[發明專利]基于燃氣鍋爐的供能系統及方法

在審

• 申請號: 201710426155.5
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107355766A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 車立新;蘇慶泉;丁斌;王倩微;羅春歡
• 申請（專利權）人: 北京市燃氣集團有限責任公司;北京科技大學
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08;F22B37/00
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,劉鐵生

技術領域

本發明涉及鍋爐技術領域，特別涉及一種基于燃氣鍋爐的供能系統及方法。

背景技術

常規的燃氣鍋爐存在的問題可概括為四個方面，一是能量利用效率較低。這是由于其燃燒煙氣中水蒸氣的露點低(55℃左右)，所以燃燒產生的水蒸氣的潛熱幾乎得不到利用。再加上燃燒煙氣量大，造成了較大的顯熱損失。二是NOx的排放量難以滿足排放標準。較高的燃燒溫度和燃氣與空氣的直接混合導致了熱力型NOx和快速型NOx的產生。三是燃燒煙氣中的CO₂難以捕集。燃氣煙氣中的CO₂濃度太低 (8％左右)，其捕集工藝的能耗很大。四是能量的高品位低用。以高品位的天然氣獲得低品位的熱水的燃氣熱水鍋爐就是一個典型的例子。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種基于燃氣鍋爐的供能系統及方法，主要目的是提高熱能利用效率。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種基于燃氣鍋爐的供能系統，包括第一類吸收式熱泵子系統，所述第一類吸收式熱泵子系統包括蒸發器、吸收器、發生器和冷凝器，所述冷凝器包括冷凝室和冷凝換熱器，所述發生器包括吸收溶液閃蒸腔室和發生換熱器，所述發生換熱器設于吸收溶液閃蒸腔室外部，所述吸收溶液閃蒸腔室內上部設有第二吸收溶液噴淋裝置，所述吸收溶液閃蒸腔室下部通過第二吸收溶液噴淋管道連接第二吸收溶液噴淋裝置，所述發生換熱器的冷流體側接入所述第二吸收溶液噴淋管道，所述第二吸收溶液噴淋管道上設有第二吸收溶液循環泵，所述供能系統還包括燃氣鍋爐子系統，所述燃氣鍋爐子系統包括：

化學鏈燃燒反應器，所述化學鏈燃燒反應器內具有燃燒室和熱媒室，所述燃燒室內充填有載氧體，所述熱媒室用于容納與燃燒室進行熱交換的熱媒，所述熱媒室連接有熱媒循環管道，所述熱媒循環管道連接發生換熱器的熱流體側，熱媒室內的熱媒沿所述熱媒循環管道流經發生換熱器的熱流體側與流經冷流體側的吸收溶液換熱后回流至熱媒室；

燃氣管道，與化學鏈燃燒反應器連接，用于將燃氣輸入化學鏈燃燒反應器的燃燒室內與氧化態的載氧體進行反應，燃氣反應后生成二氧化碳和水，氧化態的載氧體通過還原反應生成還原態的載氧體，熱媒室內的熱媒吸收反應產生的熱；

空氣管道，與化學鏈燃燒反應器連接，用于將空氣輸入化學鏈燃燒反應器的燃燒室內與還原態的載氧體進行反應，還原態的載氧體通過氧化反應生成氧化態的載氧體；

還原反應產物氣體排出管道，與化學鏈燃燒反應器和空氣管道連接，用于將燃氣管道輸入的燃氣與氧化態的載氧體反應生成的還原反應產物氣體輸送至空氣管道，與空氣混合，空氣將還原態的載氧體氧化為氧化態的載氧體的同時，反應產物中殘余的燃氣將氧化態的載氧體還原為還原態的載氧體；

氧化反應產物氣體排出管道，與化學鏈燃燒反應器連接，用于將空氣管道輸入的氣體與還原態的載氧體反應生成的氧化反應產物氣體輸出；

氧化反應產物氣體換熱器，設于氧化反應產物氣體排出管道上，所述氧化反應產物氣體排出管道與氧化反應產物氣體換熱器的熱流體側連接，供熱熱媒輸入管道依次連接氧化反應產物氣體換熱器的冷流體側和冷凝換熱器的冷流體側；

其中，所述化學鏈燃燒反應器包括第一化學鏈燃燒反應器和第二化學鏈燃燒反應器，所述第一化學鏈燃燒反應器的熱媒循環管道內循環的熱媒流經發生換熱器的熱流體側與冷流體側的吸收溶液進行熱交換，所述第二化學鏈燃燒反應器的熱媒循環管道內循環的熱媒流經發生換熱器的熱流體側與冷流體側的吸收溶液進行熱交換，當燃氣管道向第一化學鏈燃燒反應器內輸入燃氣使載氧體進行還原反應時，空氣管道向第二化學鏈燃燒反應器內輸入空氣使載氧體進行氧化反應，如此，第一化學鏈燃燒反應器和第二化學鏈燃燒反應器中的載氧體反復交替進行氧化反應和還原反應；

所述第一類吸收式熱泵子系統通過蒸發換熱器向外部輸出冷量或者吸收外部的低溫熱源，通過吸收換熱器向外部輸出熱量。

作為優選，所述燃氣管道包括燃氣管干線和燃氣管支線，所述燃氣管干線通過第一電動三通閥與兩個燃氣管支線連接，其中一個燃氣管支線連接第一化學鏈燃燒反應器，另一個燃氣管支線連接第二化學鏈燃燒反應器，所述第一電動三通閥控制所述燃氣管道將燃氣輸送至第一化學鏈燃燒反應器或第二化學鏈燃燒反應器；