利用熱泵對鍋爐給水進行預熱的節能鍋爐的製作方法

2024-02-03 04:59:15 1

專利名稱：利用熱泵對鍋爐給水進行預熱的節能鍋爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節能鍋爐，尤其是利用空氣源熱泵對鍋爐給水預熱實現節能 目的的鍋爐。
背景技術：
鍋爐通常需要燃燒煤、天然氣等一次能源，將常溫的水加熱至高溫熱水或中低壓 蒸汽，工作過程中不僅能耗卻非常高，而且不可避免地要排放大量汙染物。為解決上述問 題，可採用能效比高的熱泵將進入鍋爐的水先預加熱，以減少能耗和汙染物排放。下表1所 示為燃氣鍋爐和熱泵各自加熱25°c給水40t到55°C時消耗的能源比較。
水量(t)溫升(1C )耗能等價折標煤 kgcet備註3 mkwh鍋爐4030193.5—235.5有直接熱、破化物. 氮化物等汙染排放熱泵4030—349.5118.5無直接熱、排放物汙 染，總汙染排放小表 1可見，與燃氣鍋爐相比，在加熱同量的水至同溫時，熱泵可大幅降低能耗，且無汙 染物排放；與燃煤鍋爐相比，節能減排效果更明顯。目前有一種利用空氣源熱泵輔助加熱的鍋爐，是將空氣源熱泵的進水口和出水口 分別連接在鍋爐水路中的軟化水箱底部和上部，通過對軟化水箱內的水循環加熱實現對鍋 爐給水的預熱。上述技術一定程度上能達到節能減排的目的，但也存在一定的問題1、由於對軟化水箱內的水循環加熱，當軟化水箱的水溫上升到一定溫度後，繼續 進入熱泵加熱，熱泵能效比會降低，因而鍋爐機組的綜合能效比提高不明顯；2、在加熱軟化水箱內熱水的同時，軟化水處理器的冷水也在不斷進入軟化水箱， 因此軟化水箱向鍋爐供水的出水溫度不易控制。因為熱泵預熱後的水溫度要考慮鍋爐機組 的綜合能效比，如果熱泵出水溫度低，則不能很好體現熱泵的優越性；熱泵出水溫度過高， 則鍋爐排煙溫度會增大，並導致鍋爐熱效率降低，對熱泵壓縮機的性能要求也提高。故在運 行中應選擇合適的出水溫度，以保證系統能效比。3、經熱泵加熱的水先進入軟化水箱後再進入除氧器、鍋爐，熱水輸送距離較長，會 產生較多的熱量損失。發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種綜合能效比高、更節能且 減少汙染排放的節能鍋爐機組，改善傳統鍋爐機組，提高能源利用效益。利用熱泵對鍋爐給水進行預熱的節能鍋爐，包括軟化水處理器、保溫軟化水箱、空 氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐和各級加壓水泵，其特徵在於所述軟化水處理器、保溫軟化水 箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐通過水管依次連接，所述空氣源熱泵的進水口接保溫軟 化水箱的出水口，空氣源熱泵的出水口接熱力除氧器的進水口。進一步，所述空氣源熱泵的出水口可設一出水支路與保溫軟化水箱的上部連通。 當鍋爐負荷較小時，部分經熱泵加熱的水可返回保溫軟化水箱儲存保溫。為了保護空氣源熱泵，在熱泵進水水路和鍋爐的進水水路上均設有過濾器。同時， 為了防止鍋爐停爐過程中鍋爐和熱泵中的水回流，在鍋爐的進水水路和空氣源熱泵的進水 水路上均設有單向止回閥。所述的水泵可為普通的增壓泵或離心泵。本實用新型的有益效果在於熱泵置於軟化水箱和除氧器之間，其進水採用軟化 水箱出水，熱泵進水溫度低，保證熱泵能效比比循環加熱軟化水箱內水的熱泵機組高；熱泵 出水直接進入熱力除氧器這一溫度較高的工藝環節，減少系統輸送高溫介質熱損失，更有 利節能；向鍋爐供水的溫度可控，通過控制熱泵出水溫度值，以保證熱泵加熱鍋爐給水比在 鍋爐中更節省燃料的前提下儘可能提高熱泵出水溫度。

圖1是本實用新型的結構原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的水路中包括軟化水處理器1、保溫軟化水箱2、空氣源熱 泵3、熱力除氧器4、鍋爐5和加壓水泵，所述軟化水處理器1、保溫軟化水箱2、空氣源熱泵 3、熱力除氧器4、鍋爐5通過水管依次連接，所述空氣源熱泵3的進水口接保溫軟化水箱2的 出水口，空氣源熱泵3的出水口接熱力除氧器4的進水口。加壓水泵用於水路中給水加壓。所述空氣源熱泵3的出水口可設一出水支路6與保溫軟化水箱2的上部連通。所 述出水支路上設閥門，當鍋爐熱負荷較少時，打開閥門，可將部分熱泵加熱的熱水儲存到保 溫軟化水箱。為了保護空氣源熱泵，在熱泵進水水路和鍋爐的進水水路上均設有過濾器。同時， 為了防止鍋爐停爐過程中鍋爐和熱泵中的水回流，在鍋爐的進水水路和空氣源熱泵的進水 水路上均設有單向止回閥。所述的水泵可為普通的增壓泵或離心泵。以下通過具體實施例對本實用新型的實現方式詳細說明。實施例中的設備選型不 僅限於以下實施實例中採用的設備型號，具有相同功能的設備均適用。以下實例僅在於說 明本實用新型的實現方式。某工廠熱力鍋爐系統包括鍋爐(WNS20-1. 6)3臺，燃料為天然氣、軟化水箱(58m3， 非保溫)1個、軟化水泵(普通離心泵)、鍋爐給水泵(普通離心泵)、熱力除氧器、軟化水 處理器(Na+交換器1套，處理量55t/h)。利用本實用新型的技術方案對鍋爐系統進行 鍋爐-熱泵機組改造，即在軟化水箱和熱力除氧器之間設置一臺空氣源熱泵熱水器，軟化
4水箱採用水泥珍珠巖保溫材料保溫，熱泵熱水器為同方中央空調空氣源Z型機組(型號 FS-Z-R-250I，環境溫度25°C時能效比4. 01)。自來水廠水經鈉離子交換器軟化處理後，進入保溫軟化水箱；保溫軟化水箱出水， 經增壓泵增壓進入空氣源熱泵加熱；加熱後的熱水進入除氧器除氧；除氧後的熱水經鍋爐 給水泵增壓送至鍋爐。空氣源熱泵的出水口可設一出水支路與保溫軟化水箱的上部連通， 支路上設閥門。當鍋爐熱負荷較少時，可將部分熱泵加熱的熱水儲存到保溫軟化水箱。本實用新型利用熱泵加熱軟化水箱出水可達到50 100°C，在工作時可對熱泵出 水進行控制。鍋爐-熱泵機組的運行原則為根據環境溫度選取熱泵出水溫度值，保證熱泵 加熱鍋爐給水比在鍋爐中更節省燃料的前提下儘可能提高熱泵出水溫度。同時兼顧鍋爐省 煤器的運行，如果熱泵出水溫度過低，則不能很好體現熱泵的優越性；熱泵出水溫度過高， 則鍋爐排煙溫度會增大，鍋爐熱效率降低，對熱泵壓縮機的性能要求也提高。故在運行中應 選擇合適的出水溫度，以保證系統綜合能效比。上述實施例中，綜合考慮熱泵出水溫度選擇 為 55 0C ο
權利要求利用熱泵對鍋爐給水進行預熱的節能鍋爐，包括軟化水處理器、保溫軟化水箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐和各級加壓水泵，其特徵在於所述軟化水處理器、保溫軟化水箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐通過水管依次連接，所述空氣源熱泵的進水口接保溫軟化水箱的出水口，空氣源熱泵的出水口接熱力除氧器的進水口。
2.根據權利要求1所述的節能鍋爐，其特徵在於所述空氣源熱泵的出水口設一出水 支路與保溫軟化水箱的上部連通。
3.根據權利要求1所述的節能鍋爐，其特徵在於在所述空氣源熱泵的進水水路和鍋 爐的進水水路上均設有單向止回閥。
專利摘要利用熱泵對鍋爐給水進行預熱的節能鍋爐，包括軟化水處理器、保溫軟化水箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐和各級加壓水泵，其特徵在於所述軟化水處理器、保溫軟化水箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐通過水管依次連接，所述空氣源熱泵的進水口接保溫軟化水箱的出水口，空氣源熱泵的出水口接熱力除氧器的進水口；所述空氣源熱泵的出水口設一出水支路與保溫軟化水箱的上部連通。本實用新型能保證熱泵以高能效比運行，並可靈活控制向鍋爐給水溫度，確保系統綜合能效比最高。
文檔編號F24H9/00GK201731634SQ20102027345
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者葉正發, 夏萬峽 申請人:重慶市同方科技發展有限公司