一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统技术方案

本申请公开了一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统，包括：依次通过管道连接的烟气换热器、热泵换热器、高温热泵、热交换器、高温蒸汽热泵、净水装置；燃气锅炉排烟烟道内设置高效管束换热器，使用循环水吸收烟气余热，得到高温热水，作为高温热泵热源；高温热泵通过热交换器加热高温蒸汽热泵的循环水，高温蒸汽热泵出水口与热用户管道连接；用户回水和补水通过净水器接入高温蒸汽热泵。本申请提供的蒸汽热泵与燃气锅炉的联合系统，基于烟气余热回收技术与高温热泵技术，利用燃气锅炉的烟气余热加热水作为热泵的热端交换热源，有效降低燃气锅炉的排烟损失，提升热泵的性能，提高了电能的利用效率。高了电能的利用效率。高了电能的利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统


[0001]本专利技术涉及烟气余热回收、热泵节能
，尤其涉及一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统。

技术介绍

[0002]近十年来，由于能源紧张，随着节能工作进一步开展。各种新型、节能先进炉型日趋完善，且采用新型耐火纤维等优质保温材料后使得炉窑散热损失明显下降。采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，空燃比也趋于合理。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高窑炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。许多现代科技企业生产时需要高温蒸汽进行生产，常见的高温蒸汽一般通过燃气锅炉产生，其排烟温度一般在90度左右，产生排烟损失。
[0003]目前，为符合国家提高能源利用效率、降低污染物排放等的要求，需要加强对燃气锅炉余热的回收利用。然而传统的热泵最高只能产生70～90摄氏度的热水，然而工业过程一般需要高温蒸汽，因此导致传统的热泵难以用于烟气余热回收。高温蒸汽热泵一般可以产生高温高压的蒸汽，因此适用于对烟气余热进行回收，并产生蒸汽，用于用户生产。

技术实现思路

[0004]针对当前市面上传统的高温蒸汽热泵难以用于烟气余热回收，本申请提供一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统，以解决现有高温蒸汽热泵难以用于烟气余热回收的问题。
[0005]本申请提供一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统，包括：
[0006]高温热泵、第一循环水泵、第一换热器、高温蒸汽热泵、纯水处理器、水箱、第二循环泵、燃气锅炉、第二换热器、第三循环水泵，其中，所述设备依次通过管道连接；
[0007]所述燃气锅炉被配置为燃烧加热循环水产生蒸汽，供用户使用；
[0008]所述第二换热器设置于所述燃气锅炉排烟烟道中；
[0009]所述第三循环水泵被配置为驱动余热吸收循环水在所述第二换热器和所述高温热泵之间流动；
[0010]所述高温蒸汽热泵被配置为吸收所述燃气锅炉产生的烟气余热以及回收循环水中的热量，产生高温水，并将所诉高温水在所述第一换热器中，将热量交换给所述高温蒸汽热泵的进水；
[0011]所述第一循环水泵被配置为驱动余热吸收循环水在所述高温蒸汽热泵、所述第一换热器之间流动；
[0012]所述高温蒸汽热泵被配置为产生高温高压蒸汽；
[0013]所述纯水处理器被配置为处理用户回水；
[0014]所述水箱被配置为保存用户回水，并通过所述第二循环泵将加热后的水送入所述第一换热器。
[0015]进一步地，所诉纯水处理器设置了补水阀，所述补水阀被配置为当所述水箱水位偏低时，打开所述补水阀进行补水。
[0016]进一步地，所诉纯水处理器还设置了出水口、进水口以及滤膜，所述出水口以及所述进水口分别安装在所述滤膜的两端，所述滤膜被配置为处理用户回水。
[0017]进一步地，所述第一换热器以及所述第二换热器的连接管道上均设有节流阀。
[0018]进一步地，所述第一换热器以及所述第二换热器均为高效管束换热器，所述第一换热器以及所述第二换热器被配置为使循环水在管束内流动，吸收烟气余热。
[0019]进一步地，所述第一换热器以及所述第二换热器包括回热器、膨胀腔、管束以及环形过渡腔，所述管束包括内侧管束和外侧管束，所述内侧管束的一端与膨胀腔相连，所述外侧管束的一端与回热器相连，所述内侧管束的另一端和外侧管束的另一端均与所述环形过渡腔连通。
[0020]进一步地，所述水箱为密闭通体，其上设有压力调节装置，被配置以调节所述水箱内压力。
[0021]本申请提供了一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统，包括：燃气锅炉、第一换热器、高温热泵、高温蒸汽热泵、水箱、纯水处理器、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵。其中燃气锅炉燃烧产生的烟气中的余热通过烟气余热回收换热器吸收；第三循环泵、高温热泵、烟气余热回收换热器通过管道连接，为烟气余热回收循环；高温热泵、第一循环泵、第一换热器通过管道连接，为高温蒸汽热泵提供热媒水；第一换热器、高温蒸汽热泵、第三循环泵、水箱、纯水处理器作为高温蒸汽循环，通过管道连接。
[0022]本申请利用烟气余热加热循环水作为高温热泵的热源，降低了排烟温度，提升了燃气锅炉的能源利用效率；通过高温热泵，提升高温蒸汽热泵的入口参数，提升了高温蒸汽热泵的效率以及供热品质，有效降低高温热泵蒸汽机组的高温蒸汽生产成本，提高了电能的利用效率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例提供的一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收系统的结构示意图；
[0025]其中，1
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高温热泵，2
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第一循环水泵，3
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第一换热器，4
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补水阀，5
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高温蒸汽热泵，6
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纯水处理器，7
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水箱，8
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第二循环水泵，9
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燃气锅炉，10
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第二换热器，11
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第三循环水泵。
具体实施方式
[0026]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]随着我国社会的发展以及新兴能源的出现，对于能源的利用方式不再单一，天然气作为环保的新能源将被广泛的开发与使用。本文以低位烟气余热的回收策略为基础，以烟气余热回收时利用换热器和电泵两种技术为辅，分析烟气在回收利用的过程中存在的一些技术问题，并找到解决办法。
[0028]我国一直是以煤为主的能源供应，占到四分之三以上，在供热的同时也给我们所居住的环境带来了极大的污染。但是在西部气田被开发后，天然气作为绿色环保的新清洁能源将取代煤被广泛的应用。天然气在使用时会产生出很多的烟气余热，回收利用这些余热，不但能减少能源的浪费，还可以减少经济上的损失。
[0029]天然气的主要成分是甲烷，有大量的H元素存在于其中，所以使用天然气的锅炉排烟会排出大量的水蒸气，这样的排烟不但带走了一部分的显热，还带走了更多的水蒸气潜热。天然气的烟气中还存在较少的氮化物、碳化物和硫化物，燃烧之后排出的气体腐蚀性很弱，很容易实现对水蒸气的深度回收。若是让其部分或全部的冷凝，锅炉的效率也会随着天然气的利用率的增加而提高。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统，其特征在于，包括：高温热泵(1)、第一循环水泵(2)、第一换热器(3)、高温蒸汽热泵(5)、纯水处理器(6)、水箱(7)、第二循环泵(8)、燃气锅炉(9)、第二换热器(10)、第三循环水泵(11)，其中，所述设备依次通过管道连接；所述燃气锅炉(9)被配置为燃烧加热循环水产生蒸汽，供用户使用；所述第二换热器(10)设置于所述燃气锅炉(9)排烟烟道中；所述第三循环水泵(11)被配置为驱动余热吸收循环水在所述第二换热器(10)和所述高温热泵(1)之间流动；所述高温蒸汽热泵(1)被配置为吸收所述燃气锅炉(9)产生的烟气余热以及回收循环水中的热量，产生高温水，并将所诉高温水在所述第一换热器(3)中，将热量交换给所述高温蒸汽热泵(5)的进水；所述第一循环水泵(2)被配置为驱动余热吸收循环水在所述高温蒸汽热泵(1)、所述第一换热器(3)之间流动；所述高温蒸汽热泵(5)被配置为产生高温高压蒸汽；所述纯水处理器(6)被配置为处理用户回水；所述水箱(7)被配置为保存用户回水，并通过所述第二循环泵(8)将加热后的水送入所述第一换热器(3)。2.根据权利要求1所述的一种基于高温蒸汽热泵的燃气锅炉余热回收利用系统，其特征在于，所诉纯水处理器(6)设置了补水阀(4)，所述补水阀(4)被配置为当所述水箱(7)水位偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊宇，许琦，杨洋，李浩涛，牛琨皓，程志，赵明，苏适，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：