[实用新型]烟气余热全回收热泵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热泵系统，尤其涉及一种烟气余热全回收热泵系统，属余热回收利用领域。

背景技术

锅炉和窑炉在运行过程中排放大量的高温烟气及粉尘，为了回收利用烟气余热，工程中常在烟道上安装省煤器或空气预热器，一般采用管翅式换热器，它们都属于间壁式换热器，只能回收烟气中的部分显热，且载热介质的温度低于烟气温度。

文献中介绍一种喷淋式烟气余热回收方法，属于直接接触式换热，比间壁式换热效率更高，但目前存在如下问题：有的喷淋式烟气余热回收器内装填料，但结构设计不合理，过厚的填料层造成烟气的流动阻力过大，且喷淋水在填料层形成壁流现象，从而降低了烟气与喷淋水的换热效率；有的喷淋式烟气余热回收器不设填料吸热层，虽然大大减小烟气流动阻力，但烟气与喷淋水无法充分接触换热，同样造成烟气余热回收效率较低。

烟气中通常含有一定量的SO₂和NOx，与喷淋水结合后形成酸，会对余热回收器及引风机等设备和管道造成严重腐蚀，因此需要解决喷淋式烟气余热回收器的耐腐蚀问题，以及实时控制和调节喷淋水的酸碱度。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种烟气余热全回收热泵系统。本实用新型采用如下技术方案：

一种烟气余热全回收热泵系统，包括余热回收装置和水源热泵装置。所述余热回收装置包括喷淋式余热回收器、循环水泵和循环水管道，所述水源热泵装置采用满液式蒸发器和花瓣孔板式冷凝器，余热回收装置的循环水管道连接水源热泵装置的满液式蒸发器，使两个装置组成一个热泵系统，在保证换热效率的前提下实现两个装置的完美结合，同时热泵系统的运行采用自动监测控制系统。

所述喷淋式余热回收器采用立式圆筒体，自上而下依次设置有烟气出口管、多功能翅片捕雾器、喷淋雾化器、空腔吸热段、填料吸热段、填料支撑孔板、烟气进口管、补水进口管、喷淋水集箱和排污管。

所述水源热泵包括满液式蒸发器、气液分离器、高温螺杆式压缩机、花瓣孔板式冷凝器、储液器、干燥过滤器、节流阀和引射泵，各部件间通过不锈钢管道连接，水源热泵的管道内装有载热工质。

所述热泵系统的自动监测控制系统，包括循环水酸碱度监测控制器、碱液自动加注器和热泵系统运行自动控制器，能自动调节喷淋式余热回收器中循环水的酸碱度。

所述多功能翅片捕雾器由波纹板翅片阵列和冷凝盘管组成，波纹板翅片阵列套固在冷凝盘管外，不但能高效捕集烟气中的水雾，而且还能回收烟气携带的部分热量。

所述填料吸热段采用阶梯环或鲍尔环填料，填料下面装有填料支撑孔板，在支撑填料的同时还可以实现烟气的均布，保证烟气与填料表面水膜的充分接触，提高换热效率。

所述满液式蒸发器出汽口设置除液器，以避免液击现象，换热管采用高温烧结多孔表面，以强化换热管外沸腾换热。

所述花瓣孔板式冷凝器为固定管板式，换热管内采用微肋壁面，换热管束支撑采用花瓣孔板，使换热器壳程流体沿着轴向流动。

所述引射泵用于抽取存积在满液式蒸发器和花瓣孔板式冷凝器中的润滑油，使润滑油回到压缩机，保证压缩机正常工作。

所述压缩机采用高温螺杆式压缩机，以满足实际生产中对不同冷凝温度的需求。

本实用新型采用上述技术方案后，与现有技术相比具有以下有益效果：一是采用喷淋式换热，使烟气与喷淋水直接接触换热，可实现烟气显热和潜热的全回收，同时还有净化烟气的作用；二是采用空腔吸热段和填料吸热段“两段式”余热回收器，不但增大了汽液换热空间，而且也显著减小了烟气的流动阻力；三是采用自动监测控制系统，能自动调节喷淋式余热回收器中循环水的酸碱度，解决了设备和管道的腐蚀问题；四是余热回收装置与水源热泵装置组成一个烟气余热全回收热泵系统，回收的烟气余热通过水源热泵装置有效提高其品位，提高了余热的使用价值，扩大了余热的应用范围。

附图说明

图1是烟气余热全回收热泵系统原理图。

图2是内壁微肋管示意图。

图3是花瓣孔板示意图。

附图标记，1-喷淋水集箱；2-烟气进口管；3-填料支撑孔板；4-填料吸热段；5-筒体；6-空腔吸热段；7-喷淋雾化器；8-多功能翅片捕雾器；9-烟气出口管；10-循环水泵；11-补水进口管；12-筒体支腿；13-排污管；14-酸碱度监测控制器；15-碱液自动加注器；16—满液式蒸发器；17-气液分离器；18-高温螺杆式压缩机；19-花瓣孔板式冷凝器；20-储液器；21-干燥过滤器；22-节流阀；23-电磁阀；24-引射泵。