[實(shí)用新型]一種煙氣源熱泵余熱回收與谷電相變儲(chǔ)能的集成供熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921580065.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211372463U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高黎明;李崇興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高黎明;李崇興
• 主分類號(hào): F23J15/06
• 分類號(hào): F23J15/06;F25B27/02;F28D20/02
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一種煙氣源熱泵余熱回收與谷電相變儲(chǔ)能的集成供熱系統(tǒng)，涉及鍋爐煙氣脫白以及熱能回收利用和相變儲(chǔ)能領(lǐng)域。針對(duì)鍋爐排放的濕煙氣中在煙筒口形成白煙，產(chǎn)生視覺(jué)污染并加劇霧霾天氣；現(xiàn)有的熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求的問(wèn)題。本專利將煙氣源熱泵和套罐相變儲(chǔ)能裝置創(chuàng)造性的組合而產(chǎn)生好效果。該系統(tǒng)的煙氣源熱泵可實(shí)現(xiàn)天然氣熱能的全部回收利用，消除冒白煙的現(xiàn)象。套罐相變儲(chǔ)能裝置通過(guò)谷電儲(chǔ)能增溫系統(tǒng)將煙氣源熱泵產(chǎn)生的60℃的熱水提升為95℃的熱水、120℃?180℃的蒸汽，回供到鍋爐供熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)消除煙筒白煙、減少鍋爐天然氣消耗、降低用能成本的環(huán)境效益和節(jié)能效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鍋爐煙氣脫白以及熱能回收利用和相變儲(chǔ)能領(lǐng)域，特別涉及一種煙氣源熱泵余熱回收與谷電相變儲(chǔ)能的集成供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃?xì)忮仩t排放的煙氣中含有大量的水汽，燃煤電廣和鍋爐經(jīng)過(guò)濕式脫硫和脫硝后(超低排放)的煙氣溫度降低也含有大量的水汽和可凝性顆粒物，這些濕煙氣的排放在一定環(huán)境空氣濕度條件下會(huì)在煙筒口形成大量的白煙，不僅產(chǎn)生視覺(jué)污染，也會(huì)加劇霧霾天氣的形成，因此，煙氣脫白勢(shì)在必行。

根據(jù)發(fā)明專利《一種燃?xì)忮仩t煙氣全熱回收的裝置》(專利號(hào) ZL200810188037.6)研發(fā)的煙氣源熱泵供熱節(jié)能技術(shù)已經(jīng)把排煙溫度降到了10℃左右，實(shí)現(xiàn)了天然氣熱能的全部利用，并且可以將煙氣的白煙全部消除。其回收的熱能可把水加熱到60℃左右，提供熱水和采暖季的供暖。對(duì)于常年運(yùn)行的工業(yè)蒸汽鍋爐的單位，沒(méi)有低溫?zé)崴男枨螅拗屏嗽摷夹g(shù)的推廣和應(yīng)用。

近年來(lái)開(kāi)發(fā)的谷電儲(chǔ)能技術(shù)主要應(yīng)用于北方的采暖和生活熱水，在工業(yè)制造領(lǐng)域難以應(yīng)用。現(xiàn)有的熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)存在著循環(huán)換熱系統(tǒng)成本高、使用條件苛刻(需始終保持150℃以上，一旦未排空冷凝，循環(huán)系統(tǒng)就要報(bào)廢)、散熱損失大、季節(jié)性使用的初融與排空成本高等缺點(diǎn)。現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)還存在逐步降溫供熱現(xiàn)象，不能滿足工業(yè)制造領(lǐng)域穩(wěn)定生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種煙氣源熱泵余熱回收與谷電相變儲(chǔ)能的集成供熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由煙氣源熱泵和套罐相變儲(chǔ)能裝置創(chuàng)造性的組合而產(chǎn)生新的效果。該系統(tǒng)的煙氣源熱泵部分可以實(shí)現(xiàn)天然氣熱能的全部回收利用，排煙溫度降到10℃左右，將煙氣中的水汽冷凝回收，完全消除冒白煙的現(xiàn)象。套罐相變儲(chǔ)能裝置通過(guò)谷電儲(chǔ)能增溫系統(tǒng)將煙氣源熱泵產(chǎn)生的60℃左右的熱水提升為95℃的熱水、120℃-180℃的蒸汽或250℃導(dǎo)熱油，回供到鍋爐供熱用能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鍋爐煙氣脫白、煙氣余熱回收、節(jié)約鍋爐然氣消耗、降低用能成本的綜合效益。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種煙氣源熱泵余熱回收與谷電相變儲(chǔ)能的集成供熱系統(tǒng)，包括：鍋爐排煙系統(tǒng)、煙氣源熱泵、低溫?zé)崴顭嵴{(diào)節(jié)池、多級(jí)套罐常壓相變儲(chǔ)熱池、閃蒸罐。本系統(tǒng)根據(jù)回收鍋爐煙氣中的熱能品位存入對(duì)應(yīng)相變儲(chǔ)熱池，按照終端不同溫度需求采用谷電相變儲(chǔ)熱技術(shù)梯級(jí)增溫，然后轉(zhuǎn)換成熱水、熱風(fēng)、蒸汽、導(dǎo)熱油等實(shí)現(xiàn)供熱。

所述的鍋爐排煙系統(tǒng)包括鍋爐煙筒、高溫氣水換熱器(省氣器)。鍋爐煙筒排出的高溫?zé)煔?150-260℃)通過(guò)高溫氣水換熱器降到120℃左右進(jìn)入煙氣源熱泵進(jìn)行余熱回收。高溫氣水換熱器的供熱側(cè)的導(dǎo)熱油將熱量通過(guò)低溫充熱換熱管將低溫?zé)崴顭嵴{(diào)節(jié)池中的60℃的熱水加熱到95℃輸送到多級(jí)套罐儲(chǔ)能裝置的低溫儲(chǔ)熱池中。

所述的煙氣源熱泵采用三級(jí)降溫兩級(jí)換熱的工藝將煙氣中的熱能回收。蒸汽鍋爐的高溫?zé)煔猓?jīng)過(guò)省氣器的換熱降到120℃左右進(jìn)入煙氣源熱泵后，經(jīng)過(guò)一級(jí)板換降到60℃，后進(jìn)入混合降溫器降到30℃，最后進(jìn)入煙氣源熱泵降到10℃左右排到大氣中，煙氣在降溫過(guò)程中大部分水汽冷凝成水回收，消除了煙氣的白煙。熱泵回收的熱能將一定量的水升溫到60℃儲(chǔ)存在熱水蓄熱調(diào)節(jié)池中。

所述的多級(jí)套罐常壓相變儲(chǔ)熱池采用分時(shí)段運(yùn)行的方式，有兩種運(yùn)行工況：吸熱工況和放熱工況，吸熱工況為電網(wǎng)規(guī)定的谷電時(shí)段，利用低價(jià)谷電給儲(chǔ)能裝置加熱增溫至與制造工藝終端匹配的溫度，在非谷電時(shí)段按需換熱轉(zhuǎn)換，并行直供給供熱系統(tǒng)，部分替代原耗能量，實(shí)現(xiàn)煙氣熱能全熱回收利用，減少了燃料的消耗。