專利名稱：直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種處理煙或廢氣裝置的配置，尤指一種直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統。
技術背景·[0002]針對燃氣鍋爐來說，煙氣中的余熱有很大一部分存在于水蒸氣潛熱中。因而在降低煙氣溫度、回收顯熱的同時，將煙氣中的水蒸氣潛熱回收才能做到真正的煙氣全熱回收。燃氣鍋爐高溫煙氣的水蒸氣處于未飽和狀態，因而必須通過降溫使水蒸氣冷凝析出。如果要將水蒸氣冷凝，必須將煙氣溫度降低到對應的露點溫度以下。對于天然氣鍋爐的煙氣，其露點溫度一般在55-60°C。因此，這要求煙氣余熱回收裝置必須具備較強的熱交換能力，將高溫煙氣降低到足夠低的溫度，將煙氣中的水蒸氣盡可能多地凝出，釋放盡可能多的潛熱。傳統的余熱回收設備主要是靠間壁換熱的方式，即煙氣通過換熱管壁將熱量傳給冷水，從而將水加熱。這種熱交換方式的傳熱系數不高，一般低于80W/m2K。為了增強傳熱效果，往往需要布置大量的鋼管受熱面。這樣一方面會造成大量鋼材的消耗，使得設備體積和造價大幅提升；另一方面會造成煙道排煙阻力的增加，對于一些依靠熱壓排煙的系統可能會造成較大的影響。結合圖I所示，現有的一種名稱為“利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統”專利，于2011年4月25日申請，專利號為201110110470. X。該供熱系統由煙道3’、吸收式熱泵14’、噴淋裝置7’、水質處理裝置5’和循環水泵6’組成。吸收式熱泵14’內部包括發生器10’、冷凝器11’、蒸發器12’和吸收器13’。噴淋裝置7’水平置于煙道3’的頂部。煙道3’為填料式結構，填充填料為增加循環水霧化效果，加強煙氣與循環水的接觸換熱過程。煙道3’底盤的循環水出口與水質處理裝置5’的進口連接，水質處理裝置5’的出口與循環水泵6’的進口連接，循環水泵6’的出口與吸收式熱泵14’的蒸發器熱水側進口21’連接，吸收式熱泵14’的蒸發器熱水側出口 22’與噴淋裝置7’的進口連接，吸收式熱泵14’的熱泵高溫熱源側進口 9’與高溫熱源輸出管連接，吸收式熱泵14’的熱泵高溫熱源側出口 8’與高溫熱源回收管連接，吸收式熱泵14’的熱泵熱水側進口 19’與熱網回水管15’連接，吸收式熱泵14’的熱泵熱水側出口 18’與熱網供水管16’連接，吸收式熱泵14’中，吸收器熱水側出口 20’與冷凝器熱水側進口 17’連接，熱泵熱水側進口 19’為吸收器熱水側進口，熱泵熱水側出口 18’為冷凝器熱水側出口，溢流口 4’置于煙道3’的下部。工作時，天然氣鍋爐或者燃氣輪機排放出的煙氣從煙氣入口 I’進入煙道3’底部，經過與循環水直接接觸換熱后從煙道3’頂部的煙氣出口 2’離開，循環水通過噴淋裝置V形成霧化液滴，與自下而上的煙氣換熱后，在煙道3 ’的底盤聚集后進入水質處理裝置5 ’，在木質處理裝置5’中進行雜質過濾和酸堿度調節后，經過循環水泵6’進入吸收式熱泵14’。循環水進入蒸發器12’釋放熱量后，經噴淋裝置V再次進入煙道3’與煙氣進行換熱。高溫熱源從熱泵高溫熱源側出口 8’離開發生器10’。供熱系統中熱網回水首先進入吸收器13’，再進入冷凝器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壓力下的冷凝溫度，煙氣將在被循環水冷卻的過程中，由水蒸氣冷凝于循環水中。所以隨著換熱的進行，循環水的總流量會不斷增加，因此在煙道3’的底部增加一個溢流口 4’，當煙道底部的循環水達到一定的高度后，將會溢出煙道3’，以保證循環水流量的恒定。但是上述專利只利用了吸收式熱泵，采用逆流塔形式吸收燃氣鍋爐排放的煙氣，其只能回收一部分熱量，而吸收式熱泵釋放出的熱量不能回收。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其可以高效回收燃氣鍋爐排放的煙氣熱量，并且可以回收吸收式熱泵釋放的熱量，并將回收的熱量充分利用，其結構簡單造價低。為了實現上述目的，本實用新型的技術解決方案為一種直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，包括燃氣鍋爐和單效型溴化鋰吸收式熱泵，所述燃氣鍋爐的鍋爐燃燒機 與燃氣進氣管連通，所述吸收式熱泵的冷凝器的換熱盤管與熱網供水管連接，所述吸收式熱泵的吸收器的換熱盤管與熱網回水管連接，其中所述燃氣進氣管上連接有第一旁通煙道，所述第一旁通煙道的另一端與吸收式熱泵的發生器的換熱盤管一端連接，所述燃氣鍋爐的排煙道與主煙道連接，所述主煙道上連接有第二、三旁通煙道，所述第二、三旁通煙道上分別安裝有第二、三風閥，所述主煙道上位于第二、三旁通煙道之間的部分安裝有第一風閥，所述第二旁通煙道的另一端與直接接觸式換熱器連接，所述直接接觸式換熱器包括箱體，所述箱體的上端與第三旁通煙道的另一端連通，所述第二旁通煙道上位于第二風閥和箱體之間的部分連接有第四旁通煙道，所述第四旁通煙道的另一端與吸收式熱泵的發生器的換熱盤管另一端連接，所述第三旁通煙道上位于第三風閥和箱體之間的部分安裝有煙道風機，所述箱體的底部設有凝水池，所述凝水池的底部與出水管的一端連通，所述出水管的另一端與吸收式熱泵的蒸發器的換熱盤管一端連接，所述出水管上安裝有循環水泵和第一截止閥，所述蒸發器的換熱盤管另一端與回水管連接，所述回水管的另一端伸入箱體的內腔上部，且該伸入部分上安裝有若干個噴淋裝置，所述回水管上安裝有第二截止閥。本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其中所述凝水池中放置有綜合酸性水的藥物。本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其中所述第二旁通煙道上位于第四旁通煙道與箱體之間的部分安裝有煙箱。本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其中所述回水管伸入箱體的部分上連通有若干對噴淋水管，每對所述噴淋水管上呈左右對噴式安裝若干個所述噴淋裝置。采用上述方案后，本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統通過吸收式熱泵和直接接觸式換熱器的組合，使從燃氣鍋爐排放的煙氣及吸收式熱泵排放的煙氣與直接接觸式換熱器內的噴淋的冷卻水進行熱交換，使煙氣溫度得到充分降溫后排放至大氣中，而吸收式熱泵與直接接觸型換熱器二者之間形成冷卻水不斷生成的循環系統，使直接接觸型換熱器內噴淋的水始終是冷卻水，不斷與進入的高溫煙氣進行熱交換，由于是高溫煙氣與冷卻水的直接接觸，無需接觸介質，因此整個換熱系統的阻力很小，因此高溫煙氣中熱量被高效回收，且這些熱量被從熱網回水管進入吸收式熱泵中的水吸收，被加熱的水用于采暖需求，本系統可以高效回收燃氣鍋爐排放的煙氣熱量，并將回收的熱量充分利用，其結構簡單造價低。
圖I是現有利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統的結構示意圖；圖2是本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統的結構示意圖；圖3是圖2中的單效型溴化鋰吸收式熱泵的內部結構示意圖。
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步的說明；
具體實施方式
如圖2和圖3所示，本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，包括燃氣鍋爐I。燃氣鍋爐I的鍋爐燃燒機與燃氣進氣管2連通，燃氣進氣管2上垂直連接有第一旁通煙道3。第一旁通煙道3的另一端與單效型溴化鋰吸收式熱泵4的發生器5的換熱盤管一端連接。結合圖3所示，該單效型溴化鋰吸收式熱泵4為市場上現成產品。燃氣鍋爐I的排煙道與主煙道6連接。主煙道6上由左向右垂直連接有第二旁通煙道8和第三旁通煙道9。第二旁通煙道8和第三旁通煙道9上分別安裝有第二風閥10和第三風閥11。主煙道6上位于第二旁通煙道8和第三旁通煙道9之間的部分安裝有第一風閥7。第二旁通煙道8的另一端與直接接觸式換熱器12連接。直接接觸式換熱器12包括箱體13。箱體13的上端與第三旁通煙道9的另一端連通。第二旁通煙道8上位于第二風閥10和箱體13之間的部分安裝有煙箱15。煙箱15的內腔橫截面積大于第二旁通煙道8的橫截面積。這樣設計可以使進入煙箱15的煙氣充分混合，不致于氣流紊亂。第二旁通煙道8上位于第二風閥10和煙箱15之間的部分連接有第四旁通煙道17。第四旁通煙道17的另一端與吸收式熱泵4的發生器5的換熱盤管另一端連接。第三旁通煙道9上位于第三風閥11和箱體13之間的部分安裝有煙道風機16。箱體13的底部加工有凝水池14。凝水池14中放置有綜合酸性水的藥物。便于將煙氣與水混合后的呈酸性的水綜合為中性水。凝水池14的底部與出水管18的一端連通，出水管18的另一端與吸收式熱泵4的蒸發器19的換熱盤管一端連接。出水管18上安裝有循環水泵20和第一截止閥21。蒸發器19的換熱盤管另一端與回水管22連接。回水管22的另一端伸入箱體13的內腔上部，且伸入箱體13的部分上連通有兩對噴淋水管31。每對噴淋水管31上呈左右對噴式安裝若干個噴淋裝置23。各噴淋裝置23上分別安裝有噴頭，以便將冷水噴淋與進入箱體13的高溫煙氣混合，使煙氣冷卻，而被熱交換變熱的水流到凝水池14中。回水管22上安裝有第二截止閥28。吸收式熱泵4的冷凝器24的換熱盤管與熱網供水管25連接。吸收式熱泵4的吸收器26的換熱盤管與熱網回水管27連接。工作時，主煙道6上的第一風閥7關閉，第二旁通煙道8上的第二風閥10和第三旁通煙道9上的第三風閥11分別開啟。燃氣通過燃氣進氣管2及第一旁通煙道8分別進入燃氣鍋爐I和單效溴化鋰吸收式熱泵4中，進入燃氣鍋爐I的燃氣燃燒后通過排煙道進入主煙道6后進入第二旁通煙道10內。進入吸收式熱泵4中的燃氣進入發生器5的換熱盤管內，燃燒帶動該吸收式熱泵4工作，該吸收式熱泵4在高真空狀態下運行，其通過溶液泵29將吸收器26的溴化鋰稀溶液輸送，經熱交換器30升溫后進入發生器5內，被發生器5的換熱盤管內的高溫燃氣加熱濃縮成溴化鋰濃溶液，而高溫燃氣從發生器5的換熱盤管排出的煙氣進入第四旁通煙道17內，并最終進入第二旁通煙道10內。發生器5的溴化鋰稀溶液在經過高溫燃氣加熱后同時產生冷劑蒸汽，冷劑蒸汽進入冷凝器24中冷凝成冷劑水，其潛熱由與熱網供水管25連接的冷卻水帶至機外。濃縮后的溴化鋰濃溶液經熱交換器30后直接進入吸收器26，經噴淋設備噴淋于吸收器26的換熱盤管上，溴化鋰濃溶液一方面吸收蒸發器19所產生的冷劑蒸汽后，本身變成稀溶液；另一方面將吸收冷劑蒸汽時釋放出來的吸收熱量轉移至從熱網回水管27進入吸收器26換熱盤管內的冷卻水中，使熱網供水管25內的水溫達到75°C，用于供暖；而冷劑水進入蒸發器19后，由冷劑泵31抽至蒸發器19內的噴淋設備，噴淋到蒸發器19的換熱盤管上。冷劑水吸收蒸發器19換熱盤管內冷水的熱量，低溫沸騰再次形成冷劑蒸汽，與此同時制取了低溫冷水。將出水管18與蒸發器19的換熱盤管進口端連通，從出水管18進入蒸發器19換熱盤管內的熱水被冷卻，流入回水管22內，而第二旁通煙道10內的從燃氣鍋爐I排出的煙氣和從吸收式熱泵4中出來的煙氣，二者一同進入煙箱15中，經紊流作用后被煙道風機16抽至直接接觸式換熱器12的箱體13中，被伸至箱體13內的噴淋裝置23噴淋下來的冷卻水混合，使高溫煙氣得到降溫至40°C，之后煙氣經第三旁通煙道9進入主煙道6，并最終從煙 中排到大氣中。在箱體13內與高 溫煙氣熱交換后的噴淋水流入凝水池14中，其溫度被加熱到30°C，并通過循環水泵20經出水管18進入蒸發器19中，如此循環將熱水冷卻后，再經回水管22送至箱體13內的噴淋裝置23，并與不斷進入箱體13的高溫煙氣進行熱交換，不斷將高溫煙氣冷卻。而當該燃氣鍋爐I需要檢修時，將第一風閥7開啟，將第二旁通煙道8上的第二風閥10和第三旁通煙道9上的第三風閥11分別關閉即可。本實用新型直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統的燃氣鍋爐I排放的煙氣溫度降低至40°C，其高效的回收了燃氣鍋爐I排放的熱量；而回收的熱量，用于熱網供暖需求，充分利用了回收熱量，節省了不必要的開支。該系統結構簡單造價低。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求1.一種直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，包括燃氣鍋爐(I)和單效型溴化鋰吸收式熱泵(4)，所述燃氣鍋爐(I)的鍋爐燃燒機與燃氣進氣管(2)連通，所述吸收式熱泵(4)的冷凝器(24)的換熱盤管與熱網供水管(25)連接，所述吸收式熱泵(4)的吸收器(26)的換熱盤管與熱網回水管(27)連接，其特征在于所述燃氣進氣管(2)上連接有第一旁通煙道(3)，所述第一旁通煙道(3)的另一端與吸收式熱泵(4)的發生器(5)的換熱盤管一端連接，所述燃氣鍋爐(I)的排煙道與主煙道(6)連接，所述主煙道(6)上連接有第二、三旁通煙道(8，9)，所述第二、三旁通煙道(8，9)上分別安裝有第二、三風閥(10，11)，所述主煙道(6)上位于第二、三旁通煙道(8，9)之間的部分安裝有第一風閥(7)，所述第二旁通煙道(8)的另一端與直接接觸式換熱器(12)連接，所述直接接觸式換熱器(12)包括箱體(13)，所述箱體(13)的上端與第三旁通煙道(9)的另一端連通，所述第二旁通煙道(8)上位于第二風閥(10)和箱體(13)之間的部分連接有第四旁通煙道(17)，所述第四旁通煙道(17)的另一端與吸收式熱泵(4)的發生器(5)的換熱盤管另一端連接，所述第三旁通煙道(9)上位于第三風閥(11)和箱體(13)之間的部分安裝有煙道風機(16)，所述箱體(13)的底部設有凝水池(14)，所述凝水池(14)的底部與出水管(18)的一端連通，所述出水管(18)的另一端與吸收式熱泵(4)的蒸發器(19)的換熱盤管一端連接，所述出水管(18)上安裝有循環水泵(20)和第一截止閥(21)，所述蒸發器(19)的換熱盤管另一端與回水管(22)連接，所述回水管(22)的另一端伸入箱體(13)的內腔上部，且該伸入部分上安裝有若干個噴淋裝置(23)，所述回水管(22)上安裝有第二截止閥(28)。
2.如權利要求I所述的直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其特征在于所述凝水池(14)中放置有綜合酸性水的藥物。
3.如權利要求2所述的直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其特征在于所述第二旁通煙道(8)上位于第四旁通煙道(17)與箱體(13)之間的部分安裝有煙箱(15)。
4.如權利要求1-3之一所述的直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，其特征在于所述回水管(22)伸入箱體(13)的部分上連通有若干對噴淋水管(31)，每對所述噴淋水管(31)上呈左右對噴式安裝若干個所述噴淋裝置(23)。
專利摘要一種直接接觸式燃氣鍋爐煙氣全熱回收系統，屬于處理煙或廢氣裝置的配置，包括燃氣鍋爐，與其連接的燃氣進氣管上連接第一旁通煙道，第一旁通煙道另一端與熱泵的發生器連接，鍋爐排煙道與主煙道連接，主煙道連接第二、三旁通煙道，第二旁通煙道另一端與直接接觸式換熱器連接，第二旁通煙道上安裝煙道風機，第二、四旁通煙道連接，第四旁通煙道另一端與發生器連接，箱體上端與第三旁通煙道連通，換熱器底部與出水管連通，出水管另一端與蒸發器連接，蒸發器與回水管連接，回水管另一端伸入箱體內腔，冷凝器及吸收器分別與熱網供、回水管連接。本實用新型可高效回收燃氣鍋爐的煙氣熱量，并將回收熱量充分利用，其結構簡單造價低。
文檔編號F24D3/18GK202734021SQ201220300910
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者趙長春, 崔建華, 王守金, 楊碩, 夏建軍, 謝曉云, 祝侃 申請人:北京華通興遠供熱節能技術有限公司