專利名稱：利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
天然氣作為一種清潔能源，其主要成分為甲烷，在燃?xì)忮仩t或者燃?xì)廨啓C(jī)燃燒后產(chǎn)物主要為(X)2和水蒸汽。天然氣鍋爐是一種重要的一次能源利用設(shè)備，相比與燃煤鍋爐， 天然氣鍋爐熱能利用效率更高，煙氣中的污染成分(粉塵、S02、NOx, TSP和CO)含量更低。 但是一般的天然氣鍋爐，其排煙溫度高達(dá)200°C以上。而在經(jīng)過燃?xì)廨啓C(jī)做功后，煙氣排放的溫度仍處于150°C左右，如果這些煙氣直接排放到大氣中將是巨大的能量浪費(fèi)。因此對天然氣燃燒產(chǎn)生的煙氣余熱回收是一項(xiàng)具有顯著效果的節(jié)能技術(shù)。煙氣余熱回收裝置可以分為直接接觸式和間接接觸式。由于間接接觸式的傳熱系數(shù)很低，所以往往回收設(shè)備體積較大，成本較高，同時煙氣冷凝液的腐蝕性對材料也有一定要求。直接接觸式是采用循環(huán)水直接噴入煙氣中進(jìn)行換熱的方式。如果煙氣的出口溫度低壓對應(yīng)壓力下煙氣的露點(diǎn)溫度，煙氣中的部分水蒸氣將在換熱過程中冷凝，同時該換熱過程也洗滌和溶解了煙氣中的so2、NOx等污染物，也起到了潔凈煙氣的作用。循環(huán)水被煙氣加熱后通過換熱設(shè)備將熱量傳遞到需要的環(huán)節(jié)中。中國專利98231389. 6公開了一種旋流式汽水換熱器，該裝置由煙氣進(jìn)出口、進(jìn)出水口和換熱管組成，其大直徑的、兩端分別裝有煙氣進(jìn)口和煙氣出口的外換熱管和小直徑的內(nèi)換熱管為同心圓平行設(shè)置，內(nèi)外換熱管兩端用圓形環(huán)板封閉，外換熱管與內(nèi)換熱管之間的圓環(huán)形空間焊接有旋流導(dǎo)流板。據(jù)稱此裝置可以讓煙氣旋轉(zhuǎn)流動，制造容易，換熱效率比較理想，但是仍屬于煙氣-水間接換熱的方式。中國專利CN200910238452. 2 “熱泵型燃?xì)忮仩t余熱回收機(jī)組”中提出了采用吸收式熱泵回收煙氣余熱加熱供熱系統(tǒng)回水的方式，但是煙氣與循環(huán)水換熱的方式仍為煙氣-水間接換熱的方式。此系統(tǒng)由吸收式熱泵、煙氣冷凝換熱器以及各種連接管路和附件組成；一次側(cè)天然氣進(jìn)入吸收式熱泵的發(fā)生器作為驅(qū)動熱源后與燃?xì)忮仩t的排煙依次進(jìn)入煙氣-水換熱器、煙氣冷凝換熱器，首先通過煙氣-水換熱器的水側(cè)環(huán)路加熱二次側(cè)熱水回水，其次通過煙氣冷凝換熱器的中間水環(huán)路將熱量換到吸收式熱泵的蒸發(fā)器側(cè)作為低位熱源，通過吸收式熱泵將熱量送熱網(wǎng)中。該發(fā)明稱可大幅度降低排煙溫度，提高能源利用效率。上述的煙氣-水間接換熱方式，換熱系數(shù)一般低于80w/m2 · ，因此在回收溫度較低的煙氣余熱的時候需要布置大量的鋼管受熱面，因而需要大量的鋼材的同時，還會對煙氣造成很高的流動阻力。間接換熱的方式還有其他一些問題例如，傳熱面容易結(jié)水垢，需要定期維護(hù)；需要采用去離子水等水處理方式；換熱器存在長期運(yùn)行后換熱效果惡化。為了充分回收煙氣余熱，提高能源利用效率，洗滌和溶解煙氣中的S02、NOx等污染物，潔凈煙氣，保護(hù)環(huán)境，需要一種煙氣-水直接接觸換熱的方式回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的為了解決背景技術(shù)中所述的需要一種煙氣-水直接接觸換熱的方式回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)的要求，提供一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)由煙道3、吸收式熱泵14、噴淋裝置7、水質(zhì)處理裝置5和循環(huán)水泵6組成，吸收式熱泵14內(nèi)部包括發(fā)生器10、 冷凝器11、蒸發(fā)器12和吸收器13，噴淋裝置7水平置于煙道3的頂部，煙道3底盤的循環(huán)水出口與水質(zhì)處理裝置5的進(jìn)口連接，水質(zhì)處理裝置5的出口與循環(huán)水泵6的進(jìn)口連接，循環(huán)水泵6的出口與吸收式熱泵14的蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口 21連接，吸收式熱泵14的蒸發(fā)器熱水側(cè)出口 22與噴淋裝置7的進(jìn)口連接，吸收式熱泵14的熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口 9與高溫?zé)嵩摧敵龉苓B接，吸收式熱泵14的熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)出口 8與高溫?zé)嵩椿厥展苓B接，吸收式熱泵 14的熱泵熱水側(cè)進(jìn)口 19與熱網(wǎng)回水管15連接，吸收式熱泵14的熱泵熱水側(cè)出口 18與熱網(wǎng)供水管16連接，吸收式熱泵14中，吸收器熱水側(cè)出口 20與冷凝器熱水側(cè)進(jìn)口 17連接， 熱泵熱水側(cè)進(jìn)口 19為吸收器熱水側(cè)進(jìn)口，熱泵熱水側(cè)出口 18為冷凝器熱水側(cè)出口，溢流口 4置于煙道3的下部，溢出因煙氣中的水蒸氣的凝結(jié)造成的過量循環(huán)水。所述吸收式熱泵14的高溫?zé)嵩礊檎羝?、高溫?zé)崴蚋邷責(zé)煔?，作為吸收式熱泵?qū)動力。所述噴淋裝置7的噴嘴的噴射方向與煙道縱向的夾角可調(diào)，調(diào)整范圍為0° 180°。所述煙道3為空腔式結(jié)構(gòu)或者填料式結(jié)構(gòu)，填充填料為增加循環(huán)水霧化效果，加強(qiáng)煙氣與循環(huán)水的接觸換熱過程。所述循環(huán)水泵6的出口和蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口 21與旁通管M的一端連接，蒸發(fā)器熱水側(cè)出口 22和噴淋裝置7的進(jìn)口與旁通管M的另一端連接，循環(huán)水經(jīng)過水質(zhì)處理裝置 5后被分為兩路，一路進(jìn)入吸收式熱泵14中的蒸發(fā)器12，另一路通過旁通管M直接經(jīng)噴淋裝置7在煙道3中噴淋。所述熱泵熱水側(cè)出口 18或者與熱網(wǎng)加熱器23的熱水側(cè)進(jìn)口連接，熱網(wǎng)加熱器23 的熱水側(cè)出口再與熱網(wǎng)供水管16連接，一次熱網(wǎng)回水經(jīng)過吸收式熱泵14后，再經(jīng)過熱網(wǎng)加熱器17進(jìn)一步提升溫度。煙氣在煙道3內(nèi)從煙氣入口 1到煙氣出口 2自下而上流動，循環(huán)水通過噴淋裝置7 噴射形成霧化液滴在自上而下降落的同時與煙氣直接接觸換熱，被加熱的循環(huán)水從煙道3 的底盤流出經(jīng)過循環(huán)水水質(zhì)處理裝置5處理后被循環(huán)水泵6送入吸收式熱泵14中的蒸發(fā)器12，來自熱網(wǎng)回水管15的供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)回水依次進(jìn)入吸收式熱泵14的吸收器13和冷凝器11，在吸收式熱泵14內(nèi)，吸收了煙氣熱量的循環(huán)水與熱網(wǎng)回水進(jìn)行熱交換，熱網(wǎng)供水達(dá)到所需要的溫度后從熱網(wǎng)供水管16送入熱網(wǎng)系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用煙氣-水直接接觸換熱和利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的方式向熱網(wǎng)系統(tǒng)供熱。煙氣自下而上流動的過程中與循環(huán)水換熱達(dá)到降溫的目的。循環(huán)水與煙氣換熱之后在煙道底部聚集后經(jīng)過水質(zhì)處理裝置后進(jìn)入吸收式熱泵，循環(huán)水釋放熱量被用于加熱集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)回水，熱網(wǎng)回水在經(jīng)過吸收式熱泵后還可再經(jīng)過熱網(wǎng)加熱器進(jìn)一步提升溫度。煙道中亦可增加填料以增加循環(huán)水霧化效果，加強(qiáng)煙氣與循環(huán)水的接觸換熱過程。由于煙氣出口溫度要低于對應(yīng)壓力下的煙氣的露點(diǎn)溫度，此煙氣-水直接換熱的過程將有煙氣中的水蒸氣冷凝，所以循環(huán)水的流量隨著煙氣中水蒸氣的冷凝將會增加，需要在煙道底部安裝溢流裝置以排出多余的循環(huán)水，保證循環(huán)水恒定的流量。由于煙氣中含有S02、NOx等成分，在與循環(huán)水直接換熱的過程中將溶解于循環(huán)水中，循環(huán)水的酸性增強(qiáng)， 因而循環(huán)水與煙氣直接接觸后要經(jīng)過水質(zhì)處理裝置，對循環(huán)水進(jìn)行除雜質(zhì)和調(diào)整PH值以降低腐蝕性后再進(jìn)入吸收式熱泵以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。循環(huán)水可全部進(jìn)入吸收式熱泵換熱，也可部分進(jìn)入吸收式熱泵，沒有進(jìn)入吸收式熱泵的循環(huán)水直接返回?zé)煹览^續(xù)換熱。經(jīng)煙氣加熱的循環(huán)水進(jìn)入高溫?zé)嵩打?qū)動的吸收式熱泵，循環(huán)水釋放熱量被用于加熱熱網(wǎng)回水， 熱網(wǎng)回水還可經(jīng)過熱網(wǎng)加熱器被進(jìn)一步提升溫度后送入供熱用戶側(cè)循環(huán)運(yùn)行。本實(shí)用新型的有益效果為，本實(shí)用新型為一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱方式，采用煙氣與水直接接觸換熱的方式，由循環(huán)水回收煙氣余熱，以高溫?zé)嵩醋鳛槲帐綗岜玫尿?qū)動熱源，在吸收式熱泵中提取被煙氣加熱循環(huán)水的熱量用于提升供熱系統(tǒng)回水溫度，該系統(tǒng)能夠提升集中供熱系統(tǒng)的總體能源利用效率，具有較好的煙氣與水換熱效果的同時還能起到潔凈煙氣保護(hù)環(huán)境的作用。

圖1為利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)實(shí)施例示意圖；圖2為部分循環(huán)水進(jìn)入吸收式熱泵的實(shí)施例示意圖；圖3為一次熱網(wǎng)回水經(jīng)過吸收式熱泵后，再經(jīng)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)一步提升溫度的實(shí)施例示意圖。圖中，1—煙氣入口，2—煙氣出口，3—煙道，4—溢流口，5—水質(zhì)處理裝置， 6—循環(huán)水泵，7-噴淋裝置，8—熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)出口，9一熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口，10-發(fā)生器，11-冷凝器，12-蒸發(fā)器，13-吸收器，14-吸收式熱泵，15—熱網(wǎng)回水管，16—熱網(wǎng)供水管，17-冷凝器熱水側(cè)進(jìn)口，18-熱泵熱水側(cè)出口，19-熱泵熱水側(cè)進(jìn)口，20-吸收器熱水側(cè)出口，21-蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口，22-蒸發(fā)器熱水側(cè)出口，23-熱網(wǎng)加熱器，24-旁通管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型提出了一種通過煙氣-水直接換熱，將循環(huán)水回收的煙氣余熱通過吸收式熱泵加熱熱網(wǎng)回水的系統(tǒng)，即利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實(shí)施例如圖1所示。利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)由煙道3、吸收式熱泵14、噴淋裝置7、水質(zhì)處理裝置5和循環(huán)水泵6組成。吸收式熱泵14內(nèi)部包括發(fā)生器10、冷凝器11、蒸發(fā)器12和吸收器13。噴淋裝置7水平置于煙道3的頂部，噴淋裝置7的噴嘴的噴射方向與煙道縱向的夾角可調(diào)，調(diào)整范圍為0° 180°。煙道3為填料式結(jié)構(gòu)，填充填料為增加循環(huán)水霧化效果，加強(qiáng)煙氣與循環(huán)水的接觸換熱過程。煙道3底盤的循環(huán)水出口與水質(zhì)處理裝置5的進(jìn)口連接，水質(zhì)處理裝置5的出口與循環(huán)水泵6的進(jìn)口連接，循環(huán)水泵6的出口與吸收式熱泵14的蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口 21連接，吸收式熱泵14的蒸發(fā)器熱水側(cè)出口 22與噴淋裝置7的進(jìn)口連接，吸收式熱泵14的熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口 9與高溫?zé)嵩摧敵龉苓B接，吸收式熱泵14的熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)出口 8與高溫?zé)嵩椿厥展苓B接，吸收式熱泵14的熱泵熱水側(cè)進(jìn)口 19與熱網(wǎng)回水管15連接，吸收式熱泵14的熱泵熱水側(cè)出口 18與熱網(wǎng)供水管16連接，吸收式熱泵14中，吸收器熱水側(cè)出口 20與冷凝器熱水側(cè)進(jìn)口 17連接，熱泵熱水側(cè)進(jìn)口 19為吸收器熱水側(cè)進(jìn)口，熱泵熱水側(cè)出口 18為冷凝器熱水側(cè)出口，溢流口 4置于煙道3的下部。天然氣鍋爐或者燃?xì)廨啓C(jī)排放出的煙氣從煙氣入口 1進(jìn)入煙道3底部，經(jīng)過與循環(huán)水直接接觸換熱后從煙道3頂部的煙氣出口 2離開，循環(huán)水通過噴淋裝置7形成霧化液滴與自下而上的煙氣換熱后在煙道3的底盤聚集后進(jìn)入水質(zhì)處理裝置5，在水質(zhì)處理裝置5 中進(jìn)行雜質(zhì)過濾和酸堿度調(diào)節(jié)后經(jīng)過循環(huán)水泵6進(jìn)入吸收式熱泵14。循環(huán)水進(jìn)入蒸發(fā)器 12釋放熱量后經(jīng)噴淋裝置7再次進(jìn)入煙道3與煙氣進(jìn)行換熱。高溫?zé)嵩磸臒岜酶邷責(zé)嵩磦?cè)進(jìn)口 9進(jìn)入發(fā)生器10驅(qū)動吸收式熱泵14工作，高溫?zé)嵩瘁尫艧崃亢髲臒岜酶邷責(zé)嵩磦?cè)出口 8離開發(fā)生器10。供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)回水首先進(jìn)入吸收器13，再進(jìn)入冷凝器11后離開吸收式熱泵14。如果煙氣在煙道3的煙氣出口 2的溫度低于煙氣在對應(yīng)壓力下的冷凝溫度，煙氣將在被循環(huán)水冷卻的過程中由水蒸氣冷凝于循環(huán)水中，所以隨著換熱的進(jìn)行，循環(huán)水的總流量會不斷增加，因此在煙道3底部增加一個溢流口 4，當(dāng)煙道底部的循環(huán)水達(dá)到一定的高度后將會溢出煙道3以保證循環(huán)水流量的恒定。圖2為部分循環(huán)水進(jìn)入吸收式熱泵的實(shí)施例示意圖，循環(huán)水泵6的出口和蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口 21與旁通管M的一端連接，蒸發(fā)器熱水側(cè)出口 22和噴淋裝置7的進(jìn)口與旁通管M的另一端連接，循環(huán)水經(jīng)過水質(zhì)處理裝置5后被分為兩路，一路進(jìn)入吸收式熱泵14中的蒸發(fā)器12，另一路通過旁通管M直接經(jīng)噴淋裝置7在煙道3中噴淋，直接返回?zé)煹览^續(xù)換熱。圖3為一次熱網(wǎng)回水經(jīng)過吸收式熱泵后，再經(jīng)熱網(wǎng)加熱器進(jìn)一步提升溫度的實(shí)施例示意圖。熱泵熱水側(cè)出口 18或者與熱網(wǎng)加熱器23的熱水側(cè)進(jìn)口連接，熱網(wǎng)加熱器23的熱水側(cè)出口再與熱網(wǎng)供水管16連接，一次熱網(wǎng)回水經(jīng)過吸收式熱泵14后，再經(jīng)過熱網(wǎng)加熱器17進(jìn)一步提升溫度后送入供熱用戶側(cè)循環(huán)運(yùn)行。本實(shí)用新型適用于集中供熱熱源的大中型天然氣鍋爐房、燃?xì)鉄犭姀S以及燃?xì)鉄犭娎淙?lián)供系統(tǒng)的天然氣煙氣余熱和水分回收。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)由煙道(3)、吸收式熱泵(14)、噴淋裝置(7)、水質(zhì)處理裝置 (5)和循環(huán)水泵(6)組成，吸收式熱泵(14)內(nèi)部包括發(fā)生器(10)、冷凝器(11)、蒸發(fā)器(12) 和吸收器(13)，噴淋裝置(7)水平置于煙道(3)的頂部，煙道C3)底盤的循環(huán)水出口與水質(zhì)處理裝置(5)的進(jìn)口連接，水質(zhì)處理裝置(5)的出口與循環(huán)水泵(6)的進(jìn)口連接，循環(huán)水泵(6)的出口與吸收式熱泵(14)的蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口連接，吸收式熱泵(14)的蒸發(fā)器熱水側(cè)出口 0 與噴淋裝置(7)的進(jìn)口連接，吸收式熱泵(14)的熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口(9)與高溫?zé)嵩摧敵龉苓B接，吸收式熱泵(14)的熱泵高溫?zé)嵩磦?cè)出口(8)與高溫?zé)嵩椿厥展苓B接，吸收式熱泵(14)的熱泵熱水側(cè)進(jìn)口(19)與熱網(wǎng)回水管(1 連接，吸收式熱泵 (14)的熱泵熱水側(cè)出口(18)與熱網(wǎng)供水管(16)連接，吸收式熱泵(14)中，吸收器熱水側(cè)出口 OO)與冷凝器熱水側(cè)進(jìn)口(17)連接，熱泵熱水側(cè)進(jìn)口(19)為吸收器熱水側(cè)進(jìn)口，熱泵熱水側(cè)出口(18)為冷凝器熱水側(cè)出口，溢流口(4)置于煙道(3)的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述噴淋裝置(7)的噴嘴的噴射方向與煙道縱向的夾角可調(diào)，調(diào)整范圍為0° 180°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述煙道(3)為空腔式結(jié)構(gòu)或者填料式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)水泵(6)的出口和蒸發(fā)器熱水側(cè)進(jìn)口與旁通管04)的一端連接，蒸發(fā)器熱水側(cè)出口 0 和噴淋裝置(7)的進(jìn)口與旁通管04)的另一端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵熱水側(cè)出口(18)或者與熱網(wǎng)加熱器的熱水側(cè)進(jìn)口連接，熱網(wǎng)加熱器 (23)的熱水側(cè)出口再與熱網(wǎng)供水管(16)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公布一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統(tǒng)，屬能源技術(shù)領(lǐng)域，用于天然氣煙氣余熱回收。系統(tǒng)由煙道、吸收式熱泵、噴淋裝置、水質(zhì)處理裝置和循環(huán)水泵組成，煙氣在煙道內(nèi)自下而上流動，循環(huán)水經(jīng)噴淋裝置噴射形成霧化液滴與煙氣直接接觸換熱，循環(huán)水流出煙道經(jīng)過水質(zhì)處理裝置處理后被水泵送入吸收式熱泵中的蒸發(fā)器，熱網(wǎng)回水依次進(jìn)入吸收式熱泵的吸收器和冷凝器，吸收了煙氣熱量的循環(huán)水與熱網(wǎng)回水在吸收式熱泵進(jìn)行熱交換達(dá)到所需要的溫度后送回?zé)峋W(wǎng)。本實(shí)用新型采用煙氣與水直接接觸換熱，在吸收式熱泵中提取被煙氣加熱循環(huán)水的熱量提升供熱系統(tǒng)回水溫度，提高了集中供熱系統(tǒng)的總體能源利用效率，還起到潔凈煙氣保護(hù)環(huán)境的作用。
文檔編號F28C1/02GK202092207SQ20112013319
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者付林, 孫健, 張世鋼 申請人:北京華清泰盟科技發(fā)展有限公司, 清華大學(xué)