一种燃料转化系统与热泵及自然冷却装置复合的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将燃料转化系统和热栗及自然冷却装置相结合的系统，尤其涉及一种以煤等高污染燃料的锅炉的燃料转化系统和热栗及自然冷却特征相结合的系统。
【背景技术】
[0002]燃煤作为中国的主要燃料，用来采暖、发电和供给工艺蒸汽等，燃煤锅炉污染大，主要表现其烟气中含有粉尘及大量其它污染物质，如硫化物，重金属，氮氧化物等，造成严重的大气污染，同时烟气具有一定的温度和湿度中含有大量的余热，包括显热和潜热。利用热栗回收其中的余热，其温度降低，水分凝结，可以充分提供燃料的利用效率，烟气中大量有害物质随其温度降低，水分凝结也同时减少。因此将燃料转化系统和热栗相结合，是一种既节能又减排的一举两得的系统。
[0003]燃煤采暖是我国北方冬季的主要采暖方式，冬季环境温度低，也可以利用低温环境对烟气进行冷却，大量减少烟气中污染物排放。
[0004]热栗取热和自然冷却，与现有的烟气处理方式，如除尘，脱硫等相结合，可以将燃煤烟气的污染物排放水平显著降低，达到甚至低于燃气烟气的排放水平。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高燃料转化系统与热栗及自然冷却装置复合的系统。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种燃料转化系统与热栗及自然冷却装置复合的系统，系统包括燃料转化系统，还包括热栗系统、自然冷却装置的一种或两种，自然冷却装置通过烟气管道连接在燃料转化系统下游；热栗系统通过烟气管道连接在燃料转化系统下游，燃料转化系统热栗系统的冷侧C相连；热栗系统的冷侧C设置有蒸发器或者热栗取热器；蒸发器或者热栗取热器与燃料转化系统相连；热栗系统的热侧h设置有热栗冷凝器，热栗冷凝器与燃料转化系统通过水管相连；所述热栗系统含有一个或者多个热栗。
[0007]进一步地，所述系统还包括再热装置，再热装置通过烟气管道设置在热栗系统、自然冷却装置下游。
[0008]进一步地，所述系统还包括烟气处理系统，所述烟气处理系统包括依次相连的烟气热回收装置、除尘装置、脱硫装置；燃料转化系统通过烟气管道与其下游的烟气热回收装置相连，脱硫装置通过烟气管道与其下游的蒸发器或者热栗取热器相连；热栗冷凝器与烟气热回收装置通过水管相连，再通过水管与燃料转化系统相连；或热栗冷凝器直接通过水管与燃料转化系统相连。
[0009]进一步地，所述燃料转化系统包括热水锅炉，热栗冷凝器与烟气热回收装置通过水管相连，再通过水管与热水锅炉相连，或热栗冷凝器直接通过水管与热水锅炉相连。
[0010]进一步地，所述热水锅炉通过管道与热栗相连。
[0011]进一步地，所述燃料转化系统包括热水锅炉和蒸汽与水换热装置，热水锅炉和蒸汽与水换热装置通过蒸汽管道相连，蒸汽管道内含有热交换介质；热栗冷凝器与烟气热回收装置通过水管相连，再通过水管与蒸汽与水换热装置相连，或其直接通过水管与蒸汽与水换热装置相连。
[0012]进一步地，所述蒸汽管道与热栗相连。
[0013]进一步地，所述燃料转化系统包括蒸汽锅炉、蒸汽与水换热装置，还包括发电装置、蒸汽机中的一种或两种；热栗冷凝器与烟气热回收装置通过水管相连，再通过水管与蒸汽与水换热装置相连，或其直接通过水管与蒸汽与水换热装置相连；热水锅炉和蒸汽与水换热装置通过蒸汽管道相连，蒸汽管道内含有热交换介质；所述发电装置包括汽轮器和发电机，汽轮器设置在蒸汽管道中，汽轮器与发电机相连；蒸汽机与蒸汽管道相连。
[0014]进一步地，所述热栗为一个，与发电机、蒸汽机、蒸汽管道或外置能源相连。
[0015]进一步地，所述热栗为多个，分别与发电机、蒸汽机、蒸汽管道或外置能源相连。
[0016]本发明的有益效果在于:本发明提供的高燃料转化系统与热栗及自然冷却装置复合的系统，该系统利用自然冷源冷却烟气，可使燃料的热利用效率大于100%(以低位发热量为基数)，使高污染燃料，如煤锅炉烟气的污染物排放水平，与燃气锅炉烟气的污染物排放水平相当，甚至更低。适合中国能源特征，为煤的清洁利用，提供了一种可行的途径，具有简单高效、经济可行、环保节能等特点。
【附图说明】
[0017]图1为热水锅炉与热栗复合的系统原理图一；
[0018]图2为热水锅炉与热栗复合的系统原理图二 ；
[0019]图3为热水锅炉与热栗复合的系统原理图三；
[0020]图4为热水锅炉与热栗复合的系统原理图一；
[0021]图5为热水锅炉与热栗复合的系统原理图二 ；
[0022]图6为热水锅炉、汽轮机、发电机与热栗复合的系统原理图一；
[0023]图7为热水锅炉、汽轮机、发电机与热栗复合的系统原理图二 ；
[0024]图8为热水锅炉、汽轮机、发电机、蒸汽轮机与热栗复合的系统原理图；
[0025]图9为热水锅炉、蒸汽轮机与热栗复合的系统原理图；
[0026]图10为热栗下游带有自然冷却装置的系统原理图；
[0027]图11为直接利用环境冷空气冷却烟气的系统原理图；
[0028]图12为热栗下游带有再热装置的系统原理图；
[0029]图13为热栗下游带有自然冷却装置和再热装置的系统原理图；
[0030]图14为无热栗只有自然冷却的系统原理图；
[0031]图15为无热栗只有自然冷却装置和再热装置的系统原理图；
[0032]图16为热栗取热方式原理图一；
[0033]图17为热栗取热方式原理图二 ；
[0034]图18为自然冷却方式原理图一；
[0035]图19为自然冷却方式原理图二 ；
[0036]图20为利用烟气直接加热锅炉进水的方式原理图；
[0037]图21为利用烟气直接加热锅炉进风的方式原理图；
[0038]图22为利用烟气直接加热锅炉进风和进水的方式原理图；
[0039]图23为热栗系统含有多个热栗的系统原理图；
[0040]图24为热栗系统同时预热锅炉进水和锅炉进风的系统原理图；
[0041]图中，燃料转化系统1、热栗系统2、烟气处理系统3、自然冷却装置4、再热装置5、热水锅炉11、空气预热器12、蒸汽与水换热装置13、汽轮器14、发电机15、蒸汽机16、压缩机21，节流装置22、蒸发器23、热栗冷凝器24、进气预热器241、热栗取热器25、第一栗26、烟气热回收装置31、、锅炉进气预热器311、附加烟气热回收装置31、除尘装置32、脱硫装置33、冷却塔41、第二栗42、烟气冷却器43、第三栗44、换热器45。
【具体实施方式】
[0042]燃料转化系统与热栗及自然冷却装置复合的系统包括燃料转化系统1、热栗系统2，燃料转化系统1通过烟气管道与其下游的热栗系统2相连；热栗系统2的冷侧C与烟气管道相连，即热栗系统2的蒸发器23或者热栗取热器25置于烟气管道中；热栗系统的热侧h，即热栗冷凝器24通过水管与燃料转化系统1相连，需加热的水或者液体L，先经过热栗系统预热，再进入燃料转化系统1被加热；其中，热栗系统2包括一个或多个热栗(如图23所示)，各个热栗之间相互独立，可以由发电机15提供的电能、蒸汽机16提供的轴功率、蒸汽管道中蒸汽的热能或外置能源来驱动。
[0043]燃料转化系统与热栗及自然冷却装置复合的系统还包括烟气处理系统3，燃料转化系统1通过烟气管道与其下游的烟气处理系统3相连，烟气处理系统3通过烟气管道与其下游的热栗系统2相连；热栗系统2的冷侧C与烟气相连，即热栗的蒸发器23或者热栗取热器25置于烟气管道中；热栗系统2的热侧h，即热栗冷凝器24，与烟气热回收装置31通过水管相连，如图20所示，再通过水管与燃料转化系统1相连；或其直接通过水管与燃料转化系统1相连；
[0044]燃料转化系统1产生的烟气Y，先经过烟气处理系统3，再经过热栗系统2，需加热的水或者液体L，先经过热栗系统2预热，再经过烟气处理系统3的烟气热回收装置31，如图20所示，加热后进入燃料转化系统1被加热，或者直接进入燃料转化系统1被加热。
[0045]利用燃料转化系统1加热水或者其他液体，利用烟气处理系统3对燃料转化系统产生的烟气Y进行处理，经烟气处理系统3处理后的烟气作为热栗系统2的热源，利用热栗系统2产生的热量对水和其他液体进行预热，烟气经过系统2提取热量后，其温度降低，水分凝结，烟气中的粉尘，硫化物等有害成分减少。燃料转化系统1至少包含有一个热水锅炉11，锅炉的燃料F为高污染燃料，如煤、含硫份高的油等，其烟气为不能直接排放的气体。
[0046]如图2至图24所示，烟气处理系统3包括烟气净化装置(至少含除尘装置和脱硫装置)，烟气处理系统还包括烟气热回收装置31，烟气热回收装置31可以用来加热锅炉进水，如图20所示，或者锅炉进气，如图21所示，或者同时加热锅炉进水和进气，如图22所不ο
[0047]图1中的燃料转化系统1只含热水锅炉11，温度为Tc的水或者液体L经过热栗系统2预热后，温度升高变为TM进入热水锅炉11，进一步加热升温变为TH。热栗系统2冷侧C从烟气中取热Q，外界输入能量为N，热侧放出热量Q+N给L。
[0048]图2与图1不同在于，图2中，系统还包括了烟