[發明專利]低NOx集成式鍋爐－燃燒器聯合發電裝置

無效

• 申請號: 95120065.8
• 申請日: 1995-11-30
• 公開（公告）號: CN1066805C
• 公開（公告）日: 2001-06-06
• 發明（設計）人: 理查德·Ｃ·維特里克
• 申請（專利權）人: 巴布考克及威爾考克斯公司
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 胡曉萍

本發明一般涉及發電領域，一個燃氣輪機用來發電而排出的燃氣作為熱源和燃燒用空氣在互連的鍋爐組件中產生蒸氣。本發明特別涉及產生蒸氣和/或發電的一燃氣輪機與一工作組裝的整裝鍋爐的組合。作為一個整裝鍋爐，本發明也涉及這種低NO_x形成的集成式鍋爐燃燒器裝置，它使用裝在進口風箱中的一多噴嘴燃燒器組件，它還有改進操作的其它特點。

Babcock?&?Wilcox公司(B&W)公司，本發明和應用的代理人，在50年代設計了一種應用燃氣輪機排出燃氣的鍋爐。原先的專利包含有幾個指出在各種鍋爐類型中應用燃氣輪機排出燃氣的例子。從B&W公司出版的“蒸氣：它的產生和應用”第40版第25-8頁我們了解到整裝鍋爐本身。在熱回收蒸氣發生器(HRSG)進口中應用多噴嘴組合燃燒器(也叫管道燃燒器)以便在進口橫截面上提供均勻的熱釋放，這個我們也了解，并且已被用于各種燃氣輪機排出燃氣的廢熱鍋爐。見“蒸氣：它的產生和應用”第40版第31-3頁以及美國專利號4,462,795和3,173,523。

我們知道一種特別成功的整裝鍋爐設計是B&W公司制造的FM整裝鍋爐，披露在“蒸氣：它的產生和應用”第40版第25-8頁。其它類型的整裝鍋爐包括有我們知道的“F”型鍋爐，特別是“蒸氣：它的產生和應用”第39版第25-8頁和25-9頁所描述的PFI(工業用動力)和PFT(渦輪用動力)型鍋爐。還有“蒸氣：它的產生和應用”第39版第27-10頁圖10和“蒸氣：它的產生和應用”第40版第31-8所示的“三汽包廢熱鍋爐”。最近的鍋爐型號為“FO”型，它在工業中簡稱為“O”型鍋爐。

在鍋爐爐室中安裝附加的水冷表面以增加熱量吸收和降低爐室溫度的作法并不是新的，并且已由目前代理人用在許多場合，例如通過增加水壁和/或間隔壁的作法。應用配置的燃燒進行再燃燒也不是新東西并且已經在B&W鍋爐和其它廠商制造的鍋爐上進行了試驗。例如見美國專利號2,653,447。我們也知道通過在整裝鍋爐的側壁開口應用配置空氣來降低低NO_x。另外還有，在許多鍋爐上已經裝有用于增加熱量吸收和降低爐室溫度的間隔壁形式和翼壁形式的水冷表面。

美國專利號2,298,625顯示了應用渦輪機以將空氣供給予熱交換器中的燃燒器周圍。美國專利號2,453,938中，使用來自渦輪機的空氣分支作為主要空氣和輔助空氣。美國專利號2,653,443顯示在具有各種熱交換表面的鍋爐中，渦輪將燃燒用空氣越過第一管路供給予供氣管路，該供氣管路與在鍋爐內的煤燃燒器配合應用。美國專利號3,781,162顯示了應用循環的廢氣來降低低NO_x以及甚至在進口燃燒器管中應用翼板。對于各種有助于管道燃燒器中熱量分配的擋板和控制表面，見美國專利號4,767,319。

原先的專利都沒有指出在帶有一個多噴嘴燃燒器(MNB)組件的水平發火的工廠組裝的整裝鍋爐中可以利用燃氣輪機的排出燃氣，以及一個或幾個裝在MNB組件的爐室下游的、垂直延伸而水平隔開的冷卻管組件，從而迅速地吸收爐室中燃燒廢氣的熱量以降低廢氣溫度使低NO_x降到最小，燃氣輪機的排出燃氣可與鼓風機一起供應燃燒用空氣并給MNB組件供應燃料的機構；在有或在沒有一個或幾個裝在爐室中的內部管道組件的情況下，把配置氣體釋放入爐室中以控制低NO_x。

本發明的一個方面是關于低NO_x集成式鍋爐燃燒器聯合發電裝置(聯合發生蒸汽裝置)，它包括有被一個多噴嘴燃燒器(MNB)組件跨過的進口壓力通風系統的爐室組成的水平發火的、工廠組裝的整裝鍋爐的組合，一個帶有出口給爐室供應其排出燃氣的燃氣輪機，一個或幾個在MNB(多噴嘴燃燒器)組件的爐室下游處裝在可使燃燒室燃氣迅速冷卻到使NO_x的形成為最低的位置的垂直延伸的冷卻管組件，以及把燃料供給MNB組件和把燃燒用空氣供給爐室的機構。冷卻管組件裝入爐室的特定位置和距離大約1/3的水平爐室的深度，剩余的爐室基本上任其空空沒有障礙物，這樣就可在鍋爐熱水管抑制(冷卻)廢氣之前得以進行一氧化碳的最終完全燃燒。

本發明的另一方面是關于用來降低廢氣側壓力降的翼板的應用，多噴嘴燃燒器(MNB)組件的燃燒器噴嘴被支撐在翼板后緣處。本發明的更進一步細節包括MNB組件中每列燃燒器噴嘴對中心地裝在水平隔開垂直延伸的冷卻管組件的相鄰二排之間。這樣就減少撞擊在冷卻管組件上的火焰，而同時使已燃氣(排出廢氣)上的冷卻管組件表面得到最大的冷卻效果。