一种蓄热式烟气余热回收间歇供暖系统的制作方法

1.本发明涉及烟气余热回收技术领域，尤其是涉及一种蓄热式烟气余热回收间歇供暖系统。


背景技术：

2.烟气余热回收用于供热技术是通过在烟气系统的尾部烟道增加第一烟气余热回收装置将烟气余热置换到中介水中，利用高温中介水在第一烟气余热回收装置和锅炉/水箱之间的循环，回收的余热可以加热热网回水。
3.但是，由于供热负荷随季节性变化很大，烟气余热量也随供热负荷实时波动。在一些特殊需热场合热负荷昼夜差异大或波动范围大，比如工业园区、酒店、生态园等。针对上述情况，现有的一种解决方案是通过烟气余热回收系统随锅炉启停间歇运行。但是余热回收系统频繁启停会使系统稳定性变差，使用寿命缩短，进而会造成余热回收系统与原供热系统协调性难以维持，需投入更多的人力财力来维持系统运行，效果并不理想。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种蓄热式烟气余热回收间歇供暖系统，能够解决因供热负荷波动大造成余热回收系统频繁启停的问题；
5.本发明提供一种蓄热式烟气余热回收间歇供暖系统，包括：
6.加热装置，通过供应管道将热媒送向热用户，通过回流管道接收热用户回流的的热媒；
7.第一烟气余热回收装置，通过第一烟气管道接收所述加热装置的高温烟气，通过第二烟气管道排出余热回收后的低温烟气；
8.蓄热装置，通过蓄热循环管道与所述第一烟气余热回收装置连接；
9.热泵机组，通过第一余热循环管道与所述蓄热装置连接，通过余热吸收管道与所述回流管道连接。
10.进一步地，所述热泵机组与所述第一烟气余热回收装置之间通过第二余热循环管道连接。
11.进一步地，所述第二余热循环管道的两端分别连接在流动方向相同的第一余热循环管道和蓄热管道上。
12.进一步地，所述加热装置的排烟口连接有第二烟气余热回收装置，所述第二烟气余热回收装置的热媒系统与所述回流管道连接，所述第二烟气余热回收装置的烟气系统与所述第一烟气管道连接。
13.进一步地，所述第一烟气余热回收装置和/或所述第二烟气余热回收装置为节能器。
14.进一步地，还包括烟囱，所述烟囱与所述第二烟气管道连接。
15.进一步地，所述蓄热循环管道上设有蓄热循环泵。
16.进一步地，所述第一余热循环管道上设有余热循环泵。
17.进一步地，所述回流管道上设有热媒旁通阀，所述余热吸收管道包括冷进水管道和热出水管道，所述热媒旁通阀位于所述冷进水管道和所述热出水管道分别与所述回流管道的连接处之间。
18.进一步地，所述加热装置为锅炉，所述热媒为水。
19.本发明的技术方案通过在烟气余热回收系统中加入蓄热装置，能够使烟气余热回收系统不必跟随锅炉的频繁启停而间歇运行，从而使得烟气余热回收系统能够保持良好的稳定性，提高使用寿命；通过热泵机组可以使第一烟气余热回收装置和蓄热装置之间形成独立循环回路，而不必直接参与余热回收热交换，有效保护蓄热装置。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.附图标记说明：
23.1-锅炉、2-热用户、3-供应管道、4-回流管道、5-第一烟气余热回收装置、6-第一烟气管道、7-第二烟气管道、8-蓄热装置、9-蓄热循环管道、10-热泵机组、11-第一余热循环管道、12-余热吸收管道、13-第二余热循环管道、14-第二烟气余热回收装置、15-烟囱、16-蓄热循环泵、17-余热循环泵、18-旁通阀；
具体实施方式
24.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.实施例1
28.如图1所示，本发明提供一种蓄热式烟气余热回收间歇供暖系统，包括：锅炉1，通过供应管道3将高温中介水送向热用户2，通过回流管道4接收热用户2回流的的低温中介水；第一烟气余热回收装置5，通过第一烟气管道6接收锅炉1的高温烟气，通过第二烟气管道7排出余热回收后的低温烟气；蓄热装置8，通过蓄热循环管道9与第一烟气余热回收装置5连接；热泵机组10，通过第一余热循环管道11与蓄热装置8连接，通过余热吸收管道12与回流管道4连接。
29.具体的，加热装置主要是通过燃烧产生的热量以使热媒进行升温的装置，在本实施例1中加热装置更具体为锅炉1，其结构已经为现有技术内容，不再赘述；
30.锅炉1因燃烧产生的高温烟气随烟雾从锅炉1的排烟口逸出，第一烟气管道6的一端与锅炉1的排烟口连接，另一端与第一烟气余热回收装置5连接；第一烟气余热回收装置5包括烟气通道和热媒通道，高温烟气进入第一余热回收装置的烟气通道后，与热媒通道内的热媒进行热交换，从而热媒的温度升高；
31.蓄热装置8可以通过具有蓄热功能的材料制造成，例如复合相变蓄热材料(膨胀石墨、陶瓷、胶囊化石蜡、高铝蓄热球)等等，这种具有蓄热功能的材料在现有技术中已经具有实际产品，在线上线下的售卖平台上也可买到，例如太阳能热储存技术等，不再赘述其结构；温度升高的热媒伴随着蓄热循环管道9的循环流动过程与蓄热装置8不断进行热交换，使得蓄热装置8逐渐储存更多的热量；则当锅炉1在启用状态下，蓄热装置8打开，此时可以在进行余热交换的同时储存热量，当锅炉1在关闭状态下，蓄热装置8仍然保持开启装置，则蓄热装置8将自身储存的热量再通过余热吸收通道转移到中介水中，从而实现了热量的回收利用；由于上述过程的存在，所以本实施例1中，即使锅炉1处于频繁启停的使用状态，但烟气余热回收系统却不必跟随其间歇性的启动，从而保持余热回收系统的稳定性，提高使用寿命。
32.可以预见的，一般情况下，加热装置与热用户2之间的距离都较远，也更可能发生热媒泄露损失，在这种情况下选择水作为热媒是较为经济的方案，但是，这并不意味着，本发明中的热媒只能够选择水，还有其他比水的热交换性能更优秀的热媒(例如导热油)，而本实施例1总，蓄热循环管道9和第一余热循环管道11内即可以使用这种热媒；而热泵机组10的作用在于使蓄热装置8与回流管路之间仅进行热能交换，而不进行直接物理接触，以阻止两种热媒混合；第一余热循环管道11进入热泵机组10中，热泵机组10将第一余热循环管道11中高温热媒的热能转移到余热吸收管道12中的低温中介水中，而余热吸收管道12直接与回流管道4连通，从而汇入回流管道4，提高回流管道4中中介水的温度。
33.实施例2
34.另一个技术问题是，当烟气余热回收系统按供热经济的负荷标准匹配时，只有在烟气余热不大于余热回收系统回收能力时才能回收全部的余热，否则当供热负荷继续升高时，由于负荷升高产生的这部分余热就无法被蓄热装置8回收。本实施例2中，设计通过第二余热循环管道13解决该问题。
35.本实施例2主要叙述通过第二余热循环管道13解决烟气余热过大的情况下余热回收系统不能完全回收余热的技术方案。
36.如图1所示，热泵机组10与第一烟气余热回收装置5之间通过第二余热循环管道13
连接；第二余热循环管道13的两端分别连接在流动方向相同的第一余热循环管道11和蓄热管道上。
37.具体的，由第一烟气余热回收装置5回收的余热以热媒为载体分为两部分，一部分如同实施例1中的方式进入蓄热装置8，另一部分直接在热泵机组10内与余热吸收管道12进行热交换，而不必经过蓄热装置8；在本实施例2中，蓄热装置8的作用是作为备用热源，即第一烟气余热回收装置5中的回收的热能直接通过第二余热循环管道13进入热泵机组10内，当供热负荷高于热泵机组10的热交换能力时(例如夜晚)，由蓄热装置8负责吸收溢出的热能，当供热负荷低于热泵机组10的热交换能力时(例如白天)，则蓄热装置8将储存的热量经由热泵机组10传递给回流管道4；从而解决烟气余热过大的情况下余热回收系统不能完全回收的问题。
38.实施例3
39.另一个技术问题是，当在实施例1和实施例2的技术方案中，均是通过热泵机组10以做功的形式完成烟气余热交换系统与回流管道4之间的热交换，明显的，这种方式随着余热的大小变化而损耗不同程度的电能，降低了余热回收效率。本实施例3中，设计通过第二烟气余热回收装置14解决该问题。
40.本实施例3主要叙述通过第二烟气余热回收装置14提高余热回收效率的技术方案。
41.如图1所示，锅炉1的排烟口连接有第二烟气余热回收装置14，第二烟气余热回收装置14的中介水系统与回流管道4连接，第二烟气余热回收装置14的烟气系统与第一烟气管道6连接；第一烟气余热回收装置5和/或第二烟气余热回收装置14为节能器；还包括烟囱15，烟囱15与第二烟气管道7连接。
42.具体的，在本实施例3中，锅炉1的排烟口排出的高温烟气先进入第二烟气余热回收装置14的烟气系统内，与中介水系统进行热交换，而第二烟气余热回收装置14的中介水系统直接与回流管路连接，则在高温烟气到达第一烟气余热回收装置5前，其所携带的大部分热能已经被第二烟气余热回收装置14提取了，从而第一烟气余热回收装置5作为二次余热回收装置，其送到热泵机组10的余热也显著降低，则需要维持热泵机组10工作的电能消耗也显著降低，从而提高整个系统的余热回收效率；锅炉1节能器属于市场上较为常见的产品，通过线上或线下的平台均可查询、购买，不再赘述其结构；第一烟气余热回收装置5通过第一烟气管道6与第二烟气余热回收装置14连接，对烟气余热进行二次回收，又将二次回收后的烟气通过第二烟气管道7排到烟囱15排出。
43.实施例4
44.本实施例4主要叙述各循环回路的泵阀机构，其他技术方案与实施例1-3中相同，不再赘述。
45.如图1所示，蓄热循环管道9上设有蓄热循环泵16；第一余热循环管道11上设有余热循环泵17；回流管道4上设有中介水旁通阀18，余热吸收管道12包括冷进水管道和热出水管道，中介水旁通阀18位于冷进水管道和热出水管道分别与回流管道4的连接处之间。
46.具体的，蓄热循环泵16不仅位于蓄热循环管道9上，而且位于第二余热循环管道13与蓄热循环管道9的连接位置的上游，即蓄热循环泵16同时对蓄热循环管道9和第二余热循环管道13内的热媒加压；余热循环泵17用于对于第一余热循环管道11内的热媒加压；中介
水旁通阀18用于控制回流管路中的中介水通过热泵机组10使用蓄热装置8作为余热源，同时降低锅炉1负荷，甚至停炉。
47.本发明的工作原理：
48.①
当锅炉1在启用状态下，蓄热装置8打开，此时可以在进行余热交换的同时储存热量；当锅炉1在关闭状态下，蓄热装置8仍然保持开启装置，则蓄热装置8将自身储存的热量再通过余热吸收通道转移到中介水中，从而实现了热量的回收利用；由于上述过程的存在，即使锅炉1处于频繁启停的使用状态，但烟气余热回收系统却不必跟随其间歇性的启动，从而保持余热回收系统的稳定性，提高使用寿命。
49.②
在供热负荷较高时，部分余热通过第二烟气余热回收装置14进入回流管道4的中介水中，另一部分余热通过第一烟气余热回收装置5进入蓄热装置8中储存；在供热负荷较低时，通过控制中介水旁通阀18使回流管路中的中介水通过热泵机组10使用蓄热装置8作为余热源，同时降低锅炉1负荷，甚至停炉。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。