一种用于燃气锅炉及燃气热泵的烟气消白余热回收系统的制作方法

本技术涉及烟气处理设备，特别是指一种用于燃气锅炉及燃气热泵的烟气消白余热回收系统。

背景技术：

1、为伸入贯彻落实“碳达峰、碳中和”重大决策部署，全国多地实施了“煤改气”项目，燃煤锅炉燃气锅炉成为一种趋势，燃气锅炉的燃烧介质为天然气，天然气的成分绝大部分为烃，燃烧过后的排烟温度约为70℃，露点温度为40-60℃，所以燃气锅炉排烟中的水蒸气含量较高，而烟气中的这部分水蒸气具有可观的汽化潜热；

2、在“煤改气”项目改造过程中，考虑某些厂区用电负荷不满足生产需求，因此在利用燃气锅炉供热时，需考虑其他驱动热源的热泵对烟气中的余热进行回收；

3、锅炉外排烟气中的水蒸气排入大气后冷凝，造成冒白烟现象，形成视觉污染；如果仅通过回收烟气中水蒸气汽化潜热，可以将烟气温度降至30℃，但是在部分地区，仍然可以有白色烟羽现象；因此需要一种能够同时实现烟气余热深度吸收、消除视觉污染的白色烟羽的装置。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种用于燃气锅炉及燃气热泵的烟气消白余热回收系统，通过烟气间接取热器、锅炉烟气取热器、热泵烟气取热器对锅炉烟气和热泵烟气进行直接和间接换热，从而有效地利用了烟气余热，能够更好地回收锅炉排出烟气的余热；同时利用燃气热泵对烟气中的余热进行回收，可以增加厂区的供热负荷，从而解决了在“煤改气”项目改造过程中，用电负荷不能满足生产需求的问题；通过烟气间接取热器及锅炉烟气取热器来回收锅炉烟气中水蒸气气化潜热或者通过热泵烟气取热器回收热泵烟气，可以将锅炉烟气和热泵烟气温度降至30℃，经过锅炉烟气再热器和热泵烟气再热器将30℃烟气温度升高至50℃，在实现烟气余热深度吸收的同时，基本消除视觉污染的白色烟羽；同时设置有凝结水箱，凝结水箱可以大大解决余热水泵的汽蚀问题，由于凝结水箱具有蓄水功能，有效减小了锅炉烟气取热器与热泵烟气取热器的尺寸，降低了投资

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种用于燃气锅炉及燃气热泵的烟气消白余热回收系统，包括：燃气锅炉烟气余热回收系统、燃气热泵烟气余热回收系统、热网回水管道(r1)、热网换热管道(r2)及热网回流管道(r3)；

4、所述燃气锅炉烟气余热回收系统包括燃气锅炉(1)、烟气间接取热器(3)、锅炉烟气取热器(4)、锅炉烟气再热器(6)及烟囱(8)；

5、所述燃气锅炉(1)的烟气出口侧连通有锅炉烟道(10)，所述烟气间接取热器(3)设置于燃气锅炉(1)的烟气出口侧，所述锅炉烟道(10)贯穿所述烟气间接取热器(3)；用于吸收燃气锅炉(1)燃烧后烟气中的热量。

6、所述锅炉烟道(10)穿过所述烟气间接取热器(3)后与所述锅炉烟气取热器(4)的烟气进口侧连通；

7、锅炉烟气取热器(4)用于吸收烟气间接取热器(3)的出口的烟气中的热量。

8、所述锅炉烟气取热器(4)的烟气出口侧与所述锅炉烟气再热器(6)的烟气进口侧连接，所述锅炉烟气再热器(6)的出口侧与所述锅炉烟囱(8)的下侧连接；

9、所述燃气热泵烟气余热回收系统包括燃气热泵(2)、热泵烟气取热器(5)、热泵烟气再热器(7)及热泵烟囱(9)；

10、所述燃气热泵(2)的烟气出口侧连通有热泵烟道(11)；

11、所述热泵烟道(11)同时与所述热泵烟气取热器(5)的烟气进口侧连通；

12、所述热泵烟气取热器(5)的烟气出气侧与所述热泵烟气再热器(7)下侧的烟气进口侧连通；所述热泵烟气取热器(5)用于吸收燃气热泵(2)的出口烟气中的热量。

13、所述热泵烟气再热器(7)顶部的烟气出口侧与所述热泵烟囱(9)下侧的烟气进口侧连通；

14、所述热网回水管道(r1)的出水端与所述烟气间接取热器(3)的进水端连通；

15、所述热网回水管道(r1)的进水端与所述烟气间接取热器(3)的出水端连通；

16、所述热网回流管道(r3)的出水端与所述燃气热泵(2)的进水端连通；

17、所述燃气热泵(2)的出水端与所述热网回流管道(r3)的进水端连通；

18、所述热网回流管道(r3)的出水端与所述锅炉(1的回水端连通；

19、热网回水管道(r1)内通有热网回水，经过烟气间接取热器(3)的换热后，进入到热网换热管道(r2)，然后进入到燃气热泵(2)，通过燃气热泵(2)提取热量后，通过热网回流管道(r3)再回流入锅炉内。

20、由于燃气锅炉(1)与燃气热泵(2)为两个不同的设备，两者排烟压力不同，采用同一个烟道系统会造成烟气不能排放，因此燃气锅炉(1)与燃气热泵(2)采用两个烟道系统。

21、所述锅炉烟气再热器(6)与所述热泵烟气再热器(7)的进水端同时与高温热水管道(r5)连通、出水端同时与低温热水管道(r6)连通。高温热水管道(r5)中流通有110℃高温热水，高温热水用于加热烟气，达到消白的目的，高温热水加热烟气后，温度降低形成低温热水，然后从低温热水管道(r6)流出，最终回流入热网回水。

22、进一步，所述锅炉烟气取热器(4)底部连通有锅炉烟气余热水管道(r4)，所述锅炉烟气余热水管道(r4)同时与所述热泵烟气取热器(5)的进水端连通。所述锅炉烟气余热水管道(r4)内介质为锅炉烟气余热水，锅炉烟气余热水与过滤烟气取热器(4)中的余热水混合，形成高温余热水。

23、进一步，还包括凝结水箱(13)、管道(c)及水箱排水管道(14)；

24、所述热泵烟气取热器(5)通过管道(c)与所述凝结水箱(13)连通，所述管道(c)上设置有阀门；

25、所述热泵烟气取热器(5)的出水端与所述燃气热泵(2)的进水端通过高温余热水管道(r7)连通；锅炉烟气余热水与过滤烟气取热器(4)中的余热水混合后形成的高温余热水，通过高温余热水管道(r7)流出。

26、所述低温余热水管道(r8)与所述燃气热泵(2)的出水端连通；

27、所述管道(c)的进水端一端与所述热泵烟气取热器(5)连通、出水端与所述凝结水箱(13)的进水端连通，所述水箱排水管道(14)与所述凝结水箱(13)的排水端连通。

28、凝结水箱(13)通过水箱排水管道(14)将多余的热水统一排放至化水间，用于系统补水。

29、进一步，所述低温余热水管道(r8)通过两个分支管道分别与所述锅炉烟气取热器(4)及热泵烟气取热器(5)连通。

30、进一步，所述高温余热水管道(r7)上设置有余热水泵(12)。余热水泵(12)将热泵烟气取热器(5)中的高温余热水管道(r7)内的高温余热水输送至热泵(2)，通过热泵(2)的换热，将高温余热水(r7)转换为低温余热水(r8)，然后再输送至所述热泵烟气取热器(5)和锅炉烟气取热器(4)中。

31、进一步，所述锅炉烟气取热器(4)及热泵烟气取热器(5)均为喷淋式直接换热器。

32、通过水与烟气的直接接触，将烟气中的热量全部由水吸收，最终形成过滤烟气余热水，并通过过滤烟气余热水管道(r4)排出。

33、进一步，所述锅炉烟气取热器(4)的底面高出所述热泵烟气取热器(5)的底面2.5cm。进一步，所述凝结水箱(13)为不锈钢材质水箱。

34、进一步，所述燃气锅炉(1)为热水锅炉；燃气锅炉(1)的额定供回水温度为110/55℃。

35、进一步，所述锅炉烟道(10)与所述热泵烟道(11)均为通过δ＝5.0mm的304不锈钢钢板支撑的烟道。

36、进一步，所述锅炉烟囱(8)与热泵烟囱(9)均为双层钢烟囱；

37、所述双层钢烟囱由3mm厚的316l制成的内层及2mm厚碳钢制成的外层。

38、进一步，所述锅炉烟囱(8)与热泵烟囱(9)外部均包覆有厚度为100mm的硅酸铝保温棉。

39、更进一步，所述锅炉烟气余热水管道(r4)、高温热水管道(r5)、低温热水管道(r6)、高温余热水管道(r7)、低温余热水管道(r8)均为通过304不锈钢板制成的管道。

40、进一步，将所述锅炉烟气余热水管道(r4)去掉；

41、所述高温余热水管道(r7)通过两个分管道分别与所述锅炉烟气取热器(4)底部及所述热泵烟气取热器(5)连通；

42、将所述管道(c)去掉；

43、所述锅炉烟气取热器(4)与所述热泵烟气取热器(5)同时连通有溢流管(15)，所述溢流管(15)与所述凝结水箱(13)连通。

44、更进一步，所述锅炉烟气取热器(4)底部及所述热泵烟气取热器(5)底面高度相同。

45、进一步，将所述烟气间接取热器(3)设置于所述燃气热泵(2)的出气端，所述热泵烟道(11)贯穿所述烟气间接取热器(3)。

46、本实用新型通过烟气间接取热器、锅炉烟气取热器、热泵烟气取热器对锅炉烟气和热泵烟气进行直接和间接换热，从而有效地利用了烟气余热，能够更好地回收锅炉排出烟气的余热；同时利用燃气热泵对烟气中的余热进行回收，可以增加厂区的供热负荷，从而解决了在“煤改气”项目改造过程中，用电负荷不能满足生产需求的问题；通过烟气间接取热器及锅炉烟气取热器来回收锅炉烟气中水蒸气气化潜热或者通过热泵烟气取热器回收热泵烟气，可以将锅炉烟气和热泵烟气温度降至30℃，经过锅炉烟气再热器和热泵烟气再热器将30℃烟气温度升高至50℃，在实现烟气余热深度吸收的同时，基本消除视觉污染的白色烟羽；同时设置有凝结水箱，凝结水箱可以大大解决余热水泵的汽蚀问题，由于凝结水箱具有蓄水功能，有效减小了锅炉烟气取热器与热泵烟气取热器的尺寸，降低了投资。