專利名稱：利用熱泵對(duì)鍋爐給水進(jìn)行預(yù)熱的節(jié)能鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能鍋爐，尤其是利用空氣源熱泵對(duì)鍋爐給水預(yù)熱實(shí)現(xiàn)節(jié)能 目的的鍋爐。
背景技術(shù)：
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?zé)崴蛑械蛪?蒸汽，工作過(guò)程中不僅能耗卻非常高，而且不可避免地要排放大量污染物。為解決上述問(wèn) 題，可采用能效比高的熱泵將進(jìn)入鍋爐的水先預(yù)加熱，以減少能耗和污染物排放。下表1所 示為燃?xì)忮仩t和熱泵各自加熱25°c給水40t到55°C時(shí)消耗的能源比較。
水量(t)溫升(1C )耗能等價(jià)折標(biāo)煤 kgcet備注3 mkwh鍋爐4030193.5—235.5有直接熱、破化物. 氮化物等污染排放熱泵4030—349.5118.5無(wú)直接熱、排放物污 染，總污染排放小表 1可見(jiàn)，與燃?xì)忮仩t相比，在加熱同量的水至同溫時(shí)，熱泵可大幅降低能耗，且無(wú)污 染物排放；與燃煤鍋爐相比，節(jié)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(jìn)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(guò)對(duì)軟化水箱內(nèi)的水循環(huán)加熱實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋 爐給水的預(yù)熱。上述技術(shù)一定程度上能達(dá)到節(jié)能減排的目的，但也存在一定的問(wèn)題1、由于對(duì)軟化水箱內(nèi)的水循環(huán)加熱，當(dāng)軟化水箱的水溫上升到一定溫度后，繼續(xù) 進(jìn)入熱泵加熱，熱泵能效比會(huì)降低，因而鍋爐機(jī)組的綜合能效比提高不明顯；2、在加熱軟化水箱內(nèi)熱水的同時(shí)，軟化水處理器的冷水也在不斷進(jìn)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?yàn)闊岜妙A(yù)熱后的水溫度要考慮鍋爐機(jī)組 的綜合能效比，如果熱泵出水溫度低，則不能很好體現(xiàn)熱泵的優(yōu)越性；熱泵出水溫度過(guò)高， 則鍋爐排煙溫度會(huì)增大，并導(dǎo)致鍋爐熱效率降低，對(duì)熱泵壓縮機(jī)的性能要求也提高。故在運(yùn) 行中應(yīng)選擇合適的出水溫度，以保證系統(tǒng)能效比。3、經(jīng)熱泵加熱的水先進(jìn)入軟化水箱后再進(jìn)入除氧器、鍋爐，熱水輸送距離較長(zhǎng)，會(huì) 產(chǎn)生較多的熱量損失。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種綜合能效比高、更節(jié)能且 減少污染排放的節(jié)能鍋爐機(jī)組，改善傳統(tǒng)鍋爐機(jī)組，提高能源利用效益。利用熱泵對(duì)鍋爐給水進(jìn)行預(yù)熱的節(jié)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(jí)加壓水泵，其特征在于所述軟化水處理器、保溫軟化水 箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐通過(guò)水管依次連接，所述空氣源熱泵的進(jìn)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(jìn)水口。進(jìn)一步，所述空氣源熱泵的出水口可設(shè)一出水支路與保溫軟化水箱的上部連通。 當(dāng)鍋爐負(fù)荷較小時(shí)，部分經(jīng)熱泵加熱的水可返回保溫軟化水箱儲(chǔ)存保溫。為了保護(hù)空氣源熱泵，在熱泵進(jìn)水水路和鍋爐的進(jìn)水水路上均設(shè)有過(guò)濾器。同時(shí)， 為了防止鍋爐停爐過(guò)程中鍋爐和熱泵中的水回流，在鍋爐的進(jìn)水水路和空氣源熱泵的進(jìn)水 水路上均設(shè)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(shí)用新型的有益效果在于熱泵置于軟化水箱和除氧器之間，其進(jìn)水采用軟化 水箱出水，熱泵進(jìn)水溫度低，保證熱泵能效比比循環(huán)加熱軟化水箱內(nèi)水的熱泵機(jī)組高；熱泵 出水直接進(jìn)入熱力除氧器這一溫度較高的工藝環(huán)節(jié)，減少系統(tǒng)輸送高溫介質(zhì)熱損失，更有 利節(jié)能；向鍋爐供水的溫度可控，通過(guò)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(jié)省燃料的前提下盡可能提高熱泵出水溫度。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)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(guò)水管依次連接，所述空氣源熱泵3的進(jìn)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(jìn)水口。加壓水泵用于水路中給水加壓。所述空氣源熱泵3的出水口可設(shè)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(shè)閥門(mén)，當(dāng)鍋爐熱負(fù)荷較少時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)，可將部分熱泵加熱的熱水儲(chǔ)存到保 溫軟化水箱。為了保護(hù)空氣源熱泵，在熱泵進(jìn)水水路和鍋爐的進(jìn)水水路上均設(shè)有過(guò)濾器。同時(shí)， 為了防止鍋爐停爐過(guò)程中鍋爐和熱泵中的水回流，在鍋爐的進(jìn)水水路和空氣源熱泵的進(jìn)水 水路上均設(shè)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(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方式詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例中的設(shè)備選型不 僅限于以下實(shí)施實(shí)例中采用的設(shè)備型號(hào)，具有相同功能的設(shè)備均適用。以下實(shí)例僅在于說(shuō) 明本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方式。某工廠熱力鍋爐系統(tǒng)包括鍋爐(WNS20-1. 6)3臺(tái)，燃料為天然氣、軟化水箱(58m3， 非保溫)1個(gè)、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(shí)用新型的技術(shù)方案對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行 鍋爐-熱泵機(jī)組改造，即在軟化水箱和熱力除氧器之間設(shè)置一臺(tái)空氣源熱泵熱水器，軟化
4水箱采用水泥珍珠巖保溫材料保溫，熱泵熱水器為同方中央空調(diào)空氣源Z型機(jī)組(型號(hào) FS-Z-R-250I，環(huán)境溫度25°C時(shí)能效比4. 01)。自來(lái)水廠水經(jīng)鈉離子交換器軟化處理后，進(jìn)入保溫軟化水箱；保溫軟化水箱出水， 經(jīng)增壓泵增壓進(jìn)入空氣源熱泵加熱；加熱后的熱水進(jìn)入除氧器除氧；除氧后的熱水經(jīng)鍋爐 給水泵增壓送至鍋爐。空氣源熱泵的出水口可設(shè)一出水支路與保溫軟化水箱的上部連通， 支路上設(shè)閥門(mén)。當(dāng)鍋爐熱負(fù)荷較少時(shí)，可將部分熱泵加熱的熱水儲(chǔ)存到保溫軟化水箱。本實(shí)用新型利用熱泵加熱軟化水箱出水可達(dá)到50 100°C，在工作時(shí)可對(duì)熱泵出 水進(jìn)行控制。鍋爐-熱泵機(jī)組的運(yùn)行原則為根據(jù)環(huán)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(jié)省燃料的前提下盡可能提高熱泵出水溫度。同時(shí)兼顧鍋爐省 煤器的運(yùn)行，如果熱泵出水溫度過(guò)低，則不能很好體現(xiàn)熱泵的優(yōu)越性；熱泵出水溫度過(guò)高， 則鍋爐排煙溫度會(huì)增大，鍋爐熱效率降低，對(duì)熱泵壓縮機(jī)的性能要求也提高。故在運(yùn)行中應(yīng) 選擇合適的出水溫度，以保證系統(tǒng)綜合能效比。上述實(shí)施例中，綜合考慮熱泵出水溫度選擇 為 55 0C ο
權(quán)利要求利用熱泵對(duì)鍋爐給水進(jìn)行預(yù)熱的節(jié)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(jí)加壓水泵，其特征在于所述軟化水處理器、保溫軟化水箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐通過(guò)水管依次連接，所述空氣源熱泵的進(jìn)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(jìn)水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能鍋爐，其特征在于所述空氣源熱泵的出水口設(shè)一出水 支路與保溫軟化水箱的上部連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能鍋爐，其特征在于在所述空氣源熱泵的進(jìn)水水路和鍋 爐的進(jìn)水水路上均設(shè)有單向止回閥。
專利摘要利用熱泵對(duì)鍋爐給水進(jìn)行預(yù)熱的節(jié)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(jí)加壓水泵，其特征在于所述軟化水處理器、保溫軟化水箱、空氣源熱泵、熱力除氧器、鍋爐通過(guò)水管依次連接，所述空氣源熱泵的進(jìn)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(jìn)水口；所述空氣源熱泵的出水口設(shè)一出水支路與保溫軟化水箱的上部連通。本實(shí)用新型能保證熱泵以高能效比運(yùn)行，并可靈活控制向鍋爐給水溫度，確保系統(tǒng)綜合能效比最高。
文檔編號(hào)F24H9/00GK201731634SQ20102027345
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
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