一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉技术领域，具体的说是一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统。


背景技术：

2.随着国家“西气东输”工程的实施和“煤改气”政策的推进，天然气锅炉凭借其排放污染物极少的环保优势在城镇供热中逐渐占据主导地位；然而，天然气锅炉也存在排烟温度较高引起的一次能源浪费问题；
3.目前大多数天然气锅炉的排烟温度为150℃～180℃，一些天然气蒸汽锅炉排烟温度甚至超过200℃，相较于传统的大型燃煤锅炉，排烟温度一般高出约20℃～30℃；过高的排烟温度造成锅炉排烟热损失过大，热损耗过大，锅炉热效率降低，燃料消耗量加大，燃气能源利用率降低；同时天然气锅炉中水蒸气体积分数可达15％～20％，大多数水蒸气汽化潜热随烟气排出而浪费；
4.因此，对于天然气锅炉而言，实现锅炉尾部烟气的重复利用，借助烟气源热泵，利用锅炉尾部烟气的热量加热热水，对锅炉尾部烟气进行回收利用，能够显著提高锅炉效率率，对节能减排，提高能源利用率具有重要意义；
5.为此，本实用新型提出一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，以解决背景技术中现有锅炉尾部烟气余热不回收或者回收不彻底，而造成烟气余热浪费的技术问题，本实用新型提出了一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统。
7.本实用新型通过以下技术方案实现：一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，包括锅炉、多个尾部烟道、引风机、蒸发器、烟囱及热用户；
8.所述引风机分别通过所述尾部烟道与所述锅炉及所述蒸发器连通；
9.所述烟囱通过另一个所述尾部烟道与所述蒸发器连通；
10.所述蒸发器的一侧设置有冷凝器，所述冷凝器通过管道与所述蒸发器连通，且管道上分别相对设置有膨胀机与工质输送泵；所述工质输送泵用于输送液态有机工质；所述膨胀机的一端连接有发电机，所述发电机用于液态有机工质在所述蒸发器及所述冷凝器间的往复循环；
11.所述热用户通过采暖回水管与所述冷凝器连通，且采暖回水管内流动热网循环水。
12.优选地，还包括烟气-水换热器，所述烟气-水换热器位于所述蒸发器与所述烟囱之间，且所述烟气-水换热器分别通过采暖供水管与所述冷凝器及所述热用户连通。
13.优选地，所述热用户与所述烟气-水换热器之间设置有热网循环泵。
14.优选地，所述液态有机工质包括正丁烷、异丁烷、氯乙烷、氨及氟利昂中的一种。
15.优选地，位于所述热用户与所述热网循环泵之间的所述采暖供水管为文丘管结构。
16.本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型通过利用一种有机溶液作为工质实现郎肯循环以发电，循环的冷凝水被加热后进入烟气-水换热器，吸收完热量的水进入采暖热用户进行供热，利用烟气余热回收利用系统实现热电联产。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图中：
20.锅炉1、尾部烟道2、引风机3、蒸发器4、液态有机工质5、膨胀机6、发电机7、冷凝器8、工质输送泵9、热用户10、热网循环泵11、烟气-水换热器12、烟囱13、热网循环水14。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定，另外，实施例中出现具体的重量、型号、数量等限定仅作为优选实施例。
22.如下图1所示：
23.一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，包括锅炉1、多个尾部烟道2、引风机3、蒸发器4、烟囱13及热用户10；
24.所述引风机3分别通过所述尾部烟道2与所述锅炉1及所述蒸发器4连通；
25.所述烟囱13通过另一个所述尾部烟道2与所述蒸发器4连通；
26.所述蒸发器4的一侧设置有冷凝器8，所述冷凝器8通过管道与所述蒸发器4连通，且管道上分别相对设置有膨胀机6与工质输送泵9；所述工质输送泵9用于输送液态有机工质5；所述膨胀机6的一端连接有发电机7，所述发电机7用于液态有机工质5在所述蒸发器4及所述冷凝器8间的往复循环；
27.液态有机工质5进入蒸发器4，吸收尾部烟气的余热后生成具有一定温度和压力的有机工质蒸汽，蒸汽推动膨胀6做功，输出的动能带动发电机7进行发电，膨胀机6排出的低压有机工作乏汽进入冷凝器8放出热量，凝结成为液态有机工质5，再通过工质输送泵9重新进入蒸发器4，如此往复循环实现热能向电能的转换；
28.所述热用户10通过采暖回水管与所述冷凝器8连通，且采暖回水管内流动热网循环水14。
29.作为本实用新型的一种实施方式，还包括烟气-水换热器12，所述烟气-水换热器12位于所述蒸发器4与所述烟囱13之间，且所述烟气-水换热器12分别通过采暖供水管与所述冷凝器8及所述热用户10连通；
30.所述热用户10与所述烟气-水换热器12之间设置有热网循环泵11；
31.高温烟气作为有机郎肯循环的热源，有机工质在郎肯循环中吸收热量；另外，高温烟气通过蒸发器4和烟气-水换热器12，烟气的显热和水蒸气的气化潜热均被热网循环水吸收，温度降至常温(约20℃)，也能够起到一定的“消白”作用；
32.热网循环水作为有机郎肯循环的冷源，经过冷凝器8后被加热，继续接至烟气-水换热器12与高温烟气进行换热，温度进一步提高，随后接至热网循环水泵11升压，送至城镇热用户10供用户使用；在烟气-水换热器12的换热过程中，锅炉排出的高温烟气与热网循环水进行换热，温度降低成为低温烟气通过烟囱13排入大气，温度较高的热网循环水送至热用户10进行散热后温度降低，通过蒸发器4和烟气-水换热器12后温度又升高，如此往复循环。
33.作为本实用新型的一种实施方式，所述液态有机工质5包括正丁烷、异丁烷、氯乙烷、氨及氟利昂中的一种。
34.作为本实用新型的一种实施方式，位于所述热用户10与所述热网循环泵11之间的所述采暖供水管为文丘管结构。
35.工作流程：
36.燃煤锅炉1燃烧产生烟气，通过尾部烟道2，接至引风机3，使烟气有足够压力能够克服蒸发器4和烟气-水换热器12的设备阻力，最终通过烟囱13排入大气；
37.液态的有机工质5经过蒸发器4蒸发成为具有一定温度和压力的有机工质蒸汽，随后进入膨胀机6中做功，带动发电机7发电，做功的有机工质乏汽进入经过冷凝器8成为冷凝液，冷凝液通过工质输送泵9送回到蒸发器4，如此往复循环，实现了锅炉尾部余热的热动向电能的转换；
38.热网循环水14在冷凝器8中实现一级加热后，温度有所升高，再经过烟气-水换热器12，利用换热后的烟气对热网循环水14实现二级加热，温度进一步提高，达到供热温度要求；加热后的热网循环水14接至热网循环水泵11增压，随后截至热网供热系统为热用户10提供热量，在热用户内冷却后回到冷凝器8吸收热量，如此往复循环，实现锅炉烟道尾部余热的梯级利用。
39.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，其特征在于，包括锅炉(1)、多个尾部烟道(2)、引风机(3)、蒸发器(4)、烟囱(13)及热用户(10)；所述引风机(3)分别通过所述尾部烟道(2)与所述锅炉(1)及所述蒸发器(4)连通；所述烟囱(13)通过另一个所述尾部烟道(2)与所述蒸发器(4)连通；所述蒸发器(4)的一侧设置有冷凝器(8)，所述冷凝器(8)通过管道与所述蒸发器(4)连通，且管道上分别相对设置有膨胀机(6)与工质输送泵(9)；所述工质输送泵(9)用于输送液态有机工质(5)；所述膨胀机(6)的一端连接有发电机(7)，所述发电机(7)用于液态有机工质(5)在所述蒸发器(4)及所述冷凝器(8)间的往复循环；所述热用户(10)通过采暖回水管与所述冷凝器(8)连通，且采暖回水管内流动热网循环水(14)。2.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，其特征在于，还包括烟气-水换热器(12)，所述烟气-水换热器(12)位于所述蒸发器(4)与所述烟囱(13)之间，且所述烟气-水换热器(12)分别通过采暖供水管与所述冷凝器(8)及所述热用户(10)连通。3.根据权利要求2所述的一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，其特征在于，所述热用户(10)与所述烟气-水换热器(12)之间设置有热网循环泵(11)。4.根据权利要求3所述的一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，其特征在于，所述液态有机工质(5)包括正丁烷、异丁烷、氯乙烷、氨及氟利昂中的一种。5.根据权利要求3所述的一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统，其特征在于，位于所述热用户(10)与所述热网循环泵(11)之间的所述采暖供水管为文丘管结构。

技术总结
本实用新型涉及锅炉技术领域，具体为一种燃气锅炉烟气余热梯级回收利用系统；包括锅炉、多个尾部烟道、引风机、蒸发器、烟囱及热用户；蒸发器的一侧设置有冷凝器，冷凝器通过管道与蒸发器连通，且管道上分别相对设置有膨胀机与工质输送泵；膨胀机的一端连接有发电机；热用户通过采暖回水管与冷凝器连通，且采暖回水管内流动热网循环水；烟气-水换热器，烟气-水换热器位于所述蒸发器与所述烟囱之间；本实用新型通过利用一种有机溶液作为工质实现郎肯循环以发电，循环的冷凝水被加热后进入烟气-水换热器，吸收完热量的水进入采暖热用户进行供热，利用烟气余热回收利用系统实现热电联产。联产。联产。


技术研发人员：张卫军 张志刚 吕华兵 张忠明 张浩 张婷 刘宏斌 芦颖军
受保护的技术使用者：中煤宣城发电有限公司
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/5/16