[發明專利]一種小型增壓鍋爐實驗臺供風系統及其供風方法

無效

• 申請號: 201310689887.5
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103629656A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李曉明;吳浩宇;張國磊;楊龍濱;宋福元;孫寶芝;李彥軍;張鵬;姜洋;劉曉英;于晶;李基鳳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F22B37/00
• 分類號: F22B37/00;F23L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種小型增壓鍋爐實驗臺供風系統及其供風方法。

背景技術

在增壓鍋爐中，依靠增壓器為爐膛提供壓力為0.2～0.3MPa的增壓空氣，增壓燃燒使增壓鍋爐具有比常壓鍋爐更大的爐膛熱負荷，強化了燃燒與換熱，但增壓空氣與燃料在爐膛燃燒產生的高溫煙氣并未得到有效利用。煙氣渦輪功率無法滿足增壓器功率要求一般發生在低負荷的情況下，此時需消耗過熱蒸汽驅動輔助汽輪機進行功率補足，汽輪機成為驅動渦輪增壓機組的主要功率來源，在低負荷時輔助汽輪機蒸汽耗量可能占增壓鍋爐總蒸汽產量10%以上。渦輪增壓機組與附加汽輪機軸多半采用剛性連接軸節，有時利用減速器以提高汽輪機轉速。對于小型增壓鍋爐而言，蒸汽產量小，占用空間少，安裝輔助汽輪機及配套的減速器和電動機增加了系統的復雜性，相關的蒸汽管路也增加了空間布置的難度。

發明內容

本發明的目的是針對渦輪增壓機組在小型增壓鍋爐實驗臺上應用的不足，提供一種節省空間，響應迅速，便于控制的供風系統及供風方法。

本發明基于同一發明構思，具有兩個獨立的技術方案：

1、一種小型增壓鍋爐實驗臺供風系統，包括增壓器、增壓鍋爐，增壓器出風口經管路接增壓鍋爐進風口，其特征在于：還包括煙氣渦輪、羅茨風機，增壓鍋爐煙氣出口經管路接煙氣渦輪，煙氣渦輪與增壓器同軸，羅茨風機出風口經管路接增壓鍋爐進風口。

還包括排煙管路，增壓器與前述排煙管路之間接有增壓空氣旁通管路，羅茨風機與前述排煙管路之間接有羅茨風機旁通管路。

增壓鍋爐煙氣出口與煙氣渦輪之間的管路上、羅茨風機出風口與增壓鍋爐進風口之間的管路上均設有調節閥門。

增壓空氣旁通管路上、羅茨風機旁通管路上均設有調節閥門。

2、一種利用上述小型增壓鍋爐實驗臺供風系統的供風方法，其特征在于：羅茨風機為增壓鍋爐提供高壓空氣，啟動增壓鍋爐；空氣經增壓器壓縮為增壓空氣，增壓空氣經進入增壓鍋爐，增壓鍋爐排出的煙氣推動煙氣渦輪做功，煙氣渦輪將高溫煙氣的熱能轉化為動能繼而驅動增壓器。

當增壓器輸出的高壓空氣不能滿足增壓鍋爐所需空氣量時，同時啟動羅茨風機，羅茨風機將增壓空氣送入增壓鍋爐，進行增壓空氣補足。

在增壓器故障時，啟動羅茨風機，由羅茨風機單獨為增壓鍋爐提供增壓空氣。

本發明具有的有益效果：

本發明采用增壓器和羅茨風機兩個空氣源進行供風，增壓器與羅茨風機都可以提供增壓空氣，在同等燃料量的情況下，擴大了增壓空氣的流量，同時保證了啟動狀態與增壓器故障時的供風；本發明增壓空氣為燃燒后的煙氣提供了更快的煙速與更高的煙氣溫度，利用高溫煙氣驅動煙氣渦輪做功，帶動增壓器對空氣進行壓縮，有效利用了煙氣的熱能與動能，節省了整個供風系統外部提供的能量。與傳統的渦輪增壓機組相比，本發明小型增壓鍋爐實驗臺供風系統中羅茨風機的電調節響應更迅速，蒸汽管路大大減少，便于有限空間內的安裝與維護。

附圖說明

圖1是本發明小型增壓鍋爐實驗臺供風系統原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，增壓器2出風口經管路接增壓鍋爐1的進風口，增壓鍋爐1的煙氣出口經管路接煙氣渦輪3，煙氣渦輪3與增壓器2同軸固接，羅茨風機4的出風口經管路接增壓鍋爐1的進風口。

增壓鍋爐1煙氣出口與煙氣渦輪3之間的管路上設有調節閥門10，用于調控增壓鍋爐爐膛壓力，羅茨風機4出風口與增壓鍋爐1進風口之間的管路上設有調節閥門。

增壓器2與排煙管路5之間接有增壓空氣旁通管路6，增壓空氣旁通管路6上設有調節閥門7；羅茨風機與排煙管路5之間接有羅茨風機旁通管路8，羅茨風機旁通管路8上設有調節閥門9。

空氣經增壓器2壓縮為增壓空氣，增壓空氣經調節閥12進入增壓鍋爐1，與燃料混合燃燒后生成的煙氣推動煙氣渦輪3做功后，經排煙管路5排向大氣。煙氣渦輪3將高溫煙氣的熱能轉化為動能，驅動增壓器2對空氣進行壓縮，有效的利用了煙氣中的能量，空氣流量決定于高溫煙氣在煙氣渦輪3中做功驅動增壓器2的功率。

當增壓器2輸出的高壓空氣不能滿足增壓鍋爐1空氣量時，啟動羅茨風機4，羅茨風機4將增壓空氣送入增壓鍋爐，進行增壓空氣補足。在啟動工況或增壓器故障時，羅茨風機4還可以充當空氣源進行供風。羅茨風機4可以是單級羅茨或多級羅茨風機，根據實際空氣需要進行布置，經過羅茨風機4的空氣流量可通過羅茨風機4變頻進行調節。

調節閥11、調節閥12用于根據增壓鍋爐運行工況調節空氣流量，也可用于調節兩種空氣來源的配比，提高了單一空氣源空氣的增壓比，進一步強化燃燒與換熱。調節閥7、調節閥9用于調節旁通富余空氣流量。調節閥10用于調控增壓鍋爐爐膛壓力。