[实用新型]一种烟气源热泵余热回收与谷电相变储能的集成供热系统

说明书

一种烟气源热泵余热回收与谷电相变储能的集成供热系统，涉及锅炉烟气脱白以及热能回收利用和相变储能领域。针对锅炉排放的湿烟气中在烟筒口形成白烟，产生视觉污染并加剧雾霾天气；现有的熔盐储热技术不能满足工业生产需求的问题。本专利将烟气源热泵和套罐相变储能装置创造性的组合而产生好效果。该系统的烟气源热泵可实现天然气热能的全部回收利用，消除冒白烟的现象。套罐相变储能装置通过谷电储能增温系统将烟气源热泵产生的60℃的热水提升为95℃的热水、120℃‑180℃的蒸汽，回供到锅炉供热系统，实现消除烟筒白烟、减少锅炉天然气消耗、降低用能成本的环境效益和节能效益。

技术领域

本实用新型涉及锅炉烟气脱白以及热能回收利用和相变储能领域，特别涉及一种烟气源热泵余热回收与谷电相变储能的集成供热系统。

背景技术

燃气锅炉排放的烟气中含有大量的水汽，燃煤电广和锅炉经过湿式脱硫和脱硝后(超低排放)的烟气温度降低也含有大量的水汽和可凝性颗粒物，这些湿烟气的排放在一定环境空气湿度条件下会在烟筒口形成大量的白烟，不仅产生视觉污染，也会加剧雾霾天气的形成，因此，烟气脱白势在必行。

根据发明专利《一种燃气锅炉烟气全热回收的装置》(专利号 ZL200810188037.6)研发的烟气源热泵供热节能技术已经把排烟温度降到了10℃左右，实现了天然气热能的全部利用，并且可以将烟气的白烟全部消除。其回收的热能可把水加热到60℃左右，提供热水和采暖季的供暖。对于常年运行的工业蒸汽锅炉的单位，没有低温热水的需求，限制了该技术的推广和应用。

近年来开发的谷电储能技术主要应用于北方的采暖和生活热水，在工业制造领域难以应用。现有的熔盐储热技术存在着循环换热系统成本高、使用条件苛刻(需始终保持150℃以上，一旦未排空冷凝，循环系统就要报废)、散热损失大、季节性使用的初融与排空成本高等缺点。现有储能技术还存在逐步降温供热现象，不能满足工业制造领域稳定生产的需求。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提出一种烟气源热泵余热回收与谷电相变储能的集成供热系统。该系统是由烟气源热泵和套罐相变储能装置创造性的组合而产生新的效果。该系统的烟气源热泵部分可以实现天然气热能的全部回收利用，排烟温度降到10℃左右，将烟气中的水汽冷凝回收，完全消除冒白烟的现象。套罐相变储能装置通过谷电储能增温系统将烟气源热泵产生的60℃左右的热水提升为95℃的热水、120℃-180℃的蒸汽或250℃导热油，回供到锅炉供热用能系统，实现了锅炉烟气脱白、烟气余热回收、节约锅炉然气消耗、降低用能成本的综合效益。

本实用新型的技术方案是：一种烟气源热泵余热回收与谷电相变储能的集成供热系统，包括：锅炉排烟系统、烟气源热泵、低温热水蓄热调节池、多级套罐常压相变储热池、闪蒸罐。本系统根据回收锅炉烟气中的热能品位存入对应相变储热池，按照终端不同温度需求采用谷电相变储热技术梯级增温，然后转换成热水、热风、蒸汽、导热油等实现供热。

所述的锅炉排烟系统包括锅炉烟筒、高温气水换热器(省气器)。锅炉烟筒排出的高温烟气(150-260℃)通过高温气水换热器降到120℃左右进入烟气源热泵进行余热回收。高温气水换热器的供热侧的导热油将热量通过低温充热换热管将低温热水蓄热调节池中的60℃的热水加热到95℃输送到多级套罐储能装置的低温储热池中。

所述的烟气源热泵采用三级降温两级换热的工艺将烟气中的热能回收。蒸汽锅炉的高温烟气，经过省气器的换热降到120℃左右进入烟气源热泵后，经过一级板换降到60℃，后进入混合降温器降到30℃，最后进入烟气源热泵降到10℃左右排到大气中，烟气在降温过程中大部分水汽冷凝成水回收，消除了烟气的白烟。热泵回收的热能将一定量的水升温到60℃储存在热水蓄热调节池中。

所述的多级套罐常压相变储热池采用分时段运行的方式，有两种运行工况：吸热工况和放热工况，吸热工况为电网规定的谷电时段，利用低价谷电给储能装置加热增温至与制造工艺终端匹配的温度，在非谷电时段按需换热转换，并行直供给供热系统，部分替代原耗能量，实现烟气热能全热回收利用，减少了燃料的消耗。