[实用新型]一种冷凝式燃气锅炉与热泵耦合的烟气余热利用系统

说明书

本实用新型公开一种冷凝式燃气锅炉与热泵耦合的烟气余热利用系统，包括冷凝式燃气锅炉装置及热泵装置，冷凝式燃气锅炉装置包括燃烧器、锅炉内置换热器、锅炉回水管、锅炉供水管、冷凝器、冷凝水管，热泵装置包括热泵主机、水源侧取水管、水源侧退水管、热泵供水管、空调水供水管、空调水回水管及末端用户，热泵供水管与冷凝器之间加装三通调节阀；锅炉单独运行时，调节三通调节阀，将锅炉回水管与冷凝器连通，关闭水源侧取水管、热泵供水管与冷凝器的连通接口；当热泵与锅炉联合运行时，通过调节三通调节阀，使锅炉回水管与冷凝器连通关闭，使水源侧取水管、热泵供水管与冷凝器连通。本实用新型排烟温度降低，提高了锅炉的效率，提升热泵运行COP。

技术领域

本实用新型涉及锅炉与热泵技术领域，特别是一种烟气余热利用系统。

背景技术

燃料在锅炉中燃烧时，燃料大部分热值传给了工质，其余热量通过锅炉表面散热和排烟损失到环境中，其中主要的热损失是排烟损失，对于燃气锅炉，烟气中水蒸气所携带的热量是整个排烟损失的热量的55％～75％。一般情况下普通燃天然气锅炉的排烟温度一般在120～200℃，这些烟气含有8%～15%的显热和11%的水蒸气潜热。锅炉房周围烟雾缭绕，正是因为天然气中含有大量氢元素，燃烧产生大量水蒸气。排烟温度较高时，水蒸气遇室外冷空气后凝结，随着烟气排放，形成“白烟”。加装了烟气冷凝器的燃气余热回收设备主要目的就是通过冷凝器把烟气中的水蒸气变成凝结水，最大限度地回收烟气中含有的潜热和显热，使回收热量后排烟温度可降至25℃左右，如排烟温度从160℃降至25℃，意味着中间135℃所产生的热量可被回收利用，节能能源。

烟气余热在热量回收的同时，会产生大量的冷凝水，每蒸吨每小时产生100kg冷凝水，这些水经过燃烧，含少量酸性物质，经过碱中和及过滤，可用于锅炉补水或其他工业用途（以10吨的锅炉为例，年运行时间150天计，全年可回收水3600吨）；另一方面，锅炉烟气余热回收利用降低了排烟温度，降低了烟气对大气环境的直接热污染，降低了排烟能量损失，提高了锅炉运行效率。冷凝式换热器在燃气锅炉上的应用，可以使烟气中可凝性污染气体如SO2和NOx等凝结，能减少烟气中污染性气体的排放。烟气余热回收技术除了可大幅度节约能源外，由于冷凝的作用，排入大气的有害物质也将大为减少，是一个简单高效，低成本的燃气锅炉脱硝模式。总之，提高燃气锅炉烟气余热深度回收利用率，不仅具有良好的社会效益，更具有可观的经济效益。

锅炉排出的烟气经过与冷媒的换热，实现烟气余热的回收。但烟气余热属于低位热能，所以它的利用方式就有一定的限制，首先冷媒温度足够低，其次冷媒循环量足够大，可吸收烟气大部分余热，且热量能被有效利用。目前有以下几类余热换热及利用方式：

（1）烟气/供热系统回水；

（2）烟气/冷空气；

（3）烟气/厂房供热系统回水；

（4）烟气/生活热水；

（5）烟气/吸收式热泵系统。

上述几种烟气余热的利用方式主要利用烟气中的显热，烟气中潜热量利用率较低，不能充分利用烟气余热。且某些利用方式运行成本较高，对运行管理的要求也比较高。

实用新型内容

本实用新型专利提出了一种冷凝式燃气锅炉与热泵耦合的烟气余热利用系统，该系统结合燃气锅炉及热泵技术，兼顾燃气锅炉投资成本低及热泵技术较低运行费用的双重优势。