以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法。现在还没有一种热能回收率高的回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法。本发明专利技术的装置包括高效冷凝换热器、一次循环水换热器出口管、烟气入口管和烟气出口管，其特点是：还包括热泵机组、一次循环水热泵入口管、一次循环水热泵出口管、一次循环水泵、生活热水取水管、一次循环水补水管、二次循环水泵、二次循环水热泵入口管和二次循环水热泵出口管，一次循环水热泵出口管的一端和一次循环水补水管的一端均连接在一次循环水换热器入口管的另一端上，二次循环水泵安装在二次循环水热泵入口管上，二次循环水热泵出口温度计均安装在二次循环水热泵出口管上。本发明专利技术的热能回收率高。

Device and method for recovering condensed energy of flue gas of gas boiler by heat pump

The invention relates to a device and a method for recovering the condensing heat energy of a flue gas of a gas boiler by a heat pump mode. There is no device and method for recovering the condensing heat energy of gas boiler flue gas with high heat recovery rate. The device of the invention comprises a high-efficiency condensing heat exchanger, a circulating water heat exchanger outlet pipe, flue gas entrance pipe and a flue gas outlet pipe, which is characterized in that also includes a heat pump unit, a circulating water pump entrance pipe, a circulating water pump outlet pipe, a circulating water pump, hot water for daily intake pipe a water supply pipe, circulating water, two times, two times of circulating water pump circulating water heat pump entrance pipe and two circulating water pump outlet pipe, a circulating water pump outlet pipe at one end and a water circulating water supply pipe is connected to a circulating water heat exchanger entrance pipe on the other end. Two times two times of circulating water pump installed in the circulating water pump entrance pipe, two circulating water pump outlet thermometer are mounted in the two circulating water heat pump outlet pipe. The invention has high heat energy recovery rate.

【技术实现步骤摘要】
以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法
本专利技术涉及一种回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法，尤其是涉及以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法。
技术介绍
燃气锅炉排烟一般在150℃以上，烟气中含有体积分数达15%-20%的水蒸气，这部分水蒸气呈过热状态，其汽化潜热得不到利用，这些呈过热状态的水蒸气随烟气排出时造成热量的巨大损失。目前燃气锅炉逐步取代燃煤锅炉，燃气锅炉在城市生活、生产供热中得到了广泛使用，燃气锅炉的冷凝回收装置开始得到应用。目前燃气锅炉冷凝回收主要是通过单一烟气-水换热器，将烟气温度降温，回收烟气余热，如公开日为2012年04月11日，公开号为CN102410550A的中国专利中，公开了一种冷凝式防腐蚀燃气/燃油锅炉的余热回收系统，该余热回收系统包括一个普通的热管换热器本体和一个溶液喷洒装置，热管换热器本体将热量由烟气侧通过热管的震荡传输将热量传递至另一侧，用以加热空气或水，喷头喷出的溶液均匀的散布在烟气侧的换热管和换热器内壁上，消除锅炉烟气中水蒸气凝结形成的弱酸性溶液的腐蚀。这种通过单一烟气-水换热器的简单的利用方式存在以下三点不足。（1）热水温度过低，仅可以用于生活热水或者加热锅炉给水等。（2）烟气温度无法降至足够低。烟气加热的水主要是生活热水或者锅炉给水，蒸汽锅炉给水量少，热水锅炉回水温度较高，均无法将烟气温度降至足够低，生活热水需要出水温度在40-60℃，排烟温度大都在60℃以上，烟气中水蒸气的冷凝比例不高，热能回收率较低。（3）冷凝换热器中喷头喷洒的溶液与烟气直接接触换热，烟气中部分热量随溶液排出，降低了热能回收效率。现在也有采用其他方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的，如公开日为2012年08月29日，公开号为CN102650431A的中国专利中，公开了一种燃气烟气余热梯级回收利用方法，该燃气烟气余热梯级回收利用方法利用气水间接换热和气水直接换热两种不同传热方式的串联，梯级回收烟气中的低品位热能，用于被加热水温度连续提升，被加热水温度经过两次连续提升，温度升高到60-100℃，作为蒸汽锅炉补水、余热锅炉补水、其他工艺用水或生活热水使用，该系统需消耗高品位电能，且功能较为单一。综上所述，现在还没有一种热能回收率高，一次循环水的水温在15-30℃，能够将烟气充分冷却，使烟气降至露点以下，充分回收烟气的显热和水蒸气的汽化潜热的回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，热能回收率高，一次循环水的水温在15-30℃，能够将烟气充分冷却，使烟气降至露点以下，充分回收烟气的显热和水蒸气的汽化潜热的以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置和方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置包括高效冷凝换热器、一次循环水换热器出口管、一次循环水换热器入口管、烟气入口管和烟气出口管，所述高效冷凝换热器中设置有冷凝换热器冷凝水排水口、烟气入口、烟气出口、一次循环水入口和一次循环水出口，所述烟气入口管的一端和烟气出口管的一端分别连接在高效冷凝换热器的烟气入口和烟气出口上，所述一次循环水换热器出口管的一端和一次循环水换热器入口管的一端分别连接在高效冷凝换热器的一次循环水出口和一次循环水入口上，其结构特点在于：还包括热泵机组、一次循环水换热器出口温度计、一次循环水流量计、一次循环水热泵入口管、一次循环水热泵出口管、一次循环水泵、一次循环水换热器入口温度计、生活热水取水管、一次循环水补水管、二次循环水泵、二次循环水回水温度计、二次循环水热泵入口管、二次循环水热泵出口管、二次循环水流量计和二次循环水热泵出口温度计，所述一次循环水泵和一次循环水换热器入口温度计均安装在一次循环水换热器入口管上，所述一次循环水换热器出口温度计和一次循环水流量计均安装在一次循环水换热器出口管上；所述一次循环水热泵出口管的一端和一次循环水补水管的一端均连接在一次循环水换热器入口管的另一端上，所述一次循环水热泵入口管的一端和生活热水取水管的一端均连接在一次循环水换热器出口管的另一端上；所述热泵机组上设置有一次循环水入口、一次循环水出口、二次循环水入口和二次循环水出口，所述一次循环水热泵入口管的另一端和一次循环水热泵出口管的另一端分别连接在热泵机组的一次循环水入口和一次循环水出口上，所述二次循环水热泵入口管的一端和二次循环水热泵出口管的一端分别连接在热泵机组的二次循环水入口和二次循环水出口上，所述二次循环水泵和二次循环水回水温度计均安装在二次循环水热泵入口管上，所述二次循环水流量计和二次循环水热泵出口温度计均安装在二次循环水热泵出口管上。由此使得本专利技术的结构设计合理，能够将烟气充分冷却，使烟气降至露点以下，烟气热能的回收率高，大大降低了对高效冷凝换热器的腐蚀，延长了设备的使用寿命。作为优选，本专利技术所述高效冷凝换热器中沿烟气流动方向的末端换热管束采用耐腐蚀材质。作为优选，本专利技术所述高效冷凝换热器中的底板沿烟气流动方向逐渐向下倾斜。一种以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的方法，其特征在于：包括如下步骤：以热泵工况运行时，烟气通过烟气入口管进入高效冷凝换热器内降温放热，降温后的烟气通过烟气出口管排出高效冷凝换热器，此时烟气的温度在40℃以下，烟气中的水蒸气冷凝后从冷凝换热器冷凝水排水口流出；在一次循环水泵的推动下，一次循环水经一次循环水换热器入口管进入高效冷凝换热器内吸收烟气放出的热能，使得一次循环水的温度升高到15-30℃之间，升温后的一次循环水经一次循环水换热器出口管流出高效冷凝换热器，并作为热泵机组的低温热源水，通过一次循环水热泵入口管进入热泵机组进行放热，降温后的一次循环水通过一次循环水热泵出口管流出，并在一次循环水泵的推动下再次进入高效冷凝换热器中吸热升温，如此反复循环；二次循环水在二次循环水泵的推动下通过二次循环水热泵入口管进入热泵机组中，吸收一次循环水放出的热能，使得二次循环水的温度升高到50-90℃之间，升温后的二次循环水经二次循环水热泵出口管流出热泵机组，输送至用户处进行放热，并在二次循环水泵的推动下进行循环。由此使得本专利技术的操作简单，能够充分回收烟气的显热和水蒸气的汽化潜热。作为优选，本专利技术一次循环水通过调节一次循环水泵的出力改变进入高效冷凝换热器的水量，从而控制高效冷凝换热器中一次循环水的进口温度和出口温度，使得升温后的一次循环水的温度控制在15-30℃之间，从而使高效冷凝换热器的烟气出口处的温度尽可能的低，充分利用烟气中的余热，并减少环境污染；二次循环水根据热用户用热温度的要求，选取合适的热泵机组，控制二次循环水泵的水流量，以调节热泵机组的回水温度和供水温度。作为优选，本专利技术当热泵设备出现故障或二次循环水不使用时，启用生活热水取水管，通过一次循环水泵控制一次循环水流量，使一次循环水经高效冷凝换热器后的温度达到生活热水的温度要求，作为生活热水使用，一次循环水的失水通过一次循环水补水管进行补充。由此使得本专利技术具有提供生活热水的功能，当热泵设备出现故障时，也能够实现利用烟气热能的功能，更加有利于节能环保。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1.先采用低温的一次循环水和高温烟气进行热交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置，包括高效冷凝换热器、一次循环水换热器出口管、一次循环水换热器入口管、烟气入口管和烟气出口管，所述高效冷凝换热器中设置有冷凝换热器冷凝水排水口、烟气入口、烟气出口、一次循环水入口和一次循环水出口，所述烟气入口管的一端和烟气出口管的一端分别连接在高效冷凝换热器的烟气入口和烟气出口上，所述一次循环水换热器出口管的一端和一次循环水换热器入口管的一端分别连接在高效冷凝换热器的一次循环水出口和一次循环水入口上，其特征在于：还包括热泵机组、一次循环水换热器出口温度计、一次循环水流量计、一次循环水热泵入口管、一次循环水热泵出口管、一次循环水泵、一次循环水换热器入口温度计、生活热水取水管、一次循环水补水管、二次循环水泵、二次循环水回水温度计、二次循环水热泵入口管、二次循环水热泵出口管、二次循环水流量计和二次循环水热泵出口温度计，所述一次循环水泵和一次循环水换热器入口温度计均安装在一次循环水换热器入口管上，所述一次循环水换热器出口温度计和一次循环水流量计均安装在一次循环水换热器出口管上；所述一次循环水热泵出口管的一端和一次循环水补水管的一端均连接在一次循环水换热器入口管的另一端上，所述一次循环水热泵入口管的一端和生活热水取水管的一端均连接在一次循环水换热器出口管的另一端上；所述热泵机组上设置有一次循环水入口、一次循环水出口、二次循环水入口和二次循环水出口，所述一次循环水热泵入口管的另一端和一次循环水热泵出口管的另一端分别连接在热泵机组的一次循环水入口和一次循环水出口上，所述二次循环水热泵入口管的一端和二次循环水热泵出口管的一端分别连接在热泵机组的二次循环水入口和二次循环水出口上，所述二次循环水泵和二次循环水回水温度计均安装在二次循环水热泵入口管上，所述二次循环水流量计和二次循环水热泵出口温度计均安装在二次循环水热泵出口管上。...

【技术特征摘要】
1.一种以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置，包括高效冷凝换热器、一次循环水换热器出口管、一次循环水换热器入口管、烟气入口管和烟气出口管，所述高效冷凝换热器中设置有冷凝换热器冷凝水排水口、烟气入口、烟气出口、一次循环水入口和一次循环水出口，所述烟气入口管的一端和烟气出口管的一端分别连接在高效冷凝换热器的烟气入口和烟气出口上，所述一次循环水换热器出口管的一端和一次循环水换热器入口管的一端分别连接在高效冷凝换热器的一次循环水出口和一次循环水入口上，其特征在于：还包括热泵机组、一次循环水换热器出口温度计、一次循环水流量计、一次循环水热泵入口管、一次循环水热泵出口管、一次循环水泵、一次循环水换热器入口温度计、生活热水取水管、一次循环水补水管、二次循环水泵、二次循环水回水温度计、二次循环水热泵入口管、二次循环水热泵出口管、二次循环水流量计和二次循环水热泵出口温度计，所述一次循环水泵和一次循环水换热器入口温度计均安装在一次循环水换热器入口管上，所述一次循环水换热器出口温度计和一次循环水流量计均安装在一次循环水换热器出口管上；所述一次循环水热泵出口管的一端和一次循环水补水管的一端均连接在一次循环水换热器入口管的另一端上，所述一次循环水热泵入口管的一端和生活热水取水管的一端均连接在一次循环水换热器出口管的另一端上；所述热泵机组上设置有一次循环水入口、一次循环水出口、二次循环水入口和二次循环水出口，所述一次循环水热泵入口管的另一端和一次循环水热泵出口管的另一端分别连接在热泵机组的一次循环水入口和一次循环水出口上，所述二次循环水热泵入口管的一端和二次循环水热泵出口管的一端分别连接在热泵机组的二次循环水入口和二次循环水出口上，所述二次循环水泵和二次循环水回水温度计均安装在二次循环水热泵入口管上，所述二次循环水流量计和二次循环水热泵出口温度计均安装在二次循环水热泵出口管上。2.根据权利要求1所述的以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的装置，其特征在于：所述高效冷凝换热器中沿烟气流动方向的末端换热管束采用耐腐蚀材质。3.根据权利要求1所述的以热泵方式回收燃气锅炉烟气冷凝热能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周帅，谢玉荣，马军，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33