CN212777382U - 一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于电站节能减排、能源技术领域的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，主要包括吸收式热泵、烟气冷却器、空气加热器等。布袋除尘器出口布置烟气冷却器，回收利用排烟余热，并以吸收排烟余热的循环水作为吸收式热泵的高温热源，以汽轮机乏汽作为吸收式热泵的低温热源；在供暖季，利用吸收式热泵加热热网水，在非供暖季，利用吸收式热泵加热空气，有效回收利用了垃圾焚烧的排烟余热和一部分汽轮机乏汽的冷端余热，实现了对垃圾焚烧烟气的深度余热利用。综上，整个***实现了节能性、环保性以及经济性的高效协同。

Description

一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***

技术领域

本实用新型属于电站节能减排、能源技术领域，特别涉及一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***。

背景技术

电力发展中存在的“高投入、高消耗、高排放、低效率”的问题促使各电厂日益重视电厂节能潜力的挖掘和热力设备运行效率的提高。现代蒸汽动力循环大多采用超高主蒸汽参数、回热、再热等措施来提高效率,但垃圾焚烧电站的效率尚不足20％，其中汽轮机乏汽进入凝汽器后，通过凝汽器冷却水带走而排放到环境中的能量约占总能量的50％以上；除此之外,锅炉的热损失也是不可忽视的一部分,据统计，锅炉的排烟热损失占锅炉总热损失的70％～80％。且排烟温度每升高10℃～15℃,锅炉效率就下降1％，标准煤耗上升3～4g/kWh，从而造成了电力用煤的巨大浪费，另一方面，排烟温度过高会影响到预热器的安全运行，造成锅炉的事故停炉，增加检修及停机次数，影响发电机组的安全经济运行。由此可见,电站现在存有大量的余热,无论是出于对电厂的经济发展和安全可靠运行的考虑还是立足于节能降耗和环保的角度，更好的对垃圾焚烧电站进行余热回收利用是意义重大且非常有必要的；同时，目前还没有对垃圾焚烧电站进行余热利用的***。

供热技术方面，大多数热电厂普遍采用中压缸排汽经节流阀降压后直接加热热网水的的抽凝供热，而中压缸排汽的品位要比热网水的品位高很多，是一种能级不匹配的方式，进入热网加热器的蒸汽具有很高的过热度，与热网水的温度不匹配，同时蒸汽经过节流阀降压会产生很大的

损，也将造成机组高品位能量的损失，使机组效率降低，若能通过回收利用垃圾焚烧电站的余热承担一部分供热任务，不仅有效回收利用了垃圾焚烧的排烟余热和一部分汽轮机乏汽的冷端余热，同时实现了能量的梯级利用，保证供热需求的同时减少了高品位中压缸排汽的抽汽量，提高了机组的能源利用率，降低了电厂能耗，具有重要的节能潜力与发展意义。另一方面，回收利用余热去供热的技术只在供暖季有节能潜力，在非供暖季，回收利用的余热应另作他用，以实现一年四季的余热回收和有效利用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，***主要包括垃圾焚烧锅炉、烟气净化塔、布袋除尘器、烟气冷却器、烟囱、吸收式热泵、空气加热器、回水泵、循环水泵、第一控制阀、第二控制阀、热泵发生器、热泵蒸发器、热泵冷凝器、热泵吸收器、第三控制阀、第四控制阀、汽轮机、发电机、凝汽器、回热加热器、除氧器和垃圾焚烧锅炉汽包，其特征在于，沿锅炉烟道，烟气净化塔、布袋除尘器、烟气冷却器、烟囱依次相连，烟气最终通过烟囱排放至大气中；热泵发生器的高温热源侧进口与烟气冷却器高温循环水出口连接，热泵发生器的高温热源侧出口经过循环水泵与烟气冷却器的循环水进口连接；汽轮机出口的一部分乏汽通过管道与热泵蒸发器的热源侧进口相连，热泵蒸发器的热源侧出口冷凝水通过管道回到凝汽器后凝结水管道；热网供水管路通过管道连接热泵冷凝器热水侧出口，热泵冷凝器热水侧进口连接热泵吸收器热水侧出口，热泵吸收器热水侧进口通过管道与热网回水管路相连；沿汽水流程，汽轮机、凝汽器、回热加热器和除氧器依次相连；乏汽在凝汽器冷却为凝结水，流经回热加热器回热后进入除氧器除氧后送入垃圾焚烧锅炉，汽轮机带动发电机发电。

所述的烟气冷却器的热流体为布袋除尘器出口的烟气，冷流体为循环水泵升压后的循环水，烟气冷却器出口的高温循环水进入热泵发生器作为吸收式热泵的高温驱动热源。

所述的汽轮机出口的一部分乏汽通过管道与热泵蒸发器的热源侧进口相连，乏汽在热泵蒸发器里冷凝放热，以汽轮机乏汽作为吸收式热泵的低温驱动热源。

所述吸收式热泵热水侧进口为热泵吸收器的热水侧进口，所述吸收式热泵热水侧出口为热泵冷凝器的热水侧出口。

在供暖季，所述吸收式热泵热水侧进口连接热网水回水管路，所述吸收式热泵热水侧出口连接热网水供水管路。

在非供暖季，通过切换所述第一控制阀、第二控制阀，所述吸收式热泵热水侧进口经由回水泵连接空气加热器的回水管路，所述吸收式热泵热水侧出口连接空气加热器的热水侧进口。

在非供暖季，通过切换所述第三控制阀和第四控制阀，垃圾焚烧锅炉汽包出口抽汽和汽轮机一抽抽汽不进入空气加热器。

在供暖季，所述吸收式热泵利用烟气余热和乏汽余热作为驱动力加热热网水为居民供热，在非供暖季，所述吸收式热泵利用烟气余热和乏汽余热作为驱动力加热空气，加热后的空气送入垃圾焚烧锅炉。

本实用新型的有益效果为：

1.实现了对垃圾焚烧电站烟气的深度余热利用。利用以吸收垃圾焚烧锅炉排烟热量的循环水作为高温驱动热源，以汽轮机乏汽作为低温驱动热源的吸收式热泵，有效的回收利用了排烟余热和一部分汽轮机乏汽的冷端余热；有效解决了目前垃圾焚烧电厂烟气和乏汽余热浪费严重的问题，达到了节能降耗的目的。

2.针对普遍采用中压缸排汽经节流阀降压后直接加热热网水的的抽凝供热存在的能级不匹配、机组高品位能量损失较大等问题，本***利用吸收式热泵对垃圾焚烧电站余热回收后去加热热网水为居民供热，在回收余热的同时实现了能量的梯级利用。

3.本***通过在非供暖季利用回收的烟气和乏汽余热去加热空气，不仅实现了排挤原先用来加热空气的抽汽进入汽轮机做功以增大汽轮机做功量的目的，还实现了余热利用***在发电机组运行时均可以长期使用以提高发电机组的综合效率的目的。

附图说明

图1为一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***。

1-垃圾焚烧锅炉、2-烟气净化塔、3-布袋除尘器、4-烟气冷却器、5-烟囱、6- 吸收式热泵、7-空气加热器、8-回水泵、9-循环水泵、10-第一控制阀、11-第二控制阀、12-热泵发生器、13-热泵蒸发器、14-热泵冷凝器、15-热泵吸收器、16-第三控制阀、17-第四控制阀、18汽轮机、19-发电机、20-凝汽器、21-回热加热器、 22-除氧器和23-垃圾焚烧锅炉汽包。

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，下面结合附图和具体实施方式对本***工作原理做进一步说明。

图1所示为一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***的示意图。其特征在于，***主要包括垃圾焚烧锅炉1、烟气净化塔2、布袋除尘器3、烟气冷却器4、烟囱5、吸收式热泵6、空气加热器7、回水泵8、循环水泵9、第一控制阀10、第二控制阀11、热泵发生器12、热泵蒸发器13、热泵冷凝器14、热泵吸收器15、第三控制阀16、第四控制阀17、汽轮机18、发电机19、凝汽器20、回热加热器21、除氧器22和垃圾焚烧锅炉汽包23，其特征在于，沿锅炉烟道，烟气净化塔2、布袋除尘器3、烟气冷却器4、烟囱5依次相连，烟气最终通过烟囱5排放至大气中；热泵发生器12的高温热源侧进口与烟气冷却器 4高温循环水出口连接，热泵发生器12的高温热源侧出口经过循环水泵9与烟气冷却器4的循环水进口连接；汽轮机18出口的一部分乏汽通过管道与热泵蒸发器13的热源侧进口相连，热泵蒸发器13的热源侧出口冷凝水通过管道回到凝汽器20后凝结水管道；热网供水管路通过管道连接热泵冷凝器14热水侧出口，热泵冷凝器14热水侧进口连接热泵吸收器15热水侧出口，热泵吸收器15 热水侧进口通过管道与热网回水管路相连；沿汽水流程，汽轮机18、凝汽器20、回热加热器21和除氧器22依次相连；乏汽在凝汽器20冷却为凝结水，流经回热加热器21回热后进入除氧器22除氧后送入垃圾焚烧锅炉1，汽轮机18带动发电机19发电。

所述的烟气冷却器4的热流体为布袋除尘器3出口的烟气，冷流体为循环水泵9升压后的循环水，烟气冷却器4出口的高温循环水进入热泵发生器12作为吸收式热泵6的高温驱动热源。

所述的汽轮机18出口的一部分乏汽通过管道与热泵蒸发器13的热源侧进口相连，乏汽在热泵蒸发器13里冷凝放热，以汽轮机乏汽作为吸收式热泵6的低温驱动热源。

所述吸收式热泵6热水侧进口为热泵吸收器15的热水侧进口，所述吸收式热泵6热水侧出口为热泵冷凝器14的热水侧出口。

在供暖季，所述吸收式热泵6热水侧进口连接热网水回水管路，所述吸收式热泵6热水侧出口连接热网水供水管路。

在非供暖季，通过切换所述第一控制阀10、第二控制阀11，所述吸收式热泵6热水侧进口经由回水泵8连接空气加热器7的回水管路，所述吸收式热泵 6热水侧出口连接空气加热器7的热水侧进口。

在非供暖季，通过切换所述第三控制阀16和第四控制阀17，垃圾焚烧锅炉汽包23出口抽汽和汽轮机18一抽抽汽不进入空气加热器7。

在供暖季，所述吸收式热泵6利用烟气余热和乏汽余热作为驱动力加热热网水为居民供热，在非供暖季，所述吸收式热泵6利用烟气余热和乏汽余热作为驱动力加热空气，加热后的空气送入垃圾焚烧锅炉1。

其工作过程为：

布袋除尘器3出口的烟气温度约150℃进入烟气冷却器4内放热至90℃，将循环水加热到130℃，130℃的高温循环水作为高温驱动热源进入热泵发生器 12放热至80℃，然后由循环水泵9升压后再进入烟气冷却器4吸收烟气热量。约30℃左右的汽轮机乏汽作为低温驱动热源进入热泵蒸发器13冷凝放热后经过加压再回到凝汽器20后的凝结水管道。在供暖季，约50℃的热网水回水流入热泵吸收器15而后流经热泵冷凝器14，热网水在吸收式热泵6内被加热到90℃后流出热泵冷凝器14，进入热网水供水管道为居民供热。在非供暖季，空气加热器7的循环水进入热泵吸收器15而后流经热泵冷凝器14升温到约130℃后再进入空气加热器7的热水入口，约20多℃的冷空气进入空气加热器7后，可被约130℃的循环水加热到100℃以上，加热后的空气被送入垃圾焚烧锅炉1帮助燃烧。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，主要包括垃圾焚烧锅炉(1)、烟气净化塔(2)、布袋除尘器(3)、烟气冷却器(4)、烟囱(5)、吸收式热泵(6)、空气加热器(7)、回水泵(8)、循环水泵(9)、第一控制阀(10)、第二控制阀(11)、热泵发生器(12)、热泵蒸发器(13)、热泵冷凝器(14)、热泵吸收器(15)、第三控制阀(16)、第四控制阀(17)、汽轮机(18)、发电机(19)、凝汽器(20)、回热加热器(21)、除氧器(22)和垃圾焚烧锅炉汽包(23)，其特征在于，沿锅炉烟道，烟气净化塔(2)、布袋除尘器(3)、烟气冷却器(4)、烟囱(5)依次相连，烟气最终通过烟囱(5)排放至大气中；热泵发生器(12)的高温热源侧进口与烟气冷却器(4)高温循环水出口连接，热泵发生器(12)的高温热源侧出口经过循环水泵(9)与烟气冷却器(4)的循环水进口连接；汽轮机(18)出口的一部分乏汽通过管道与热泵蒸发器(13)的热源侧进口相连，热泵蒸发器(13)的热源侧出口冷凝水通过管道回到凝汽器(20)后凝结水管道；热网供水管路通过管道连接热泵冷凝器(14)热水侧出口，热泵冷凝器(14)热水侧进口连接热泵吸收器(15)热水侧出口，热泵吸收器(15)热水侧进口通过管道与热网回水管路相连；沿汽水流程，汽轮机(18)、凝汽器(20)、回热加热器(21)和除氧器(22)依次相连；乏汽在凝汽器(20)冷却为凝结水，流经回热加热器(21)回热后进入除氧器(22)除氧后送入垃圾焚烧锅炉(1)，汽轮机(18)带动发电机(19)发电。

2.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，所述的烟气冷却器(4)的热流体为布袋除尘器(3)出口的烟气，冷流体为循环水泵(9)升压后的循环水，烟气冷却器(4)出口的高温循环水进入热泵发生器(12)作为吸收式热泵(6)的高温驱动热源。

3.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，所述的汽轮机(18)出口的一部分乏汽通过管道与热泵蒸发器(13)的热源侧进口相连，乏汽在热泵蒸发器(13)里冷凝放热，以汽轮机乏汽作为吸收式热泵(6)的低温驱动热源。

4.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，所述吸收式热泵(6)热水侧进口为热泵吸收器(15)的热水侧进口，所述吸收式热泵(6)热水侧出口为热泵冷凝器(14)的热水侧出口。

5.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，在供暖季，所述吸收式热泵(6)热水侧进口连接热网水回水管路，所述吸收式热泵(6)热水侧出口连接热网水供水管路。

6.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，在非供暖季，通过切换所述第一控制阀(10)、第二控制阀(11)，所述吸收式热泵(6)热水侧进口经由回水泵(8)连接空气加热器(7)的回水管路，所述吸收式热泵(6)热水侧出口连接空气加热器(7)的热水侧进口。

7.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，在非供暖季，通过切换所述第三控制阀(16)和第四控制阀(17)，垃圾焚烧锅炉汽包(23)出口抽汽和汽轮机(18)一抽抽汽不进入空气加热器(7)。

8.根据权利要求1所述的一种基于吸收式热泵的垃圾焚烧电站余热利用***，其特征在于，在供暖季，所述吸收式热泵(6)利用烟气余热和乏汽余热作为驱动力加热热网水为居民供热，在非供暖季，所述吸收式热泵(6)利用烟气余热和乏汽余热作为驱动力加热空气，加热后的空气送入垃圾焚烧锅炉(1)。

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