一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)上設(shè)置有冷卻水出口和煙氣出口，所述冷卻水出口端連接有換熱器，所述煙氣出口端連接有吸收式熱泵，所述吸收式熱泵還連接有互通的冷卻器和煙囪，其中，所述內(nèi)燃機(jī)與所述換熱器之間設(shè)置有水泵一，所述吸收式熱泵與所述冷卻器之間設(shè)置有水泵二，并且，所述吸收式熱泵下端還連接有與所述換熱器相連接的供水管道和回水管道。本實(shí)用新型的有益效果：通過采用多級循環(huán)回收系統(tǒng)來對高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分的冷凝回收利用，從而使得有效解決了傳統(tǒng)回收系統(tǒng)的煙氣余熱與用熱需求方的熱量不匹配問題，使得煙氣余熱能夠得以穩(wěn)定回收利用，解決了其余熱大量浪費(fèi)的問題，進(jìn)而達(dá)到有效提高了能源利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。
【專利說明】一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙氣余熱回收【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，涉及一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，中國的能源發(fā)展面臨著資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會等諸多因素的困擾，形勢非常不容樂觀。面對人均能源資源少、資源分布不均、環(huán)境污染嚴(yán)重及經(jīng)濟(jì)對能源依賴程度高的現(xiàn)實(shí)國情，要實(shí)現(xiàn)以較少的能源消費(fèi)增長以滿足較高的經(jīng)濟(jì)增長需求，從根本上來說需要依靠新能源開發(fā)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從而來實(shí)現(xiàn)提升能源利用效率，降低能源成本以建立節(jié)約型及清潔型能源；鼓勵新能源和提高環(huán)保水平的目的。
[0003]天然氣作為一種使用安全、熱值高及潔凈的新能源，目前應(yīng)用非常廣泛。天然氣的主要成分是烷烴中的輕組分，基本由甲烷CH4 (82%?98%)和不多的乙烷C2H6 (6%)、丙烷C3H8 (1.5%)和丁烷C4Hltl (約1%)組成。甲烷燃燒化學(xué)方程式如下:
[0004]CH4+202 =C02+2H20+ 熱量
[0005]由甲烷燃燒化學(xué)方程式看出，每燃燒INm3的天然氣大約產(chǎn)生2Nm3的水蒸氣，水蒸氣的汽化潛熱大約為燃?xì)獾蜔嶂档?1%。這意味著當(dāng)燃?xì)馊紵刻峁?0kW顯熱時，同時也提供了 IlkW的潛熱，而且，這部分熱量無論是否被利用總是存在。在排煙溫度較高時，水蒸汽不能冷凝放出熱量，而是隨煙氣被排放出去，這樣熱量就被白白浪費(fèi)了。同時，高溫?zé)煔庖矌ё叽罅匡@熱，從而形成較大的排煙損失。
[0006]在工業(yè)生產(chǎn)和工藝用電區(qū)域，內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)為工業(yè)生產(chǎn)和工藝用電提供電力來源。內(nèi)燃機(jī)的排煙溫度一般在550°c以上，屬于中溫段煙氣，含有相當(dāng)可觀的熱量?，F(xiàn)有工程技術(shù)把這部分煙氣熱量大都用來作為余熱鍋爐的熱源利用。由于余熱鍋爐加熱介質(zhì)以供熱為目的，供熱介質(zhì)加熱后溫度均在80°C以上，造成被利用后的煙氣溫度無法降得更低，一般降到120°C左右就直接排向大氣而浪費(fèi)掉?，F(xiàn)有技術(shù)中也有利用鍋爐的低溫給水為煙氣冷卻介質(zhì)，試圖將煙溫降得更低。但由于鍋爐給水量與煙氣中所含熱量無法合理匹配，造成實(shí)際排煙溫度仍然較高，無法有效保證節(jié)能效果。因此，當(dāng)前低溫?zé)煔馀趴找琅f是一種普遍浪費(fèi)余熱現(xiàn)象。每年浪費(fèi)掉的120°C以下的煙氣熱量占內(nèi)燃機(jī)總排煙熱量的比重很大。導(dǎo)致煙氣余熱利用效率低，煙氣熱量回收不徹底，回收熱量少。另外，煙氣中還有有害氣體及微小顆粒污染物，也造成了環(huán)境的污染問題。
[0007]針對上述相關(guān)技術(shù)中所述的煙氣余熱不能很好的進(jìn)行回收利用及排出的煙氣會污染環(huán)境等問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]針對相關(guān)技術(shù)中上述的煙氣余熱不能有效的進(jìn)行回收利用及排出的煙氣會污染環(huán)境等問題，本實(shí)用新型提出一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，能夠有效保證煙氣余熱得以穩(wěn)定回收利用，解決了煙氣余熱大量浪費(fèi)的問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)上設(shè)置有冷卻水出口和煙氣出口，所述冷卻水出口端連接有換熱器，所述煙氣出口端連接有吸收式熱泵，所述吸收式熱泵還連接有互通的冷卻器和煙囪，其中，所述內(nèi)燃機(jī)與所述換熱器之間設(shè)置有水泵一，所述吸收式熱泵與所述冷卻器之間設(shè)置有水泵二，并且，所述吸收式熱泵下端還連接有與所述換熱器相連接的供水管道和回水管道。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述吸收式熱泵還連接有旁通煙道，所述旁通煙道上設(shè)置有三通閥，所述三通閥另外兩端分別連接所述內(nèi)燃機(jī)與所述煙囪。
[0012]進(jìn)一步地，所述內(nèi)燃機(jī)內(nèi)設(shè)置有冷卻機(jī)組缸套。
[0013]進(jìn)一步地，所述吸收式熱泵為煙氣型溴化鋰吸收式熱泵，所述吸收式熱泵內(nèi)設(shè)置有發(fā)生器和蒸發(fā)器。
[0014]進(jìn)一步地，所述換熱器為板式換熱器。
[0015]進(jìn)一步地，所述水泵一和所述水泵二為循環(huán)水泵。
[0016]進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有冷劑水。
[0017]進(jìn)一步地，所述冷卻器為不銹鋼316材質(zhì)冷卻器。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果:通過采用多級循環(huán)回收系統(tǒng)來對高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分的冷凝回收利用，從而使得有效解決了傳統(tǒng)回收系統(tǒng)的煙氣余熱與用熱需求方的熱量不匹配問題，使得煙氣余熱能夠得以穩(wěn)定回收利用，解決了其余熱大量浪費(fèi)的問題，進(jìn)而達(dá)到有效提高了能源利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。
[0019]另一方面，隨著煙氣中凝結(jié)水大量析出，煙氣中的可溶性氣體及粉塵會隨著凝結(jié)水一起排出，這就相當(dāng)于對煙氣進(jìn)行了預(yù)處理，從而使得有效降低了煙氣中氣體及固體污染物濃度，實(shí)現(xiàn)了降低環(huán)境污染的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、內(nèi)燃機(jī)；2、吸收式熱泵；3、冷卻器；4、換熱器；5、三通閥；6、旁通煙道；7、水泵二 ；8、水泵一 ；9、煙囪；10、供水管道；11、回水管道。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0025]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例所述的一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)I，所述內(nèi)燃機(jī)I上設(shè)置有冷卻水出口和煙氣出口，所述冷卻水出口端連接有換熱器4，所述煙氣出口端連接有吸收式熱泵2，所述吸收式熱泵2還連接有互通的冷卻器3和煙囪9，其中，所述內(nèi)燃機(jī)I與所述換熱器4之間設(shè)置有水泵一 8，所述吸收式熱泵2與所述冷卻器3之間設(shè)置有水泵二 7，并且，所述吸收式熱泵2下端還連接有與所述換熱器4相連接的供水管道10和回水管道11。
[0026]此外，在一個具體實(shí)施例中，所述吸收式熱泵2還連接有旁通煙道6，所述旁通煙道6上設(shè)置有三通閥5，所述三通閥5另外兩端分別連接所述內(nèi)燃機(jī)I與所述煙囪9，所述內(nèi)燃機(jī)I內(nèi)設(shè)置有冷卻機(jī)組缸套，所述吸收式熱泵2為煙氣型溴化鋰吸收式熱泵，所述吸收式熱泵2內(nèi)設(shè)置有發(fā)生器和蒸發(fā)器，所述換熱器4為板式換熱器，所述水泵一 8和所述水泵二 7為循環(huán)水泵，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有冷劑水，所述冷卻器3為不銹鋼316材質(zhì)冷卻器。
[0027]為了方便理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，以下通過具體使用方式上對本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]在具體使用時，天然氣和空氣混合進(jìn)入所述內(nèi)燃機(jī)I中燃燒，由化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，一部分熱能(約占總能量的35%左右)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動所述內(nèi)燃機(jī)工作輸出電能，剩余熱能(約65%左右)則以不同的方式散發(fā)掉，其中一部分被內(nèi)燃機(jī)I缸套冷卻水帶走，經(jīng)水泵一 8送到換熱器4處，在換熱器4中加熱熱用戶來水，冷卻后的循環(huán)水再進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)I冷卻機(jī)組缸套；另一部分以煙氣(約在550°C )的形式進(jìn)入吸收式熱泵2的發(fā)生器里，作為吸收式熱泵2的驅(qū)動熱源。在發(fā)生器降溫后的煙氣(溫度約120°C)再進(jìn)入冷卻器3進(jìn)一步放熱，將溫度降低至40°C左右排放。冷卻器3為煙氣一水換熱器。高溫側(cè)煙氣放熱降溫，將熱量傳遞給低溫側(cè)的循環(huán)水，降溫后煙氣(溫度約40°C)中的水蒸氣由于放熱而大量凝結(jié)，吸收煙氣中的可溶氣體和固體粉塵顆粒，達(dá)到節(jié)能減排的效果。低溫側(cè)的循環(huán)水通過水泵二7進(jìn)入冷卻器3中，吸收高溫側(cè)煙氣顯熱和水蒸氣凝結(jié)潛熱后升溫，升溫后的循環(huán)水進(jìn)入吸收式熱泵2的蒸發(fā)器放熱，將熱量傳遞給蒸發(fā)器內(nèi)的冷劑水。至此，由煙氣提供給吸收式熱泵2機(jī)組的熱量包括:通過高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入吸收式熱泵2的發(fā)生器和低溫?zé)煔馔ㄟ^冷卻器3并將熱量傳遞給吸收式熱泵2的蒸發(fā)器兩部分。煙氣也從最初的550°C降低到40°C，同時由于水蒸氣的凝結(jié)，使最終排煙中熱量和含濕量均降低。熱泵系統(tǒng)將煙氣熱量轉(zhuǎn)換傳遞給熱用戶。另外，系統(tǒng)中還設(shè)有三通閥5及旁通煙管6，其主要是考慮吸收式熱泵2檢修時，可以調(diào)節(jié)三通閥5，使煙氣通過旁通煙道6排空。通過上述方案，高溫?zé)煔馔ㄟ^兩級降溫，使得余熱充分利用，從而實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱的高效利用，同時煙氣冷凝后析出大量水分，也使得排空煙氣中含的酸性氣體溶于水中，減少了排空煙氣的酸性氣體含量，起到環(huán)保的作用。
[0029]綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，通過采用多級循環(huán)回收系統(tǒng)來對高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分的冷凝回收利用，從而使得有效解決了傳統(tǒng)回收系統(tǒng)的煙氣余熱與用熱需求方的熱量不匹配問題，使得煙氣余熱能夠得以穩(wěn)定回收利用，解決了其余熱大量浪費(fèi)的問題，進(jìn)而達(dá)到有效提高了能源利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。
[0030]另一方面，隨著煙氣中凝結(jié)水大量析出，煙氣中的可溶性氣體及粉塵會隨著凝結(jié)水一起排出，這就相當(dāng)于對煙氣進(jìn)行了預(yù)處理，從而使得有效降低了煙氣中氣體及固體污染物濃度，實(shí)現(xiàn)了降低環(huán)境污染的目的。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)(1)，所述內(nèi)燃機(jī)(I)上設(shè)置有冷卻水出口和煙氣出口，所述冷卻水出口端連接有換熱器(4)，所述煙氣出口端連接有吸收式熱泵(2)，所述吸收式熱泵(2)還連接有互通的冷卻器(3)和煙囪(9)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)(I)與所述換熱器(4)之間設(shè)置有水泵一(8)，所述吸收式熱泵(2)與所述冷卻器(3)之間設(shè)置有水泵二(7)，并且，所述吸收式熱泵(2)下端還連接有與所述換熱器(4)相連接的供水管道(10 )和回水管道(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式熱泵(2 )還連接有旁通煙道(6 )，所述旁通煙道(6 )上設(shè)置有三通閥(5 )，所述三通閥(5 )另外兩端分別連接所述內(nèi)燃機(jī)(I)與所述煙囪(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)(I)內(nèi)設(shè)置有冷卻機(jī)組缸套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式熱泵(2)為煙氣型溴化鋰吸收式熱泵，所述吸收式熱泵(2)內(nèi)設(shè)置有發(fā)生器和蒸發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(4)為板式換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵一(8)和所述水泵二(7)為循環(huán)水泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有冷劑水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻器(3)為不銹鋼316材質(zhì)冷卻器。
【文檔編號】F01N5/02GK204253149SQ201420674198
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】王睿, 李晨亮, 王立慶, 任上科 申請人:北京時代博誠能源科技有限公司