一种燃气锅炉余热回收装置的制作方法

本实用新型涉及节能装置领域，具体涉及一种燃气锅炉余热回收装置。

背景技术：

据统计，截止到2018年，北方城镇建筑面积已经增长到115亿m²。中国建筑能耗占社会总能耗的30％左右，而北方城镇采暖又占到中国建筑总能耗的25％。随着我国城镇化的进一步发展，我国能源形势越来越严峻，生态环境不断恶化。降低采暖对的单位面积能耗，提升能源利用效率，既是可持续发展的必然需求，也是广大供热企业扩大利润，提高市场竞争力的主要途径。提高供热系统能源利用效率的方式是“开源”和“节流”。“开源”就是寻找新热源，“节流”就是减少供热环节的热损失。“开源”的一种有效方式就是充分挖掘现有热源的余热，将原来白白浪费的低品位热量利用起来。目前，燃气锅炉的排烟温度一般高于180℃，不仅有一部分显热被浪费，更有大量的水蒸气潜热被浪费。如果能够将这部分热量利用起来，降低排烟温度，将大大提高锅炉效率。烟气中的余热有很大一部分存在于水蒸气潜热中，因而在降低烟气温度并回收显热的同时，将烟气中的水蒸气潜热回收才能做到真正的烟气全热回收。燃气锅炉高温烟气的水蒸气处于未饱和状态，因而必须通过降温使水蒸气冷凝析出。如果要将水蒸气冷凝，必须要将烟气温度降低到对应的露点温度以下。对于天然气锅炉烟气，露点温度一般在55～60℃。因此这要求烟气余热回收装置必须具备较强的热交换能力，将高温烟气降低到足够的温度，使烟气中的水蒸气尽可能多凝出，释放潜热。传统的烟气余热回收设备主要是靠间壁换热的方式，烟气通过换热管壁将热量传给冷水，从而将水加热。

传统的烟气余热回收设备主要是靠间壁换热的方式，烟气通过换热管壁将热量传给冷水，从而将水加热。这种热交换方式的传热系数很低，为了增强传热效果，通常需要布置大量的钢管受热面。一方面会造成大量的刚才消耗，使得设备体积和造价大幅提升；另一方面会造成烟道排烟阻力增加，特别是对于热压排烟的系统影响更大。

技术实现要素：

本实用新型主要是提出了一种基于吸收式热泵的燃气锅炉烟气余热回收技术，它通过将一种直接接触式换热器和吸收式热泵进行有效结合，实现了烟气直接接触式换热，有效利用了烟气余热中的低品位热量，切实有助于提高系统的整体供热效率，达到降低生产成本，减少污染物排放的目的。

本实用新型提供的一种燃气锅炉余热回收装置，包括：

燃气锅炉，

直接接触式换热器，包括：换热器主体，换热器主体上设有气体入口、冷凝液出口、烟气出口和喷淋液体入口，其中，所述喷淋液体入口和烟气出口的设置位置高于所述气体入口和所述冷凝液出口，所述换热器主体的气体入口通过第一排烟管道连接所述燃气锅炉的烟气出口；喷淋装置，设于喷淋液体入口上方；冷凝水池，其入口连通所述换热器主体的冷凝液出口；

吸收式热泵，设有低温热源入口和低温热源出口；其低温热源出口通过设有循环水泵的管道连接所述喷淋装置；其低温热源入口通过设有循环水泵的管道连接所述冷凝水池的冷凝液出口；其中，所述吸收式热泵包括顺次连接的冷凝器、压缩机、蒸发器和节流装置，且节流装置的与冷凝器连接形成热源流体回路；所述低温热源入口设于所述蒸发器。

作为优选技术方案，所述吸收式热泵为燃气吸收式热泵，其烟气出口通过第二排烟管道连接所述换热器主体的气体入口。

作为优选技术方案，所述第一排烟管道和第二排烟管道连通后连接所述换热器主体的气体入口。

作为优选技术方案，所述吸收式热泵包括顺次连接的冷凝器、压缩机、蒸发器和节流装置，且节流装置的与冷凝器连接形成热源流体回路。

所述吸收式热泵的低温热源入口设于所述蒸发器，即所述冷凝水池的冷凝液出口通过管道连接所述蒸发器。

作为优选技术方案，所述直接接触式换热器还包括主烟道，其连接所述换热器主体的烟气出口。

作为优选技术方案，所述主烟道上设有除湿装置。

作为优选技术方案，换热器主体上底部设有气体入口和冷凝液出口，顶部设有烟气出口和喷淋液体入口。

作为优选技术方案，热网回水通过管道连接所述吸收式热泵的高温热源入口，所述吸收式热泵的高温热源出口连接所述燃气锅炉的液体入口。

本实用新型所采用的是一种新型的直接接触式换热器。这种换热器中烟气和水不再像传统的间壁式换热器那样在分开的空间中流动，通过管壁传热，而是在换热器的内部直接接触。循环的冷水通过喷淋的方式直接和流动的高温的烟气接触。在此期间，烟气被降温冷凝，析出的冷凝水和循环水一起落入直接接触式换热器的冷凝池中，循环水泵将冷凝池中被加热的循环水送出。这种换热方式可以达到很高的换热系数。同时，由于是烟气和水直接接触，无需接触介质，因而整个换热器的阻力很小。实现了烟气直接接触式换热，有效利用了烟气余热中的低品位热量，切实有助于提高系统的整体供热效率，达到降低生产成本，减少污染物排放的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的燃气锅炉余热回收装置的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例的燃气锅炉余热回收装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的实施例一提供的燃气锅炉余热回收装置，包括：

燃气锅炉1，

直接接触式换热器2，包括：换热器主体21，换热器主体21底部设有气体入口和冷凝液出口，顶部设有烟气出口和喷淋液体入口。换热器主体21的气体入口通过第一排烟管道20连接燃气锅炉1的烟气出口；喷淋装置22，设于喷淋液体入口上方；冷凝水池23，其入口连通换热器主体21的冷凝液出口；主烟道24，其连接换热器主体21的烟气出口，主烟道24上设有除湿装置240。

吸收式热泵3，设有低温热源入口和低温热源出口；其低温热源出口通过设有循环水泵的管道30连接喷淋装置22；其低温热源入口通过设有循环水泵的管道40连接冷凝水池23的冷凝液出口。吸收式热泵3包括顺次连接的冷凝器31、压缩机32、蒸发器33和节流装置34，且节流装置34的与冷凝器31连接形成热源流体回路。吸收式热泵3的低温热源入口设于蒸发器33，即所述冷凝水池23的冷凝液出口通过管道连接蒸发器33。热网回水通过管道连接所述吸收式热泵的高温热源入口，吸收式热泵的高温热源出口连接所述燃气锅炉的液体入口(图中未示出)。

如图2所示，为本实用新型的实施例二提供的燃气锅炉余热回收装置，其结构与实施例一相似，唯一区别在于，吸收式热泵3为燃气吸收式热泵，其烟气出口连通第二排烟管道50，第一排烟管道20和第二排烟管道50连通后连接换热器主体21的气体入口。

为进一步说明本实用新型，以下结合图2所示，对实施例二的燃气锅炉余热回收装置的余热回收过程进行说明：

原有燃气锅炉1烟气排烟温度为110℃，吸收式热泵3的排除的烟气气温度为150℃，混合后进入直接接触式换热器2中。吸收式热泵3的出水温度是20℃，经过循环水泵后送入上方喷淋装置22，通过喷头均匀喷洒至换热器主体21空腔中。烟气逆着水喷淋的方向和冷却水接触换热，降温除湿到30℃后排回主烟道24，通过烟囱排至大气中。喷洒的冷却水被加热到30℃汇聚到换热器主体21下方的冷凝水池23中，然后被循环水泵抽送回吸收式热泵3的蒸发器33中。吸收式热泵3中，燃气驱动吸收式热泵3运行，烟气通过烟道与燃气锅炉烟气混合，被加热的循环冷却水进入吸收式热泵3的蒸发器33中，作为吸收式热泵3的低温热源，之后冷却水降温被送入到直接接触式换热器2中继续回收余热。如此，热网回水可不再直接进入锅炉，而是先进入本实用新型的燃气锅炉余热回收装置进行预热，热网回水以此进入吸收式热泵作为高温热源，被加热后输出，最终进入燃气锅炉中被加热。

本实用新型中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。