本發(fā)明屬于煙氣余熱回收領(lǐng)域，具體涉及一種基于吸收式循環(huán)的煙氣余熱深度回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃煤鍋爐系統(tǒng)中，排煙熱損失占鍋爐總熱損失的一半以上，造成巨大的能源浪費。深度回收煙氣中蘊含的巨大潛能，提高鍋爐的能源利用效率，成為我國節(jié)能減排的重要措施。

煙氣中包含大量的co2、so2和nox等氣體燃燒產(chǎn)物，其酸性和露點腐蝕性等對余熱回收設(shè)備產(chǎn)生較大影響，使得煙氣余熱回收難度增大，成本提高。再者，煙囪排煙溫度較高，使煙氣中蘊含的低品位余熱被釋放到空氣中，進(jìn)一步造成能源浪費。

為了對煙氣余熱進(jìn)行回收再利用，普遍采用熱泵對煙氣余熱進(jìn)行回收，比如：專利201620046010.3利用吸收式熱泵以驅(qū)動蒸汽回收煙氣余熱的供熱系統(tǒng)的中國專利，利用電廠循環(huán)冷卻水進(jìn)入直接換熱器里面跟煙氣換熱，然后再通過吸收式熱泵的蒸發(fā)器提取煙氣余熱，其中煙氣與低溫冷卻水直接換熱，換熱溫差大，造成換熱的不可逆損失大，降溫后的低溫?zé)煔膺€具有顯熱和潛熱，沒有被回收利用，煙氣余熱回收率低。專利201520893728.1一種火電廠脫硫塔余熱綜合利用系統(tǒng)，利用脫硫塔循環(huán)液吸收煙氣余熱，然后采用電動壓縮式熱泵對脫硫塔循環(huán)液中的熱量進(jìn)行回收，煙氣余熱與循環(huán)液換熱后還存在潛熱不能被吸收，煙氣余熱回收率低，煙氣直接引入脫硫塔循環(huán)液中換熱，容易對管路造成腐蝕。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種將鍋爐排煙溫度降至更低，深度提取煙氣中的余熱，用于加熱熱網(wǎng)回水，顯著提高鍋爐能源利用效率的基于吸收式循環(huán)的煙氣余熱深度回收系統(tǒng)。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于吸收式循環(huán)的煙氣余熱深度回收系統(tǒng)，包括燃煤煙氣系統(tǒng)、熱網(wǎng)水系統(tǒng)以及熱泵系統(tǒng)，所述燃煤煙氣系統(tǒng)包括脫硫塔、吸收塔及煙氣管道；其中煙氣經(jīng)煙氣管道進(jìn)入脫硫塔與循環(huán)吸收液換熱后再經(jīng)煙氣管道進(jìn)入吸收塔，與濃溶液進(jìn)行換熱后排放；所述熱泵系統(tǒng)包括吸收式熱泵系統(tǒng)以及開式吸收式熱泵系統(tǒng)，吸收式熱泵系統(tǒng)包括吸收器、發(fā)生器、蒸發(fā)器、溶液換熱器和冷凝器，吸收式熱泵的蒸發(fā)器串入脫硫塔的循環(huán)吸收液循環(huán)管路中回收煙氣余熱，吸收式熱泵的吸收器和冷凝器依次串入熱網(wǎng)水管道中對熱網(wǎng)水升溫，吸收式熱泵的發(fā)生器進(jìn)口端連接供熱蒸汽，供熱蒸汽經(jīng)換熱后由發(fā)生器出口端排出；開式吸收式熱泵系統(tǒng)包括吸收塔、溶液-水換熱器、溶液換熱器、再生器和蒸汽-水換熱器；吸收塔的濃溶液與煙氣換熱后生成稀溶液，稀溶液依次經(jīng)溶液換熱器、再生器后生成濃溶液，生成的濃溶液依次經(jīng)溶液換熱器、溶液-水換熱器再次進(jìn)入吸收塔與煙氣進(jìn)行換熱；開式吸收式熱泵的再生器蒸汽進(jìn)口端連接供熱蒸汽，供熱蒸汽經(jīng)換熱后由再生器凝水出口端排出，同時產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)再生器蒸汽出口端進(jìn)入蒸汽-水換熱器換熱后排出；所述熱網(wǎng)水系統(tǒng)的熱網(wǎng)水依次經(jīng)過溶液-水換熱器、吸收器，冷凝器、蒸汽-水換熱器升溫后經(jīng)由熱網(wǎng)水管道進(jìn)行供水。

進(jìn)一步的，在燃煤煙氣系統(tǒng)的脫硫塔煙氣進(jìn)口端連接煙氣管道，在煙氣管道上設(shè)置閥門,脫硫塔煙氣出口端與吸收塔煙氣進(jìn)口端之間連接煙氣管道，在煙氣管道上設(shè)置閥門，在煙氣管道上閥門前設(shè)置煙氣旁通管道，在煙氣旁通管道設(shè)置閥門，在煙氣管道上閥門前和脫硫塔煙氣出口端之間設(shè)置煙氣旁通管道，在煙氣旁通管道設(shè)置閥門。

進(jìn)一步的，在開式吸收式熱泵的溶液-水換熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口端連接熱網(wǎng)水管道，在熱網(wǎng)水管道上設(shè)置閥門，在溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端以及熱網(wǎng)水管道上閥門前的熱網(wǎng)水進(jìn)口端之間連接有熱網(wǎng)水旁通管道，熱網(wǎng)水旁通管道上設(shè)有閥門；在溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端與吸收式熱泵的吸收器熱網(wǎng)水進(jìn)口端之間連接熱網(wǎng)水管道，熱網(wǎng)水管道上設(shè)置閥門，吸收式熱泵的冷凝器熱網(wǎng)水出口端與蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口端之間連接熱網(wǎng)水管道，熱網(wǎng)水管道上設(shè)置有閥門，在溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端和熱網(wǎng)水管道上的閥門之間連接有熱網(wǎng)水旁通管道，在熱網(wǎng)水旁通管道上設(shè)有閥門；在開式吸收式熱泵的蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水出口端連接熱網(wǎng)水管道，在蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水出口端和熱網(wǎng)水管道上的閥門之間連接有熱網(wǎng)水旁通管道，熱網(wǎng)水旁通管道上設(shè)有閥門。

進(jìn)一步的，在開式吸收式熱泵的溶液換熱器濃溶液進(jìn)口端和再生器溶液出口端之間設(shè)置濃溶液管道，濃溶液管道上設(shè)置有濃溶液循環(huán)泵。

進(jìn)一步的，在脫硫塔循環(huán)吸收液出口端和脫硫塔循環(huán)吸收液進(jìn)口端之間設(shè)置吸收液循環(huán)管道，在吸收液循環(huán)管道上設(shè)置有閥門，在閥門和脫硫塔循環(huán)吸收液出口端之間設(shè)置有吸收液循環(huán)泵，閥門前的吸收液循環(huán)管道經(jīng)吸收液循環(huán)管道連接吸收式熱泵的蒸發(fā)器吸收液進(jìn)口端，閥門后的吸收液循環(huán)管道經(jīng)吸收液循環(huán)管道連接吸收式熱泵的蒸發(fā)器吸收液出口端，在吸收液循環(huán)管道上設(shè)有閥門，在吸收液循環(huán)管道上設(shè)有閥門。

優(yōu)選的，所述燃煤煙氣系統(tǒng)還包括鍋爐、除塵器和煙囪所述鍋爐煙氣出口端通過煙氣管道與除塵器煙氣進(jìn)口端相連，所述除塵器煙氣出口端通過煙氣管道與脫硫塔煙氣進(jìn)口端相連，所述供熱蒸汽由鍋爐提供。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

本發(fā)明采用吸收式熱泵回收脫硫塔中循環(huán)吸收液余熱，既能適當(dāng)降低與煙氣直接接觸的循環(huán)吸收液溫度，又能回收吸收液余熱，用于加熱熱網(wǎng)水；在煙氣管道上設(shè)置了吸收塔，并利用開式吸收式熱泵回收吸收塔交換的煙氣余熱，既能提高煙氣的脫硫效果，又能降低煙氣的溫度，回收煙氣中的潛熱和顯熱，達(dá)到深度回收煙氣余熱的目的；由于吸收塔出口煙氣的含硫化物和氮氧化物低，可直接將煙氣排放至空氣中，省去煙氣換熱器，節(jié)省投資。本發(fā)明煙氣通過脫硫塔、吸收塔實現(xiàn)兩次換熱降溫，采用兩級熱泵逐級回收煙氣余熱，實現(xiàn)了煙氣余熱的梯級利用。同時實現(xiàn)了熱網(wǎng)水的梯級升溫，使系統(tǒng)整體能效得到大幅提升。本發(fā)明的吸收式熱泵與脫硫塔通過吸收液循環(huán)管道連接，開式吸收式熱泵與吸收塔之間通過濃溶液再生循環(huán)管路連接，設(shè)備接口簡單，不用對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，利于設(shè)備的維護(hù)更換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于吸收式循環(huán)的煙氣余熱深度回收系統(tǒng)示意圖；

其中：1-鍋爐；11-鍋爐煙氣出口端；2-除塵器；21-除塵器煙氣進(jìn)口端；22-除塵器煙氣出口端；3-脫硫塔；31-脫硫塔煙氣進(jìn)口端；32-脫硫塔循環(huán)吸收液出口端；33-脫硫塔循環(huán)吸收液進(jìn)口端；34-脫硫塔煙氣出口端；4-煙囪；41-煙囪煙氣進(jìn)口端；5-吸收塔；51-吸收塔煙氣進(jìn)口端；52-吸收塔溶液出口端；53-吸收塔溶液進(jìn)口端；54-吸收塔煙氣出口端；6-溶液-水換熱器；61-溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端；62-溶液-水換熱器溶液進(jìn)口端；63-溶液-水換熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口端；64-溶液-水換熱器溶液出口端；7-再生器；71-再生器蒸汽出口端；72-再生器蒸汽進(jìn)口端；73-再生器凝水出口端；74-再生器溶液出口端；75-再生器溶液進(jìn)口端；8-蒸汽-水換熱器；81-蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口端；82-蒸汽-水換熱器凝水出口端；83-蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水出口端；84-蒸汽-水換熱器蒸汽進(jìn)口端；9、溶液換熱器；ex-溶液換熱器；ex1-溶液換熱器稀溶液進(jìn)口端，ex2-溶液換熱器稀溶液出口端；ex3-溶液換熱器濃溶液進(jìn)口端；ex4-溶液換熱器濃溶液出口端；a-吸收器；a1-吸收器熱網(wǎng)水出口端；a2-吸收器熱網(wǎng)水進(jìn)口端；g-發(fā)生器；g1-發(fā)生器蒸汽進(jìn)口端；g2-發(fā)生器凝水出口端；e-蒸發(fā)器；e1-蒸發(fā)器吸收液進(jìn)口端；e2-蒸發(fā)器吸收液出口端；c-冷凝器；c1-冷凝器熱網(wǎng)水出口端；c2-冷凝器熱網(wǎng)水進(jìn)口端；k1、k2、k3、k4-煙氣管道閥門；k5、k6、k7-吸收液循環(huán)管道閥門；k8、k9、k10、k11、k12、k13、k14-熱網(wǎng)水管道閥門；p1、p2、p4、p6-煙氣管道；p3、p5-煙氣旁通管道；p7、p8-蒸發(fā)器吸收液循環(huán)管道；p9-脫硫塔吸收液循環(huán)管道；p10、p11-稀溶液管道；p12、p13、p14-濃溶液管道；p15、p17、p18、p19、p24-熱網(wǎng)水管道；p16、p20、p21-熱網(wǎng)水旁通管道；p22-再生器蒸汽管道；p23-蒸汽-水換熱器凝水管道；p25-發(fā)生器蒸汽管道；p26-發(fā)生器凝水管道；p27-再生器蒸汽管道；p28-再生器凝水管道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1所示，本發(fā)明包括燃煤煙氣系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)和熱網(wǎng)水系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)包括吸收式熱泵系統(tǒng)和開式吸收式熱泵系統(tǒng)。其中燃煤煙氣系統(tǒng)包括鍋爐1、除塵器2、脫硫塔3、煙囪4和吸收塔5，還包括煙氣管道p1、p2、p4、p6和煙氣旁通管道p3、p5。鍋爐煙氣出口端11通過煙氣管道p1與除塵器煙氣進(jìn)口端21相連，所述除塵器煙氣出口端22通過煙氣管道p2經(jīng)閥門k2與脫硫塔煙氣進(jìn)口端31相連，所述脫硫塔煙氣出口端34通過煙氣管道p4經(jīng)閥門k4與吸收塔煙氣進(jìn)口端51相連，所述吸收塔煙氣出口端54通過煙氣管道p6與煙囪煙氣進(jìn)口端41相連，所述煙氣管道p2通過煙氣旁通管道p3經(jīng)閥門k1與煙氣管道p6相連，所述煙氣管道p4通過煙氣旁通管道p5經(jīng)閥門k3與煙氣管道p6相連。其中煙氣旁通管道p3用于脫硫塔故障或者維修時開啟，將煙氣直接送入煙囪外排；煙氣旁通管道p5用于吸收塔5出現(xiàn)故障或者維修時開啟，將煙氣由脫硫塔直接送入煙囪外排。

吸收式熱泵系統(tǒng)包括吸收器a、發(fā)生器g、蒸發(fā)器e、溶液換熱器9和冷凝器c。所述熱網(wǎng)水管道p17通過閥門k8與吸收器熱網(wǎng)水進(jìn)口端a2相連，所述吸收器熱網(wǎng)水出口端a1通過熱網(wǎng)水管道p18與冷凝器熱網(wǎng)水進(jìn)口端c2相連，所述熱網(wǎng)水管道p19與冷凝器熱網(wǎng)水出口端c1相連，所述脫硫塔3吸收液循環(huán)管道p9通過脫硫塔吸收液出口端32經(jīng)閥門k5與脫硫塔吸收液進(jìn)口端33相連，所述蒸發(fā)器吸收液進(jìn)口端e1通過蒸發(fā)器e吸收液循環(huán)管道p7經(jīng)閥門k6與脫硫塔3吸收液循環(huán)管道p9相連，連接點位于閥門k5之前，所述蒸發(fā)器吸收液出口端e2通過蒸發(fā)器e吸收液循環(huán)管道p8經(jīng)閥門k7與脫硫塔3吸收液循環(huán)管道p9相連，連接點位于閥門k5之后，為了保證循環(huán)吸收液的順利循環(huán)，在閥門k5前還設(shè)有吸收液循環(huán)泵；所述發(fā)生器蒸汽管道p25與發(fā)生器蒸汽進(jìn)口端g1相連，所述發(fā)生器凝水管道p26與發(fā)生器凝水出口端g2相連。

開式吸收式熱泵系統(tǒng)包括吸收塔5、溶液-水換熱器6、溶液換熱器ex、再生器7和蒸汽-水換熱器8。所述煙氣管道p4與吸收塔煙氣進(jìn)口端51相連，所述煙氣管道p6與吸收塔煙氣出口端54相連，所述吸收塔溶液出口端52通過稀溶液管道p10與溶液換熱器稀溶液進(jìn)口端ex1相連，所述溶液換熱器稀溶液出口端ex2通過稀溶液管道p11與再生器溶液進(jìn)口端75相連，所述再生器溶液出口端74通過濃溶液管道p12與溶液換熱器濃溶液進(jìn)口端ex3相連，為了保證濃溶液的順利循環(huán)，在濃溶液管道p12還設(shè)有濃溶液循環(huán)泵；所述溶液換熱器濃溶液出口端ex4通過濃溶液管道p13與溶液-水換熱器溶液進(jìn)口端62相連，所述溶液-水換熱器溶液出口端64通過濃溶液管道p14與吸收塔溶液進(jìn)口端53相連，所述再生器蒸汽出口端71通過蒸汽管道p22與蒸汽-水換熱器蒸汽進(jìn)口端84相連，所述蒸汽-水換熱器凝水管道p23與蒸汽-水換熱器凝水出口端82相連，所述再生器蒸汽管道p27與再生器蒸汽進(jìn)口端72相連，所述再生器凝水管道p28與再生器凝水出口端73相連。

熱網(wǎng)水系統(tǒng)包括溶液-水換熱器6、吸收器a、冷凝器c和蒸汽-水換熱器8。所述熱網(wǎng)水管道p15通過閥門k9與溶液-水換熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口端63相連，所述溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端61通過熱網(wǎng)水管道p17經(jīng)閥門k8與吸收器熱網(wǎng)水進(jìn)口端a2相連，為了防止溶液-水換熱器故障導(dǎo)致熱網(wǎng)水系統(tǒng)不能使用，在溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端61以及熱網(wǎng)水管道p15上閥門k9前的熱網(wǎng)水進(jìn)口端之間連接有熱網(wǎng)水旁通管道p16，熱網(wǎng)水旁通管道p16上設(shè)有閥門k10；開啟旁通管道時，關(guān)閉閥門k9，開啟閥門k10。所述吸收器熱網(wǎng)水出口端a1通過熱網(wǎng)水管道p18與冷凝器熱網(wǎng)水進(jìn)口端c2相連，所述冷凝器熱網(wǎng)水出口端c1通過熱網(wǎng)水管道p19經(jīng)閥門k12、k14與蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口端81相連，為了防止蒸汽-水換熱器故障導(dǎo)致熱網(wǎng)水系統(tǒng)不能使用，在蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水出口端83和熱網(wǎng)水管道p19上的閥門k12、k14之間連接有熱網(wǎng)水旁通管道p20，熱網(wǎng)水旁通管道p20上設(shè)有閥門k13，蒸汽-水換熱器熱網(wǎng)水出口端83連接熱網(wǎng)水管道p24。為了保證在吸收式熱泵故障或者維修時，系統(tǒng)正常運行，在溶液-水換熱器熱網(wǎng)水出口端61和熱網(wǎng)水管道p19上的閥門k12、k14之間連接有熱網(wǎng)水旁通管道p21，在熱網(wǎng)水旁通管道p21上設(shè)有閥門k11，吸收式熱泵故障時，關(guān)閉閥門k12、k8，開啟閥門k11,同時關(guān)閉閥門k6、k7，打開閥門k5，即可將吸收式熱泵切除而不影響系統(tǒng)運行。

本發(fā)明專利的工作過程如下：

(1)煙氣余熱回收工況

煙氣系統(tǒng)中，關(guān)閉煙氣管道閥門k1、k3,開啟煙氣管道閥門k2、k4。鍋爐1的煙氣通過鍋爐煙氣出口端11經(jīng)煙氣管道p1進(jìn)入除塵器2，除塵后經(jīng)煙氣管道p2進(jìn)入脫硫塔3，煙氣在脫硫塔3內(nèi)與循環(huán)吸收液換熱后，通過脫硫塔煙氣出口端34經(jīng)煙氣管道p4進(jìn)入吸收塔5，在吸收塔5內(nèi)與來自濃溶液管道p14的濃溶液換熱后，煙氣經(jīng)吸收塔5的吸收塔煙氣出口端54通過煙氣管道p6進(jìn)入煙囪4排放至空氣中。

熱泵系統(tǒng)中，關(guān)閉閥門k5，開啟閥門k6、k7、k8、k12。吸收液經(jīng)蒸發(fā)器吸收液循環(huán)管道p7進(jìn)入蒸發(fā)器e，降溫后通過蒸發(fā)器吸收液循環(huán)管道p8進(jìn)入脫硫塔吸收液循環(huán)管道p9，來自溶液-水換熱器6的熱網(wǎng)水經(jīng)熱網(wǎng)水管道閥門k8進(jìn)入熱泵吸收器a內(nèi)，加熱升溫后通過熱網(wǎng)水管道p18進(jìn)入熱泵冷凝器c，原供熱蒸汽經(jīng)發(fā)生器蒸汽進(jìn)口端g1進(jìn)入發(fā)生器g，換熱后通過發(fā)生器凝水管道p26流出。

開式吸收式熱泵系統(tǒng)中，來自濃溶液管道p14的濃溶液在吸收塔5內(nèi)與煙氣換熱后生成稀溶液，經(jīng)稀溶液管道p10、溶液換熱器ex、稀溶液管道p11后，進(jìn)入再生器7，原供熱蒸汽經(jīng)再生器蒸汽進(jìn)口端72進(jìn)入再生器7，使稀溶液再生成濃溶液，同時產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)再生器蒸汽管道p22進(jìn)入蒸汽-水換熱器8，再生器7內(nèi)生成的濃溶液經(jīng)濃溶液管道p12、通過溶液換熱器ex、濃溶液管道p13、溶液-水換熱器6、濃溶液管道p14后進(jìn)入吸收塔5。

熱網(wǎng)水系統(tǒng)中，關(guān)閉閥門k10、k11、k13，開啟閥門k9、k14。熱網(wǎng)水在溶液-水換熱器6內(nèi)與來自濃溶液管道p13的濃溶液換熱后，通過熱網(wǎng)水管道p17進(jìn)入熱泵吸收器a，在吸收器a內(nèi)被加熱后通過熱網(wǎng)水管道p18進(jìn)入冷凝器c，在冷凝器c中與來自發(fā)生器g的高溫蒸汽換熱后，通過熱網(wǎng)水管道p19進(jìn)入蒸汽-水換熱器8，在蒸汽-水換熱器8內(nèi)與來自再生器7的高溫蒸汽換熱后，經(jīng)由熱網(wǎng)水管道p24流出。

(2)事故工況

若開式吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生故障，則關(guān)閉煙氣管道閥門k4，關(guān)閉熱網(wǎng)水管道閥門k9、k14，開啟煙氣管道閥門k3，開啟熱網(wǎng)水管道閥門k10、k13，使熱網(wǎng)水直接進(jìn)入吸收式熱泵系統(tǒng)，其他系統(tǒng)工況同煙氣余熱工況。

若吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生故障，則關(guān)閉蒸發(fā)器吸收液循環(huán)管道閥門k6、k7，關(guān)閉熱網(wǎng)水管道閥門k8、k12，開啟脫硫塔吸收液循環(huán)管道閥門k5，開啟熱網(wǎng)水管道閥門k11，使熱網(wǎng)水流經(jīng)開式吸收式熱泵系統(tǒng)后，經(jīng)熱網(wǎng)水管道p24流出，其他系統(tǒng)工況同煙氣余熱工況。

若開式吸收式熱泵系統(tǒng)和吸收式熱泵系統(tǒng)同時出現(xiàn)故障，則關(guān)閉蒸發(fā)器吸收液循環(huán)管道閥門k6、k7，關(guān)閉熱網(wǎng)水管道閥門k8、k9、k12、k14，關(guān)閉煙氣管道閥門k4，開啟煙氣管道閥門k3，開啟脫硫塔吸收液循環(huán)管道閥門k5，開啟熱網(wǎng)水管道閥門k10、k11、k13，使熱網(wǎng)水經(jīng)由熱網(wǎng)水旁通管道p16、p21、p13流出，排煙經(jīng)煙氣旁通管道p5進(jìn)入煙囪4排放至空氣中。