本實(shí)用新型涉及一種余熱回收裝置，具體涉及一種燃?xì)忮仩t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(dòng)力來源之一。近年來，隨著環(huán)保問題日益嚴(yán)重，以天然氣為能源的燃?xì)忮仩t逐漸取代了燃煤鍋爐，得到了廣泛的應(yīng)用。
燃?xì)忮仩t的排煙溫度一般高達(dá)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(fèi)了大量熱能，而且對(duì)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(duì)燃?xì)忮仩t的煙氣進(jìn)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(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)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?xì)忮仩t煙氣余熱回收裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
一種燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收裝置，包括依次連接的燃?xì)忮仩t、換熱器、省煤器、冷凝器、空氣源熱泵和煙囪；燃?xì)忮仩t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?xì)忮仩t；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(chǔ)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?zé)峁苈愤B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(chǔ)罐相連，冷凝水儲(chǔ)罐通過管路連通至中和反應(yīng)器；所述燃?xì)忮仩t與換熱器之間的管路最低點(diǎn)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(chǔ)罐相連通。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)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(chǔ)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(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)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(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)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?xì)忮仩t相連通。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述冷凝器底部呈便于冷凝水收集的漏斗狀。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述回?zé)峁苈飞显O(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)供熱用水流動(dòng)的循環(huán)泵。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述循環(huán)泵為兩臺(tái)，采用并聯(lián)設(shè)置。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是：
本實(shí)用新型提供了一種燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收裝置，通過四個(gè)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(huì)對(duì)環(huán)境帶來危害；同時(shí)，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(duì)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(shí)輸出，避免對(duì)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(dá)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(shí)實(shí)現(xiàn)了：①對(duì)進(jìn)入燃?xì)忮仩t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(shí)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(duì)來自凝汽器水箱的脫氧水進(jìn)行加熱，減少脫氧水進(jìn)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(shí)用新型的連接示意圖；
圖中箭頭為供熱用水的流動(dòng)方向；
其中，1、燃?xì)忮仩t，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(chǔ)罐，44、冷凝水儲(chǔ)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?zé)峁苈罚?、排水管，81、排水槽，82、排水泵，83、排水閥。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
一種燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收裝置，如圖1所示，包括依次連接的燃?xì)忮仩t1、換熱器2、省煤器3、冷凝器4、空氣源熱泵5和煙囪6。燃?xì)忮仩t1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(gè)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?xì)忮仩t1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?xì)忮仩t1的燃燒室。在換熱器2內(nèi)，熱煙氣和冷空氣通過管壁實(shí)現(xiàn)換熱，熱煙氣溫度降低、進(jìn)入省煤器3進(jìn)一步利用，換熱后的熱空氣送入燃?xì)忮仩t1的燃燒室進(jìn)行燃燒，通過提高鍋爐內(nèi)燃?xì)獾臏囟?，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?xì)忮仩t1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(chǔ)罐43相連。熱煙氣在冷凝器4內(nèi)與冷水進(jìn)行熱交換，冷水溫度升高、進(jìn)入熱水儲(chǔ)罐43中儲(chǔ)存，再輸送至其他用熱系統(tǒng)；熱煙氣的溫度進(jìn)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(jìn)入冷凝水儲(chǔ)罐44中存儲(chǔ)，排污管47上設(shè)置排污閥48。冷凝水儲(chǔ)罐44中的冷凝水被送入中和反應(yīng)器45進(jìn)行中和，得到pH為中性的中水，進(jìn)入中水循環(huán)利用系統(tǒng)46進(jìn)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(jí)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(jìn)一步降低，送入煙囪6排空。空氣源熱泵6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?zé)峁苈?3返回空氣源熱泵5。在回?zé)峁苈?3上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)供熱用水流動(dòng)的循環(huán)泵71；在本實(shí)施例中，循環(huán)泵為兩臺(tái)，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(yùn)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(dāng)空氣源熱泵5停機(jī)檢修時(shí)，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?xì)忮仩t1與換熱器2之間的管路最低點(diǎn)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(chǔ)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(chǔ)罐44之間的管路上設(shè)置排水泵82。
本實(shí)用新型的運(yùn)行過程為：
燃?xì)忮仩t排出的熱煙氣經(jīng)煙道送入換熱器，為進(jìn)入燃?xì)忮仩t的冷空氣進(jìn)行預(yù)熱；一次降溫后的煙氣進(jìn)入省煤器，與來自凝汽器水箱的水進(jìn)行換熱；二次降溫后的煙氣進(jìn)入冷凝器，與冷水換熱、生成熱水；三次降溫后的煙氣進(jìn)入空氣源熱泵，作為熱源的一部分進(jìn)行再利用；最后經(jīng)過煙囪排空。
燃?xì)忮仩t排出的煙氣所夾帶的水分經(jīng)排水管路收集、進(jìn)入排水槽儲(chǔ)存，再在排水泵驅(qū)動(dòng)下匯入冷凝水儲(chǔ)罐；煙氣在冷凝器中凝結(jié)下的冷凝水經(jīng)排污管道、進(jìn)入冷凝水儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。冷凝水儲(chǔ)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(shí)用新型裝置進(jìn)行燃?xì)忮仩t煙氣余熱利用，對(duì)空氣源熱泵的耗電進(jìn)行分析。
選用1臺(tái)風(fēng)冷模塊冷熱水機(jī)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(yùn)行10小時(shí)。
(一)以低溫空氣為熱源時(shí)，空氣源熱泵的運(yùn)行耗電分析：
(二)以熱煙氣與低溫空氣混合作為熱源時(shí)，空氣源熱泵的運(yùn)行耗電分析：
從上述數(shù)據(jù)可以看出，使用本實(shí)用新型進(jìn)行煙氣余熱回收，僅空氣源熱泵一處，一個(gè)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(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。