1.本发明属于高效回收低温余热余热供应热煤技术领域，具体为高效回收工业低温余热和为新能源柔性调峰的系统。


背景技术：

2.工业低温余热是指工业生产中的需要对大气排放的废热，例如汽机乏气，工业冷却水热量，低温蒸发的乏气等。为新能源柔性调峰系统是指根据电网新能源实时出力负荷情况，实现实时为新能源消纳调整用电负荷的系统。
3.但是现在低温热能回收系统，主要是溴化锂热泵系统，一般使用10-70℃热水，可以获得比废热高40℃，不超过100℃的热煤，制热cop值在1.6-1.8。同时溴化锂热泵系统多需要低温蒸汽，低温蒸汽大多是煤炭燃烧获得，无法利用富裕的新能源。增加了供热的碳排放。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供高效回收工业低温余热和为新能源柔性调峰的系统。
5.本发明采用的技术方案如下：所述用于高效回收低温工业余热余热和为新能源柔性调峰的系统，包括：
6.步骤a：吸热塔低温烟气余热冷却和能量回收工艺流程：
7.a1：低温烟气与来自蒸发塔的降温的冷却水直接混合接触降低烟气温度；
8.a2：低温烟气温度降低烟气中水蒸气变为凝结水，释放汽化潜热，加热来自蒸发塔的冷却水；
9.a3：吸热塔加热的冷却水送入蒸发塔进行冷却，同时控制吸热塔内水位稳定；
10.a4：烟气水蒸气经过两级加热器回收热量，有利于降低系统整体能耗；
11.步骤b：蒸发塔热量吸收工艺流程：
12.b1：来吸热塔的冷却水进入蒸发塔喷淋混合降温，释放冷却水热量；
13.b2：蒸发塔的内真空运行，塔内压力对应的饱和温度低于冷却水温度，冷却水蒸发降温，释放饱和水蒸气，放出热量；
14.b3：蒸发塔冷却后的循环水进入吸热塔换热，同时控制蒸发塔内水位稳定；
15.b4：用工业冷却水余热回收时，冷却水直接进入负压运行的蒸发塔，塔内压力对应的饱和温度低于冷却水温度，冷却水蒸发降温，释放饱和水蒸气，放出热量；
16.步骤c：蒸发塔饱和蒸汽压缩的工艺流程：
17.c1：采用离心式压缩机压缩蒸发塔的饱和水蒸气；
18.c2：离心式压缩机采用汽机和同步电动机、发电机共同拖动；
19.c3：蒸发塔的饱和蒸汽压缩至0.035mpa或更高压力，供给热网加热器；
20.c4：离心式蒸汽压缩机可以负压运行，需要外供蒸汽或增加高压头蒸汽压缩机维
持其轴封供汽压力；
21.c5：蒸发塔的饱和蒸汽压缩后内能增加，温度升高；
22.c6：用于回收汽机排汽时压缩机直接压缩汽机排汽，将汽机过饱和蒸汽压缩至0.035mpa或更高压力，可以获得100℃的热煤，供给热网加热器；
23.c7：用于回收汽机排汽时压缩机直接压缩汽机排汽，为了降低压缩机能耗，压缩机根据加热热网水的温度，要分级压缩，汽机设计多级供汽，提高系统的整体效率；
24.c7：可以根据城市热网供热温度的要求，控制压缩机的转速和压缩蒸汽出口压力，达到控制优化控制热网温度的目的；
25.步骤d：热网循环水加热工艺流程：
26.d1：蒸汽压缩机出口蒸汽与低温热网水进行表面式换热，压缩蒸汽冷却后热量传递给热网水；
27.d2：与低温热网水进行表面式换热的加热器根据压缩机的设计可以多级布置，热网水可以分级加热，降低系统能耗；
28.d3：表面式换热器内需要外置真空泵来建立循环真空和排除外界漏入负压系统的不凝结气体；
29.d4：表面式换热器的疏水是低盐分凝结水，经过疏水泵排入除盐水处理系统回收利用；
30.d5：实现将烟气中含有水蒸气和低温循环水、低温蒸发排汽回收的功能，凝结水是低盐分的水，经过简单处理即可成为除盐水，用其它工艺系统的补充水，可以节约外部供水；
31.d6：实现将烟气中含有水蒸气回收的功能，凝结水是低盐分的水，可以作为系统运行的补充水，多余的水也经过简单处理即可成为除盐水，用其它工艺系统的补充水，可以节约外部供水；
32.步骤e：压缩机同步电动机为新能源柔性调峰工艺流程，
33.e1：电网新能源发电时，要求常规火电减负荷，机组供热能力下降；
34.e2：回收锅炉脱硫烟气的热量有利于增加供热量；
35.e3：压缩机驱动采用采用汽机和同步电动机、发电机共同拖动，汽机排汽加热热网水，热量全部回收；
36.e4：电网新能源大量发电时，减少压缩机汽机的负荷，同步电动机就会自动增加负荷，从电网吸收电能，转化为热能，根据电网调度要求调整同步电动机的出力，消纳新能源
37.在一优选的实施方式中，所述步骤a中吸热塔脱硫烟气被蒸发塔冷却水冷却降温，烟气冷却烟气水蒸气凝结为水放出热量，蒸发塔冷却水吸收热量，完成烟气水蒸气汽化潜热传递到蒸发塔冷却水，冷却水升温吸收热量。
38.在一优选的实施方式中，所述步骤b中在吸热塔加热的冷却水在蒸发塔内真空状态降压喷淋蒸发，冷却水降温，蒸发饱和蒸汽吸收热量，完成将吸热塔冷却水的热量转化为饱和蒸汽热量的过程。
39.在一优选的实施方式中，所述步骤c中汽机和同步电机拖动的离心式压缩机压缩饱和蒸汽包括工业低温乏气，蒸汽获得内能，压力和温度升高，饱和蒸汽压力升高对应的饱和温度升高，内能升高，有利于在加热器换热。
40.在一优选的实施方式中，所述步骤d中压缩饱和蒸汽进入热网加热器换热，蒸汽凝结放热，加热热网水的温度，蒸汽凝结水经疏水泵排出，低盐分水回收利用。
41.在一优选的实施方式中，所述步骤e中新能源大发时，降低驱动压缩机汽机的出力，增加压缩机同步电动机出力，用新能源能量压缩饱和蒸汽，降低供热的碳排放。
42.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
43.1、本发明中，本系统利用蒸汽压缩技术回收低温蒸汽热量，通过蒸汽压缩提高蒸汽的做功能力和熵，提高蒸汽的压力，使其可以放出高温的热量利用，提供高温热煤。本发明蒸汽压缩机采用蒸汽和同步电机驱动，当电网需要为新能源消纳调峰时可以降低蒸汽负荷，增加同步电机的电力负荷，吸收新能源电力，为电网新能源调峰服务，同时可以实现零碳回收低温热源；本系统主要为了高效回收低温烟气余热，系统内所有能量最大限度转换为热网水的热能，由于吸收烟气水蒸气汽化潜热，可以提高按低位发热量计算的锅炉效率至100％。
44.2、本发明中，本系统主要为了高效回收锅炉脱硫烟气水蒸气汽化潜热，吸热塔和蒸发塔分级布置，分级回收不同温度，不同品质的饱和蒸汽，有利于降低饱和蒸汽压缩机的功率，节约压缩能量。受到条件制约，吸热塔和蒸发塔也可以单级布置，获得相同能量情况下，压缩机功率增加20％。
45.3、本发明中，本系统还可以优化为高效回收工业乏气包括汽机排汽其它的低温余热系统，直接压缩汽机的排汽的乏气，压缩机做功后，蒸汽内能增加，可以与热网水进行低温换热，回收热量，此系统低碳环保，效率高，cop值高，可以达到10左右。
附图说明
46.图1为多级混合换热高效回收锅炉脱硫烟气余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
47.图2为单级混合换热高效回收锅炉脱硫烟气余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
48.图3为多级间壁换热高效回收锅炉脱硫烟气余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
49.图4为单级间壁换热高效回收锅炉脱硫烟气余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
50.图5为单级混合换热高效烟囱内布置回收锅炉脱硫烟气余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
51.图6为单级间壁换热高效烟囱内布置回收锅炉脱硫烟气余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
52.图7为高效多级回收工业乏气等低品质余热和为新能源柔性调峰的系统流程图；
53.图8为高效单级回收工业乏气等低品质余热和为新能源柔性调峰的系统流程图。
具体实施方式
54.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不
用于限定本发明。
55.参照图1-8，
56.实施例：
57.高效回收工业低温余热和为新能源柔性调峰的系统，包括：步骤a：吸热塔脱硫烟气冷却和能量回收工艺流程：
58.a1：一级吸热塔内脱硫5515千标立方湿烟气与来自蒸发塔的降温的流量15000t/h冷却水与脱硫烟气直接混合接触降低烟气温度，回收烟气水蒸气汽化潜热；二级吸热塔内脱硫5515千标立方湿烟气与来自蒸发塔的降温的流量11000t/h冷却水与脱硫烟气直接混合接触降低烟气温度，回收烟气水蒸气汽化潜热，烟气中饱和水蒸气无法直接压缩，只能加热中间介质水，热量增加的水再闪蒸降温蒸发低压的饱和蒸汽。
59.a2：脱硫烟气温度降低烟气中水蒸气变为凝结水，释放汽化潜热，加热来自蒸发塔的冷却水，通过控制冷却水的流量，控制吸热塔水的温升在5℃；脱硫烟气温度从55℃降低至46℃，可以冷凝出110t/h水；放出87mw功率的热量；脱硫烟气温度从46℃降低至36℃，可以冷凝出78t/h水；放出63mw功率的热量；a3：吸热塔加热的冷却水将送入蒸发塔进行闪蒸冷却放热；
60.a4：烟气水蒸气经过两级加热器回收热量，有利于降低系统整体能耗；
61.步骤b：蒸发塔热量吸收工艺流程：
62.b1：蒸发塔来自蒸汽压缩机建立的负压系统，来吸热塔的冷却水进入蒸发塔喷淋混合降温，蒸发塔的压力对应的饱和温度低于冷却水温度，冷却水闪蒸释放冷却水从吸热塔吸收的热量；
63.b2：蒸发塔的内真空运行，塔内压力对应的饱和温度低于冷却水温度，冷却水蒸发降温，释放饱和水蒸气，放出热量；考虑分级回收不同温度43℃和33℃的饱和蒸汽，饱和蒸汽温度越高压缩到相同压力需要压缩功率低；在一二级蒸发塔内从冷却水中分别获得43℃和33℃的饱和蒸汽120t/h，90t/h，作为蒸汽压缩机的汽源。
64.b3：蒸发塔冷却后的循环冷却水进入吸热塔换热，同时蒸发塔供水泵控制吸热塔内水位稳定；
65.步骤c：蒸发塔饱和蒸汽压缩的工艺流程：
66.c1：采用离心式压缩机压缩蒸发塔的饱和水蒸气，使饱和蒸汽熵降低，做功功能力，压缩蒸发塔的合计210t/h蒸汽，需要压缩机功率23.8mw，相当于113度电的能量提取1吨蒸汽；
67.c2：离心式压缩机采用汽机和同步电动机、发电机共同拖动，汽机排汽用于热网水的加热，压缩机驱动汽机动力需要提供96.5t/h蒸汽，折合11.1t/h标煤；
68.c3：蒸发塔的饱和蒸汽压缩至0.035mpa或更高压力，温度升高21℃，供给热网加热器加热热网水；
69.c4：离心式蒸汽压缩机进出口负压运行状态，需要外供蒸汽或增加高压头蒸汽压缩机维持其轴封供汽压力。
70.c5：蒸发塔的饱和蒸汽压缩后内能增加，温度升高；
71.c6：采用离心式压缩机也可以直接压缩工业乏气，根据不同回热系统可以选择多级和单级压缩，例如压缩饱和蒸汽50℃，300t/hgen，出口压力0.07mpa，选择多级压缩多级
回热系统压缩机功率20.8mw，选择单级压缩单级回热系统压缩机功率35mw，得到相同热量，不同的压缩方式对能耗影响大；
72.步骤d：热网循环水加热工艺流程：
73.d1：蒸汽压缩机出口蒸汽与12000t/h低温热网水进行表面式换热，蒸汽凝结水冷却至60℃排出,压缩蒸汽热量传递给热网水，热网水升高11.4℃，汽机排汽加热热网水升高5℃，压缩机排汽和汽机排汽供热量782gj/h，蒸汽提供热量287gj/h，供热cop值2.72；
74.d2：表面式换热器内需要外置真空泵来建立循环真空和排除外界漏入负压系统的不凝结气体；
75.d3：表面式换热器的疏水是低盐分凝结水，经过疏水泵排入除盐水处理系统回收利用；
76.d4：实现将烟气中含有水蒸气回收的功能，凝结水是低盐分的水，经过简单处理即可成为除盐水，用其它工艺系统的补充水，可以节约外部供水。
77.d4：压缩工业乏气的回热系统与常规回热系统相同，多级回热系统可以高效分级利用不同内能的蒸汽，降低换热温差，提高换热效率。
78.步骤e：压缩机同步电动机为新能源柔性调峰工艺流程：
79.e1：电网新能源发电时，要求常规火电减负荷，机组供热能力下降；
80.e2：回收锅炉脱硫烟气的热量有利于增加供热量；
81.e3：压缩机驱动采用采用汽机和同步电动机、发电机共同拖动，汽机排汽加热热网水，热量全部回收。
82.e4：电网新能源大量发电时，减少压缩机汽机的进汽负荷，同步电动机就会自动增加负荷，从电网吸收新能源电能20mw，转化为热网热能，根据电网调度要求调整同步电动机的出力，可以超过汽机驱动功率一倍，加大消纳新能源力度，实现新能源向居民采暖供热，降低碳排放，实现零碳排放利用工业余热提供高温热媒。采用同步电机驱动压缩机，压缩机排汽供热量573gj/h，蒸汽提供热量86gj/h，供热cop值6.6；
83.此系统主要为了高效回收锅炉脱硫烟气余热，同时在电网需要消纳新能源负荷时用电动机驱动脱硫烟气压缩机，为新能源柔性调峰的。
84.系统内所有能量最大限度转换为热网水的热能，由于吸收烟气水蒸气汽化潜热，可以提高按低位发热量计算的锅炉效率至100％，此系统采用汽机驱动压缩机供热的碳排放量为50kgco2/gj，低于燃煤供热碳排放126kgco2/gj和燃气供热碳排放59kgco2/gj的国家现行要求值。
85.此系统主要为了高效回收锅炉脱硫烟气水蒸气汽化潜热，吸热塔和蒸发塔分级布置，分级回收不同温度，不同品质的饱和蒸汽，有利于降低饱和蒸汽压缩机的功率，节约压缩能量。
86.受到条件制约，吸热塔和蒸发塔也可以单级布置，在附图2，获得相同能量情况下，压缩机功率27.2mw，增加14％能量消耗，此系统采用汽机驱动压缩机供热的碳排放量为55kgco2/gj。
87.此系统吸热塔和蒸发塔的冷却水换热也可以采用间壁换热，保证热网加热器的水质合格，也可以实现高效单级和多级换热，见附图3、4，此系统获得的能量减少10％；
88.此系统吸热塔和蒸发塔单级混合间壁换热的方式，蒸发塔和吸热塔可以上下布
置，见附图5、6，此布置方式更适合于烟囱内部布置，吸热塔的循环水依靠与蒸发塔的压差、高度差自流进入蒸发塔内，蒸发塔的经过冷却水泵升压进入吸热塔吸热。
89.此系统汽机驱动汽源亦参数可根据汽机抽汽参数进行优化。
90.此系统还可以优化为高效直接回收高水分烟气等其它的低温余热系统，烟气直接冷却水蒸发塔蒸发，压缩蒸发塔饱和蒸汽，压缩机做功后，蒸汽内能增加，可以与其它低温冷却水进行低温换热，回收热量。
91.此系统还可以优化为高效直接回收低温工业乏气等其它的低温余热系统，例如多级压缩回收见附图7回收50℃饱和工业乏气，蒸汽驱动的压缩机分级压缩加热50℃热网水至91℃，汽机驱动压缩机功率20.8mw，回收能量的cop值可以达到3.61，此系统采用汽机驱动压缩机供热的碳排放量为37kgco2/gj，低于燃煤供热碳排放126kgco2/gj和燃气供热碳排放59kgco2/gj的国家现行要求值，回收50℃饱和工业乏气，消纳新能源采用电驱动的压缩机分级压缩加热50℃热网水至81℃，同步电机驱动电机功率20.8mw，回收能量的cop值可以达到10。例如单级压缩回收见附图8回收50℃饱和工业乏气，蒸汽驱动的压缩机分级压缩加热50℃热网水至98℃，汽机驱动压缩机功率35mw，回收能量的cop值可以达到2.42，此系统采用汽机驱动压缩机供热的碳排放量为51kgco2/gj，低于燃煤供热碳排放126kgco2/gj和燃气供热碳排放59kgco2/gj的国家现行要求值；消纳新能源采用电驱动的压缩机单级压缩加热50℃热网水至83℃，同步电机驱动电机功率35mw，回收能量的cop值可以达到5.17。对于低温能源利用能耗此系统高于常规系统。
92.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
93.以上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精神和范围。