣腔;同理,燃氣冷卻除霧器由燃氣冷卻器、除霧器合二為一組成, 低溫冷凍水進入燃氣冷卻器,與流經燃氣冷卻器表面的燃氣進行間接換熱,將燃氣的溫度冷卻至露點溫度以下,燃氣中的水蒸氣凝結成水珠,并沿燃氣冷卻器壁流入燃冷器排水槽, 燃氣驟冷產生的殘余水霧則由除霧器捕捉進入燃冷器排水槽,除濕冷卻后的干燃氣中燃氣濃度得到提高,再進入燃氣預熱器加熱后進入混合氣腔。(3)水蒸氣不但不參與燃燒,還要吸收熱量成為高溫煙氣排放,燃氣及空氣經過去濕以后,隨高溫煙氣排放到大氣中的水蒸汽量下降,排煙熱損失顯著下降。(4)燃氣和空氣去除水份后成為干燃氣和干空氣,濃度提高且更加穩定,出力更高;燃氣通道及空氣通道不會發生銹蝕;進入低熱值燃氣發電機組后更容易點火,缸體也不容易腐蝕,維護和保養成本低。(5)溴化鋰制冷機中,低熱值燃氣發電機組的煙氣所釋放的熱量及冷凍水降溫所釋放的熱量需要由冷卻水帶走,為了使冷卻水能夠循環使用,必須使用冷卻塔對升溫后的冷卻水進行降溫,降溫后的冷卻水重新進入溴化鋰制冷機中,冷卻水帶走的熱量與冷卻水的流量及溫差有關;本發明將從溴化鋰制冷機中出來的高溫冷卻水首先送至空氣預熱器及燃氣預熱器,在空氣預熱器及燃氣預熱器中, 高溫冷卻水分別與冷空氣及冷燃氣進行間接換熱,冷空氣及冷燃氣的溫度得以提升,而高溫冷卻水釋放熱量后溫度下降,再進入冷卻塔冷卻,經冷卻塔降溫后的冷卻水從冷卻塔出水管流出,重新進入溴化鋰制冷機的冷卻水進口,空氣預熱器及燃氣預熱器既回收了高溫冷卻水的余熱,使冷空氣溫度得到提升,又減輕了冷卻塔的負荷,加大了溴化鋰制冷機的冷卻水進出口溫差,降低了冷卻塔風機的電耗,又可以減輕冷卻水循環泵的功耗。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明,附圖僅提供參考與說明用,非用以限制本發明。圖1為本發明燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統的示意圖。圖中1自然空氣;2空氣過濾器;3空氣冷卻除霧器;3a空氣冷卻器進水口 ;3a’空氣冷卻器出水口 ;北空冷器排水槽;4空氣預熱器;如干空氣入口 ;4a’干空氣出口 ;4b空預器進水口 ;4b’空預器出水口 ;5燃氣冷卻除霧器;如燃氣冷卻器進水口 ;5a’燃氣冷卻器出水口 ;釙燃冷器排水槽;6燃氣預熱器;6a干燃氣入口 ;6a’干燃氣出口出b燃預器進水口 ; 6b’燃預器出水口 ;7溴化鋰制冷機;7a冷凍水進口 ;7a’冷凍水出口 ;7b冷卻水進口 ;7b’ 冷卻水出口 ;7c熱媒進口 ;7c’熱媒出口 ;8冷卻塔;8a冷卻塔上水管;8a’冷卻塔出水管。
具體實施例方式如圖1所示,本發明燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統,包括低熱值燃氣發電機組,可燃氣經燃氣過濾器過濾后,依次經阻火器、燃氣冷卻除霧器5、燃氣預熱器 6、電磁閥、調壓閥,從混合氣腔的燃氣入口進入混合氣腔。自然空氣1經過空氣過濾器2過濾后,依次經空氣冷卻除霧器3、空氣預熱器4,從混合氣腔的空氣入口進入混合氣腔,從混合氣腔出來的混合氣經增壓器增壓后進入低熱值燃氣發電機組,低熱值燃氣發電機組排放的煙氣進入排氣總管,排氣總管的出口安裝有消聲器。低熱值燃氣發電機組排氣總管消聲器的出口接入溴化鋰制冷機7的熱媒進口 7c, 釋放熱量后的尾氣從熱媒出口 7c’排出。溴化鋰制冷機選用煙氣型溴化鋰制冷機,溴化鋰制冷機7的冷凍水出口 7a’分別與空氣冷卻除霧器3的空氣冷卻器進水口 3a及燃氣冷卻除霧器5的燃氣冷卻器進水口 fe 連接,空氣冷卻除霧器3的空氣冷卻器出水口 3a’及燃氣冷卻除霧器5的燃氣冷卻器出水口 5a’分別與溴化鋰制冷機7的冷凍水進口 7a連接。溴化鋰制冷機7的冷卻水出口 7b’分別與空氣預熱器4的空預器進水口 4b及燃氣預熱器6的燃預器進水口 6b連接,空氣預熱器4的空預器出水口 4b’及燃氣預熱器6的燃預器出水口 6b’分別與冷卻塔8的冷卻塔上水管8a連接,冷卻塔8的冷卻塔出水管8a’ 與溴化鋰制冷機7的冷卻水進口 7b連接。燃氣冷卻除霧器5由燃氣冷卻器、除霧器合二為一組成,低溫冷凍水進入燃氣冷卻器,與流經燃氣冷卻器表面的燃氣進行間接換熱,將燃氣的溫度冷卻至露點溫度以下,燃氣中的水蒸氣凝結成水珠,并沿燃氣冷卻器壁流入燃冷器排水槽恥,燃氣驟冷產生的殘余水霧則由除霧器捕捉進入燃冷器排水槽5b,除濕冷卻后的干燃氣中燃氣濃度得到提高,再從干燃氣入口 6a進入燃氣預熱器6,利用高溫冷卻水對冷燃氣進行間接加熱,加熱后的干燃氣從干燃氣出口 6a排出后進入混合氣腔。空氣冷卻除霧器3由空氣冷卻器、除霧器合二為一組成,低溫冷凍水進入空氣冷卻器,與流經空氣冷卻器表面的空氣進行間接換熱,將空氣的溫度冷卻至露點溫度以下,空氣中的水蒸氣凝結成水珠,并沿空氣冷卻器壁流入空冷器排水槽3b,空氣驟冷產生的殘余水霧則由除霧器捕捉進入空冷器排水槽:3b,除濕冷卻后的干空氣中氧氣濃度得到提高,再從干空氣入口如進入空氣預熱器4,利用高溫冷卻水對冷空氣進行間接加熱,加熱后的干空氣從干空氣出口 4a’排出后進入混合氣腔。以上僅為本發明之較佳可行實施例而已,非因此局限本發明的專利保護范圍。除上述實施例外,本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案,均落在本發明要求的保護范圍內。
權利要求
1. 一種燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統,可燃氣和空氣分別進入混合氣腔,所述混合氣腔排出的混合氣進入低熱值燃氣發電機組,所述低熱值燃氣發電機組所排煙氣進入排氣總管,其特征在于還包括空氣冷卻除霧器、空氣預熱器、燃氣冷卻除霧器、燃氣預熱器、溴化鋰制冷機和冷卻塔;自然空氣依次進入所述空氣冷卻除霧器及空氣預熱器, 空氣預熱器的出口接入所述混合氣腔的空氣入口 ;可燃氣依次進入所述燃氣冷卻除霧器及燃氣預熱器,所述燃氣預熱器的出口接入所述混合氣腔的燃氣入口 ;所述低熱值燃氣發電機組排氣總管的出口接入所述溴化鋰制冷機的熱媒進口 ;所述溴化鋰制冷機的冷凍水出口分別與所述空氣冷卻除霧器的空氣冷卻器進水口及所述燃氣冷卻除霧器的燃氣冷卻器進水口連接,所述空氣冷卻除霧器的空氣冷卻器出水口及所述燃氣冷卻除霧器的燃氣冷卻器出水口分別與所述溴化鋰制冷機的冷凍水進口連接;所述溴化鋰制冷機的冷卻水出口分別與所述空氣預熱器的空預器進水口及所述燃氣預熱器的燃預器進水口連接,所述空氣預熱器的空預器出水口及所述燃氣預熱器的燃預器出水口分別與所述冷卻塔的冷卻塔上水管連接,所述冷卻塔的冷卻塔出水管與所述溴化鋰制冷機的冷卻水進口連接。
全文摘要
本發明涉及一種燃氣循環尾氣制冷燃氣空氣獨立除濕加熱系統。自然空氣依次經空氣冷卻除霧器及空氣預熱器進入混合氣腔,可燃氣依次經燃氣冷卻除霧器及燃氣預熱器進入混合氣腔;低熱值低熱值燃氣發電機組排氣總管出口接入溴化鋰制冷機的熱媒進口;溴化鋰制冷機的冷凍水出口分別與空氣冷卻器進水口及燃氣冷卻器進水口連接,空氣冷卻器出水口及燃氣冷卻器出水口分別與溴化鋰制冷機的冷凍水進口連接;溴化鋰制冷機的冷卻水出口分別與空預器進水口及燃預器進水口連接,空預器出水口及燃預器出水口分別與冷卻塔上水管連接,冷卻塔出水管與溴化鋰制冷機的冷卻水進口連接。該系統能夠提高燃燒效率及出力,減少排煙熱損失,對煙氣進行余熱利用,提高系統的可靠性。
文檔編號F25B15/06GK102563684SQ20121000840
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者張基虎, 張夢穎, 楊思倫, 楊曉輝 申請人:億恒節能科技江蘇有限公司
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