一种燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及涉及燃煤锅炉供暖技术领域，特别是指一种燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统。


背景技术：

2.锅炉是重要的能源转换设备，也是能源消费大户和重要的大气污染源。我国锅炉以燃煤为主，其中燃煤电站锅炉近年来向大容量、高参数方向快速发展，无论是生产制造还是运营管理均已接近国外先进水平；而燃煤工业锅炉保有量大、分布广、能耗高、污染重，能效和污染控制整体水平与国外相比有一定的差距，节能减排潜力巨大。
3.当前，国内燃煤锅炉烟气脱硫工艺众多，按照脱硫工艺的方法划分可分为：湿法、半干法、干法。其中，湿法工艺主要采用脱硫及除尘塔设备，常见的形式为塔内水喷淋模式。工作原理：燃煤锅炉产生的烟气进入脱硫塔前的温度为120℃左右，经脱硫塔喷淋后烟气温度低于60℃，喷淋产生的废水出塔后进入水池，废水在水池的温度一般在50～75℃之间，通过循环水泵再进入喷淋塔，如此往复。由于喷淋水循环流量及温度相对稳定，故水池中的喷淋废水富含巨大低品质热能。
4.提取脱硫塔循环水的热能可用于锅炉给水加热，有三方面特点：
①
节能性突出，利用热泵技术，只使用1/5左右电能，就可实现热能回收应用；
②
节水量明显，烟气经水喷淋蒸发出大量水蒸汽，若应用热泵技术，提取热能后，喷淋水水温下降，出塔烟气温度应下降20℃，蒸发出水量会下降30％左右；
③
减少耗煤量，锅炉热能来源于燃煤，烟塔热能利用后，直接提高循环水入炉温度，降低燃煤消耗，这样良性循环，经济效益明显。
5.目前，水源热泵技术日益成熟，在相关领域也得到了推广应用，如何将燃煤供暖锅炉与水源热泵技术能进行耦合与协同，降低煤炭的消耗与污染物排放，成为供暖行业亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统，以解决现有技术中脱硫塔循环水中的热能不能得到有效利用、同时燃煤锅炉能源消耗量大以及污染物排放较多的问题。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
8.一种燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统，包括热泵机组、水箱、脱硫塔循环水水池和控制系统，所述热泵机组吸热侧与所述脱硫塔循环水水池连通，以吸收脱硫塔循环水水池中的余热，所述热泵机组放热侧与所述水箱连通，以对所述水箱中的水进行加热，所述控制系统控制所述热泵机组与脱硫塔循环水水池之间、所述水箱与所述热泵机组之间的通断。
9.进一步的，所述热泵机组为吸收式水源热泵系统，所述热泵机组包括蒸发器、冷凝器、压缩机以及传热工质，所述蒸发器侧与所述脱硫塔循环水水池连通，循环水中的热量传
递给所述蒸发器，所述冷凝器与所述水箱连通，所述冷凝器将热量传递给所述水箱内的水。
10.进一步的，所述脱硫塔循环水水池上连接有出水管路和进水管路，所述进水管路将循环水输送至与所述热泵机组的蒸发器接触，所述出水管路将与所述蒸发器换热后的循环水输送返回至所述脱硫塔循环水水池中，在所述进水管路上设置取热侧循环泵，用于将所述脱硫塔循环水水池中的循环水泵送至所述热泵机组中。
11.进一步的，所述水箱设置为平衡水箱，所述水箱内部设置保温隔板，所述隔板将所述水箱分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于装热水，所述第二腔室用于装冷水。
12.进一步的，所述第一腔室通过热水管道与所述热泵机组的冷凝器的热水出口连接，经所述冷凝器换热后的热水返回至所述水箱的第一腔室内部，所述第一腔室和第二腔室的底部出口交汇后通过总管道与所述冷凝器连接。
13.进一步的，在所述总管道上设置热水侧循环泵，所述热水侧循环泵与控制系统连接，由所述控制系统控制所述水箱的底部出水口与所述冷凝器之间的通断，通过所述热水侧循环泵将从所述水箱的第一腔室和第二腔室混合后的低温清水送入热泵机组中吸热后，再进入水箱的所述第一腔室中。
14.进一步的，在所述第一腔室的底部出口处设置第二调节阀，在所述第二腔室的底部出口处设置第一调节阀，分别用于调节两个腔室出水的流量。
15.进一步的，所述第一腔室上还连接有热水出水管道，所述热水出水管道上设置有外输泵，通过所述外输泵将所述第一腔室内加热后的清水输送至锅炉给水端。
16.进一步的，所述第二腔室上还连接有进水管道，所述进水管道上设置补水泵，通过所述补水泵向所述第二腔室内部补充低温清水。
17.相对于现有技术，本实用新型所述的燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统具有以下优势：
18.(1)充分利用水源热泵对脱硫塔循环水的余热进行充分吸收，并将吸收的热能传递给锅炉，解决了现有供暖锅炉燃料能源消耗量大的问题，降低了锅炉的能源消耗，减少污染，实现了节能降耗。
19.(2)同时多个调节阀和温度控制器的设置，使得可以实时对水箱内的水温控制调节，进而保证热泵机组的高效运行。
附图说明
20.图1为一种燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统示意图。
21.附图标记说明：
22.1-热泵机组，101-蒸发器，102-冷凝器，2-水箱，201-隔板，202-第一腔室，203-第二腔室，3-外输泵，4-补水泵，5-热水侧循环泵，6-取热侧循环泵，7-控制系统，8-第一调节阀，9-第二调节阀，10-第一温度控制器，11-第二温度控制器，12-脱硫塔循环水水池
具体实施方式
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
24.一种燃煤锅炉脱硫塔循环水热能回收系统，包括热泵机组1、水箱2、脱硫塔循环水
水池12和控制系统7，热泵机组1吸热侧与脱硫塔循环水水池12连通，以吸收脱硫塔循环水水池中的余热，热泵机组1放热侧与水箱2连通，以对水箱2中的水进行加热，控制系统7控制热泵机组1与脱硫塔循环水水池12之间、水箱2与热泵机组1之间的通断。由此通过热泵机组回收脱硫塔循环水水池12中循环水的热量，并将回收的热量用于锅炉低温水的加热，将供暖锅炉与热泵技术有效的结合了起来，降低锅炉的煤炭消耗与污染物排放，减少污染，实现热泵机组的高效运行。
25.在本实施方式中，所述热泵机组1为吸收式水源热泵系统，热泵机组1包括蒸发器101、冷凝器102、压缩机以及传热工质，蒸发器101侧与脱硫塔循环水水池12连通，循环水中的热量传递给蒸发器101。冷凝器102与水箱2连通，冷凝器102将热量传递给水箱2内的水。优选的，蒸发器101与循环水接触部位选用耐碱性材料，避免循环水中的碱性成分腐蚀蒸发器。
26.进一步的，脱硫塔循环水水池12上连接有出水管路和进水管路，进水管路与热泵机组1的蒸发器101连通，进水管路将循环水输送至与蒸发器101接触，出水管路也与蒸发器101连通，出水管路将与蒸发器101换热后的循环水输送返回至脱硫塔循环水水池12中。在进水管路上设置取热侧循环泵6，用于将脱硫塔循环水水池12中的循环水泵送至热泵机组1中，循环水在热泵机组中释放热量后再回流至脱硫塔循环水水池12中。
27.更进一步的，取热侧循环泵6与控制系统7连接，由控制系统7控制取热侧循环泵6的工作，进而控制循环水与热泵机组1之间的通断。
28.在本实施方式中，水箱2设置为平衡水箱，水箱2内部设置保温隔板201，隔板201将水箱2分成第一腔室202和第二腔室203，第一腔室202用于装热水，第二腔室203用于装冷水。
29.进一步的，第一腔室202通过热水管道与热泵机组1的冷凝器102的热水出口连接，与冷凝器102换热后的热水返回至水箱2的第一腔室202内部，第一腔室202和第二腔室203的底部出口交汇后通过总管道与冷凝器102连接，使得第一腔室202和第二腔室203出口处排出的低温水通过冷凝器102并与冷凝器102进行换热，以吸收冷凝器102的热量。优选的，在总管道上设置热水侧循环泵5，热水侧循环泵5与控制系统7连接，由控制系统7控制水箱2的底部出水口与冷凝器102之间的通断。通过热水侧循环泵5将从水箱的第一腔室202与第二腔室203混合后的低温清水送入热泵机组中吸热后，再进入水箱的第一腔室202中。
30.更进一步的，在第一腔室202的底部出口处设置第二调节阀9，在第二腔室203的底部出口处设置第一调节阀8，分别用于调节两个腔室出水的流量。优选的，所述第一调节阀8和第二调节阀9可以设置为电动截止阀或电动蝶阀中的任意一种。
31.进一步的，第一腔室202上还连接有热水出水管道，热水出水管道上设置有外输泵3，通过外输泵3将第一腔室202内加热后的清水输送至锅炉给水端。优选的，外输泵3与控制系统7连接，由控制系统7控制第一腔室202排出的热水与锅炉之间的通断。
32.第二腔室203上还连接有进水管道，进水管道上设置补水泵4，通过补水泵4向水箱2的第二腔室203内部补充低温清水。优选的，补水泵4与控制系统7连接，由控制系统7控制低温清水与水箱2的第二腔室203之间的通断。
33.在本实施方式中，在接近第一腔室202的一侧或第一腔室202的管壁上设置第一温度控制器10，用于测量第一腔室202内的水温；在接近第二腔室203的一侧或第二腔室203的
管壁上设置第二温度控制器11，用于测量第二腔室203内的水温，进而精准控制各个管路和管道的通断。优选的，第一温度控制器10和第二温度控制器11设置为热电偶或热电阻形式。更优选的，温度控制器10和第二温度控制器11均与控制系统7连接，进而将检测到的两个腔室的温度反馈给控制系统7，控制系统7根据检测到的温度控制各个管道和管路的通断。
34.进一步的，本实施方式中所述的外输泵3、补水泵4、热水侧循环泵5以及取热侧循环泵6均采用变频电机，优选的，由于取热侧循环泵6用于输送脱硫塔循环水，因此，取热侧循环泵6选用污水型水泵。
35.本实用新型的实现原理如下：
36.在燃煤锅炉运行时，脱硫塔循环水水池12中的高温循环水通过取热侧循环泵6进入到热泵机组1中，释放能量，再流回脱硫塔循环水水池。热泵机组吸收了高温循环水的热量后，将来自水箱2的低温清水提温，提温后的清水进入水箱2的第一腔室202内，并经外输泵3进入锅炉。与此同时，补水泵4及时将低温清水注入到水箱2的第二腔室203内，通过水箱2底部的第一调节阀8和第二调节阀9，分别来自第一腔室202与第二腔室203的清水掺混后，经热水循环泵5继续进入热泵机组1中以吸热，如此往复循环。
37.需要说明的是，系统中所有循环水泵均采用变频控制，水箱中间采用隔板分成两个空间，分别是热水室和冷水室。在水箱的热水室和冷水室的分别安装出口流量调节阀和温度控制器。运行时，根据水箱热水室温度设定值及冷水室温度，控制系统对调节阀门开度进行调节，同时对取热侧水泵及热水侧循环泵进行变频控制，实现热泵机组的高效运行。
38.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。