瓦斯發電余熱回收裝置的制作方法

本實用新型涉及余熱回收領域，特別是涉及一種用于回收瓦斯發電機組余熱的裝置。

背景技術：

煤礦瓦斯發電余熱資源，在目前的技術條件下，主要有三部分，其一是：約40℃～50℃的中冷水余熱(約占瓦斯燃燒熱的59％左右)；其二是：約80℃～90℃的缸套水余熱(約占瓦斯燃燒熱的20％左右)；其三是：約450℃～550℃的煙氣余熱(約占瓦斯燃燒熱的35％左右)。

傳統瓦斯發電余熱利用技術，主要采用傳熱技術且分別開發缸套水與煙氣余熱。其存在如下問題，第一是：由于缸套水散熱與中冷水散熱共用一個散熱風機，只開發缸套水余熱無法停開瓦斯發電機組散熱風機，浪費了中冷水余熱和部分缸套水余熱；第二是：缸套水余熱與煙氣余熱分別開發利用，沒有形成有機耦合機，需系統設計工程進行二次設計，才能形成統一熱源。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠回收瓦斯發電機組的中冷水余熱、缸套水余熱以及煙氣余熱并形成統一熱源的瓦斯發電余熱回收裝置。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，包括熱泵機組、板式換熱器和煙氣余熱回收裝置，所述熱泵機組的蒸發器連接在瓦斯發電機組的中冷水回路上，中冷水通過蒸發器換熱后溫度降低，所述熱泵機組的冷凝器連接在熱網回水管路上，熱網回水通過冷凝器換熱后溫度升高，所述板式換熱器連接在瓦斯發電機組的缸套水回路以及熱網回水管路上，缸套水通過板式換熱器換熱后溫度降低，熱網回水通過板式換熱器換熱后溫度升高，所述煙氣余熱回收裝置連接在瓦斯發電機組的排煙管以及熱網回水管路上，熱網回水通過煙氣余熱回收裝置換熱后溫度升高。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，其中所述煙氣余熱回收裝置為煙氣鍋爐。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，其中所述煙氣余熱回收裝置為換熱器。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，其中所述煙氣鍋爐中，煙氣的流經路徑與熱網回水的流經路徑相反。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，其中所述換熱器中，煙氣的流經路徑與熱網回水的流經路徑相反。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置與現有技術不同之處在于本實用新型采用熱泵技術利用中冷水余熱，并作為供熱熱源的第一級加熱升溫裝置；采用高效小端差傳熱技術利用缸套水余熱，并作為供熱熱源的第二級加熱升溫裝置；采用完全逆流的煙氣傳熱技術利用高溫煙氣余熱，并作為供熱熱源的第三級加熱升溫裝置。通過上述的梯級加熱升溫裝置，能夠有效回收瓦斯發電機組的中冷水余熱、缸套水余熱以及煙氣余熱并形成統一熱源。

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，現有的瓦斯發電機組的基本配置為：瓦斯燃燒器1，與瓦斯燃燒器1相連接的瓦斯發電機組3，所述瓦斯發電機組3內設有中冷水換熱器2和缸套水換熱器4，所述中冷水換熱器2上連接有中冷水回路，所述中冷水回路上連接有中冷水循環泵6和中冷水散熱器8，中冷水換熱器2的出水溫度約為50℃，中冷水換熱器2的進水溫度t₁約為40℃。所述缸套水換熱器4上連接有缸套水回路，所述缸套水回路上連接有缸套水循環泵7和缸套水散熱器9，缸套水換熱器4的出水溫度約為90℃，缸套水換熱器4的進水溫度t₂約為80℃。中冷水散熱器8和缸套水散熱器9均通過散熱風機10進行空冷。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置包括熱泵機組、板式換熱器17和煙氣余熱回收裝置18，所述熱泵機組的蒸發器12連接在瓦斯發電機組的中冷水回路上，中冷水通過蒸發器12換熱后溫度降低(從約50℃降低為約40℃)，所述熱泵機組的冷凝器14連接在熱網回水管路上，熱網回水通過冷凝器14換熱后溫度升高(從約70℃升高為74℃)，所述板式換熱器17連接在瓦斯發電機組的缸套水回路以及熱網回水管路上，缸套水通過板式換熱器17換熱后溫度降低(從約90℃降低為80℃)，熱網回水通過板式換熱器17換熱后溫度升高(從約74℃升高為約88℃)，所述煙氣余熱回收裝置18連接在瓦斯發電機組的排煙管5以及熱網回水管路上，熱網回水通過煙氣余熱回收裝置18換熱后溫度升高(從約88℃升高為約110℃)。

所述熱泵機組包括蒸發器12、壓縮機13、冷凝器14和熱力膨脹閥15，其為現有技術，在此對其具體結構不予贅述。

所述蒸發器12連接在中冷水回路上的具體方式為：在中冷水回路上設置中冷水電動三通調節閥11，所述中冷水電動三通調節閥11位于中冷水循環泵6和中冷水散熱器8之間，所述蒸發器12的一端通過管路與所述中冷水電動三通調節閥11連接，另一端通過管路連接在中冷水散熱器8的出水端，蒸發器12與中冷水散熱器8并聯設置。通過中冷水電動三通調節閥11可以調節中冷水流經蒸發器12還是流經中冷水散熱器8。

所述板式換熱器17連接在缸套水回路上的具體方式為：在缸套水回路上設置缸套水電動三通調節閥16，所述缸套水電動三通調節閥16位于缸套水循環泵7和缸套水散熱器9之間，所述板式換熱器17的一端通過管路與所述缸套水電動三通調節閥16連接，另一端通過管路連接在缸套水散熱器9的出水端，板式換熱器17與缸套水散熱器9并聯設置。通過缸套水電動三通調節閥16可以調節缸套水流經板式換熱器17還是流經缸套水散熱器9。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，其中所述煙氣余熱回收裝置18為煙氣鍋爐或換熱器。

排煙管5的排煙溫度為450～550℃，所述煙氣鍋爐/換熱器連接在排煙管5上的具體方式為：在所述排煙管5上連通一條支路排煙管20，在排煙管5與支路排煙管20的連接處設置有煙氣互鎮式三通調節裝置19，所述支路排煙管20上連接有煙氣鍋爐/換熱器。通過煙氣互鎮式三通調節裝置19可以調節煙氣流經排煙管5還是流經支路排煙管20。

本實用新型瓦斯發電余熱回收裝置，當煙氣余熱回收裝置18為煙氣鍋爐時，所述煙氣鍋爐中，煙氣的流經路徑與熱網回水的流經路徑相反，所述支路排煙管20也即為煙氣鍋爐的排煙管；當煙氣余熱回收裝置18為換熱器時，所述換熱器中，煙氣的流經路徑與熱網回水的流經路徑相反。

下面介紹一下本實用新型的工作原理：

本實用新型采用熱泵技術利用中冷水余熱，并作為供熱熱源的第一級加熱升溫裝置，熱網回水經第一級加熱后，其溫度從約70℃升高到約74℃；采用高效小端差傳熱技術利用缸套水余熱，并作為供熱熱源的第二級加熱升溫裝置，經過第一級加熱后的熱網回水經第二級加熱后，溫度從約74℃升高到約88℃；采用完全逆流的煙氣傳熱技術利用高溫煙氣余熱，并作為供熱熱源的第三級加熱升溫裝置，經過第二級加熱后的熱網回水經第三級加熱后，溫度從約88℃升高到約110℃。通過上述的梯級加熱升溫裝置，能夠有效回收瓦斯發電機組的中冷水余熱、缸套水余熱以及煙氣余熱并形成統一熱源。

根據瓦斯發電機組不同品位不同余熱量的基本情況，采用不同的技術措施與梯級加熱升溫方式，形成70℃～110℃能滿足城市一次熱網參數要求的瓦斯發電余熱供熱熱源系統，或形成70℃～88℃與70℃～110℃兩種不同的瓦斯發電余熱供熱熱源系統。

本實用新型的有益效果如下：

(1)充分利用瓦斯發電機組余熱，提升瓦斯燃燒熱的利用率(理論上可達95％以上)；

(2)本實用新型可作為整體機組與瓦斯發電機組配套生產，解決現場施工與二次設計大量的工作量；

(3)中冷水與缸套水通過采用電動三通調節閥，利用t₁、t₂作為精確控制參數，即可實現100％的余熱回收，又可節約瓦斯發電機組散熱風機電耗，還可確保發電機的安全高效運行；

(4)通過采用熱泵技術回收中冷水中的余熱，并將其用于熱網回水的第一級加熱，其與直接通過電能加熱熱網回水相比，大大地節省了電能損耗；

(5)通過采用本實用新型中的梯級加熱升溫技術，即可形成滿足一次網熱網參數要求的70℃～110℃的一種熱源，又可形成70℃～88℃與70℃～110℃的兩種熱源。

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權利要求書確定的保護范圍內。