本實用新型涉及一種余熱回收裝置，具體涉及一種燃氣鍋爐煙氣余熱回收裝置。

背景技術(shù)：

鍋爐是供暖行業(yè)里不可或缺的功能設(shè)備，是工業(yè)、民用等最重要的動力來源之一。近年來，隨著環(huán)保問題日益嚴重，以天然氣為能源的燃氣鍋爐逐漸取代了燃煤鍋爐，得到了廣泛的應(yīng)用。

燃氣鍋爐的排煙溫度一般高達120～250℃，煙氣中含有8～15％的顯熱和11％的汽化潛熱。這些熱量如果直接排放到大氣中，不僅白白浪費了大量熱能，而且對大氣帶來了污染，造成環(huán)境溫度升高，加劇了城市的熱島效應(yīng)。因此，如何對燃氣鍋爐的煙氣進行回收利用、減少排煙損失，成為了技術(shù)人員研究的主要問題之一。目前成熟的煙氣余熱回收技術(shù)的排煙溫度在40℃以上，仍有低位熱能難以回收利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種回收熱效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、清潔環(huán)保的燃氣鍋爐煙氣余熱回收裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種燃氣鍋爐煙氣余熱回收裝置，包括依次連接的燃氣鍋爐、換熱器、省煤器、冷凝器、空氣源熱泵和煙囪；燃氣鍋爐的排煙口通過煙道連接換熱器的殼程入口，換熱器的殼程出口連通省煤器入口，換熱器的管程入口與冷空氣輸入管道相連通，管程出口通過熱空氣輸出管道連接燃氣鍋爐；省煤器出口通過管路連接冷凝器入口，冷凝器出口連接空氣源熱泵的蒸發(fā)器入口，冷凝器的換熱管入口連接冷水輸入管道，換熱管出口通過熱水輸出管道與熱水儲罐相連；所述空氣源熱泵的蒸發(fā)器出口連接煙囪，空氣源熱泵的供熱用水通過供熱管路連通至熱用戶、再經(jīng)回熱管路連接空氣源熱泵；所述冷凝器與煙囪之間還設(shè)置有旁通管路；

所述冷凝器底部設(shè)置排污管，排污管與冷凝水儲罐相連，冷凝水儲罐通過管路連通至中和反應(yīng)器；所述燃氣鍋爐與換熱器之間的管路最低點設(shè)置排水管，排水管連通排水槽，排水槽通過管路與冷凝水儲罐相連通。

本實用新型的進一步改進在于：所述旁通管路上設(shè)置有關(guān)斷閥；所述排水管上設(shè)置排水閥，排水槽與冷凝水儲罐之間的管路上設(shè)置排水泵；所述排污管上設(shè)置排污閥。

本實用新型的進一步改進在于：所述換熱器為間壁式換熱器，省煤器為鰭片管式省煤器，冷凝器為翅片管式冷凝器。

本實用新型的進一步改進在于：所述省煤器的換熱管入口經(jīng)除氧器與凝汽器水箱相連通，換熱管出口通過管道與燃氣鍋爐相連通。

本實用新型的進一步改進在于：所述冷凝器底部呈便于冷凝水收集的漏斗狀。

本實用新型的進一步改進在于：所述回熱管路上設(shè)置有用于驅(qū)動供熱用水流動的循環(huán)泵。

本實用新型的進一步改進在于：所述循環(huán)泵為兩臺，采用并聯(lián)設(shè)置。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進步是：

本實用新型提供了一種燃氣鍋爐煙氣余熱回收裝置，通過四個步驟，將煙氣溫度逐步降低至較低溫度，熱煙氣中的顯熱和潛熱得到充分有效地利用，顯著提高了煙氣余熱利用率，排出的煙氣溫度低、不會對環(huán)境帶來危害；同時，煙氣中絕大部分的酸性氣體在換熱過程中隨水蒸氣冷凝下來，經(jīng)收集、中和處理后作為中水循環(huán)利用，減少了酸性氣體外排對大氣的污染，也沒有污水排放，降低了環(huán)保壓力，而且酸性冷凝水的及時輸出，避免對設(shè)備造成腐蝕，延長了設(shè)備使用壽命，符合清潔生產(chǎn)的要求，達到了節(jié)能、降耗、減排多重目的。

在熱煙氣逐步回收余熱過程中，同時實現(xiàn)了：①對進入燃氣鍋爐的空氣預(yù)熱，提高了鍋爐內(nèi)的燃燒溫度，使天然氣得到充分燃燒，增加了產(chǎn)熱量，同時減少了一氧化碳等不充分燃燒產(chǎn)物的生成，降低環(huán)保壓力；②對來自凝汽器水箱的脫氧水進行加熱，減少脫氧水進入鍋爐中的吸熱，提高鍋爐內(nèi)溫度，保證燃燒效果；③產(chǎn)出大量熱水，滿足其他用水系統(tǒng)的需求；④作為空氣源熱泵熱源的一部分來加熱供熱用水，降低空氣源熱泵的耗電量，充分回收煙氣余熱，節(jié)能降耗。

所述換熱器為間壁式換熱器，省煤器為鰭片管式省煤器，冷凝器為翅片管式冷凝器，傳熱效果好，余熱回收率高。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接示意圖；

圖中箭頭為供熱用水的流動方向；

其中，1、燃氣鍋爐，2、換熱器、21、冷空氣輸入管道，22、熱空氣輸出管道，3、省煤器，31、凝汽器水箱，32、除氧器，4、冷凝器，41、冷水輸入管道，42、熱水輸出管道，43，熱水儲罐，44、冷凝水儲罐，45、中和反應(yīng)器，46、中水循環(huán)利用系統(tǒng)，47、排污管，48、排污閥，5、空氣源熱泵，51、旁通管路，52、關(guān)斷閥，6、煙囪，7、熱用戶，71、循環(huán)泵，72、供熱管路，73、回熱管路，8、排水管，81、排水槽，82、排水泵，83、排水閥。

具體實施方式

下面將參考附圖來詳細說明本實用新型。

一種燃氣鍋爐煙氣余熱回收裝置，如圖1所示，包括依次連接的燃氣鍋爐1、換熱器2、省煤器3、冷凝器4、空氣源熱泵5和煙囪6。燃氣鍋爐1的排煙口通過煙道連接換熱器2的殼程入口，換熱器2的殼程出口連通省煤器3，省煤器3的出口通過管路連接冷凝器4的入口，冷凝器4出口所連接的管路包括兩個分支，第一分支管路連接空氣源熱泵5的蒸發(fā)器入口，其蒸發(fā)器出口直接連接煙囪6；第二分支管路為旁通管路51，直接與煙囪6相連通。

所述換熱器2為間壁式換熱器，優(yōu)選為列管式換熱器或盤管式換熱器。換熱器2的殼程入口連接燃氣鍋爐1的排煙口，殼程出口連接省煤器3；換熱器2的管程入口與冷空氣輸入管道21相連通，管程出口通過熱空氣輸出管道22連接燃氣鍋爐1的燃燒室。在換熱器2內(nèi)，熱煙氣和冷空氣通過管壁實現(xiàn)換熱，熱煙氣溫度降低、進入省煤器3進一步利用，換熱后的熱空氣送入燃氣鍋爐1的燃燒室進行燃燒，通過提高鍋爐內(nèi)燃氣的溫度，提高了鍋爐的燃燒效率。

所述省煤器3優(yōu)先采用H型鰭片管式省煤器。省煤器3的換熱管入口經(jīng)除氧器32與凝汽器水箱31相連通，換熱管出口通過管路與燃氣鍋爐1相連通。

所述冷凝器4為翅片管式冷凝器。冷凝器4的換熱管入口連接冷水輸入管道41，換熱管出口通過熱水輸出管道42與熱水儲罐43相連。熱煙氣在冷凝器4內(nèi)與冷水進行熱交換，冷水溫度升高、進入熱水儲罐43中儲存，再輸送至其他用熱系統(tǒng)；熱煙氣的溫度進一步下降，且絕大多數(shù)二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體隨水蒸氣一起冷凝下來，得到弱酸性的冷凝水，在冷凝器4底部收集后、通過排污管47進入冷凝水儲罐44中存儲，排污管47上設(shè)置排污閥48。冷凝水儲罐44中的冷凝水被送入中和反應(yīng)器45進行中和，得到pH為中性的中水，進入中水循環(huán)利用系統(tǒng)46進行重復(fù)利用，不外排污水。

所述熱煙氣經(jīng)換熱器2、省煤器3、冷凝器4三級換熱后被送入空氣源熱泵5，先與低溫空氣混合、然后作為熱源被送入空氣源熱泵5的蒸發(fā)器，通過循環(huán)系統(tǒng)釋放熱能，煙氣的溫度進一步降低，送入煙囪6排空?？諝庠礋岜?產(chǎn)生的熱能加熱供熱用水，通過供熱管路72連接至熱用戶7，再經(jīng)回熱管路73返回空氣源熱泵5。在回熱管路73上設(shè)置有用于驅(qū)動供熱用水流動的循環(huán)泵71；在本實施例中，循環(huán)泵為兩臺，采用并聯(lián)設(shè)置。

在冷凝器4和煙囪6之間還設(shè)置有旁通管路51，旁通管路51上設(shè)置有關(guān)斷閥52。正常運行情況關(guān)斷閥52關(guān)閉，冷凝器4排出的煙氣經(jīng)空氣源熱泵5回收余熱后由煙囪6排出；當空氣源熱泵5停機檢修時，打開關(guān)斷閥52，冷凝器4排出的煙氣經(jīng)旁通管路51、由煙囪6直接外排。

所述燃氣鍋爐1與換熱器2之間的管路最低點設(shè)置排水管8，排水管8連通排水槽81，排水槽81的底部出口通過管路連通至冷凝水儲罐44；所述排水管8上設(shè)置有排水閥83，所述排水槽81與冷凝水儲罐44之間的管路上設(shè)置排水泵82。

本實用新型的運行過程為：

燃氣鍋爐排出的熱煙氣經(jīng)煙道送入換熱器，為進入燃氣鍋爐的冷空氣進行預(yù)熱；一次降溫后的煙氣進入省煤器，與來自凝汽器水箱的水進行換熱；二次降溫后的煙氣進入冷凝器，與冷水換熱、生成熱水；三次降溫后的煙氣進入空氣源熱泵，作為熱源的一部分進行再利用；最后經(jīng)過煙囪排空。

燃氣鍋爐排出的煙氣所夾帶的水分經(jīng)排水管路收集、進入排水槽儲存，再在排水泵驅(qū)動下匯入冷凝水儲罐；煙氣在冷凝器中凝結(jié)下的冷凝水經(jīng)排污管道、進入冷凝水儲罐儲存。冷凝水儲罐中的冷凝水經(jīng)過中和后作為中水循環(huán)利用，不產(chǎn)生污水。

使用本實用新型裝置進行燃氣鍋爐煙氣余熱利用，對空氣源熱泵的耗電進行分析。

選用1臺風冷模塊冷熱水機組，名義制熱總功率：121.9KW。名義COP為3.72。冬季制熱122天，每天運行10小時。

(一)以低溫空氣為熱源時，空氣源熱泵的運行耗電分析：

(二)以熱煙氣與低溫空氣混合作為熱源時，空氣源熱泵的運行耗電分析：

從上述數(shù)據(jù)可以看出，使用本實用新型進行煙氣余熱回收，僅空氣源熱泵一處，一個冬季就可節(jié)省電量20437KW·h，空氣源熱泵的效率提高14.1％，節(jié)能降耗十分明顯。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。