一種小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)及其供風(fēng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)及其供風(fēng)方法，包括增壓器、增壓鍋爐，增壓器出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口，其特征在于：包括煙氣渦輪、羅茨風(fēng)機(jī)，增壓鍋爐煙氣出口經(jīng)管路接煙氣渦輪，煙氣渦輪與增壓器同軸，羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口。羅茨風(fēng)機(jī)為增壓鍋爐提供高壓空氣，啟動增壓鍋爐；空氣經(jīng)增壓器壓縮為增壓空氣，增壓空氣經(jīng)進(jìn)入增壓鍋爐，增壓鍋爐排出的高溫?zé)煔馔苿訜煔鉁u輪做功，煙氣渦輪將高溫?zé)煔獾臒崮苻D(zhuǎn)化為動能繼而驅(qū)動增壓器。
【專利說明】一種小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)及其供風(fēng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)及其供風(fēng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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(fù)荷，強(qiáng)化了燃燒與換熱，但增壓空氣與燃料在爐膛燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠⑽吹玫接行Ю?。煙氣渦輪功率無法滿足增壓器功率要求一般發(fā)生在低負(fù)荷的情況下，此時需消耗過熱蒸汽驅(qū)動輔助汽輪機(jī)進(jìn)行功率補(bǔ)足，汽輪機(jī)成為驅(qū)動渦輪增壓機(jī)組的主要功率來源，在低負(fù)荷時輔助汽輪機(jī)蒸汽耗量可能占增壓鍋爐總蒸汽產(chǎn)量10%以上。渦輪增壓機(jī)組與附加汽輪機(jī)軸多半采用剛性連接軸節(jié)，有時利用減速器以提高汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速。對于小型增壓鍋爐而言，蒸汽產(chǎn)量小，占用空間少，安裝輔助汽輪機(jī)及配套的減速器和電動機(jī)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，相關(guān)的蒸汽管路也增加了空間布置的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對渦輪增壓機(jī)組在小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺上應(yīng)用的不足，提供一種節(jié)省空間，響應(yīng)迅速，便于控制的供風(fēng)系統(tǒng)及供風(fēng)方法。
[0004]本發(fā)明基于同一發(fā)明構(gòu)思，具有兩個獨(dú)立的技術(shù)方案:
[0005]1、一種小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)，包括增壓器、增壓鍋爐，增壓器出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口，其特征在于:還包括煙氣渦輪、羅茨風(fēng)機(jī)，增壓鍋爐煙氣出口經(jīng)管路接煙氣渦輪，煙氣渦輪與增壓器同軸，羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口。
[0006]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(fēng)機(jī)與前述排煙管路之間接有羅茨風(fēng)機(jī)旁通管路。
[0007]增壓鍋爐煙氣出口與煙氣渦輪之間的管路上、羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口之間的管路上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。
[0008]增壓空氣旁通管路上、羅茨風(fēng)機(jī)旁通管路上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。
[0009]2、一種利用上述小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)的供風(fēng)方法，其特征在于:羅茨風(fēng)機(jī)為增壓鍋爐提供高壓空氣，啟動增壓鍋爐；空氣經(jīng)增壓器壓縮為增壓空氣，增壓空氣經(jīng)進(jìn)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?zé)煔獾臒崮苻D(zhuǎn)化為動能繼而驅(qū)動增壓器。
[0010]當(dāng)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(fēng)機(jī)，羅茨風(fēng)機(jī)將增壓空氣送入增壓鍋爐，進(jìn)行增壓空氣補(bǔ)足。
[0011]在增壓器故障時，啟動羅茨風(fēng)機(jī)，由羅茨風(fēng)機(jī)單獨(dú)為增壓鍋爐提供增壓空氣。
[0012]本發(fā)明具有的有益效果:
[0013]本發(fā)明采用增壓器和羅茨風(fēng)機(jī)兩個空氣源進(jìn)行供風(fēng)，增壓器與羅茨風(fēng)機(jī)都可以提供增壓空氣，在同等燃料量的情況下，擴(kuò)大了增壓空氣的流量，同時保證了啟動狀態(tài)與增壓器故障時的供風(fēng)；本發(fā)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?zé)煔怛?qū)動煙氣渦輪做功，帶動增壓器對空氣進(jìn)行壓縮，有效利用了煙氣的熱能與動能，節(jié)省了整個供風(fēng)系統(tǒng)外部提供的能量。與傳統(tǒng)的渦輪增壓機(jī)組相比，本發(fā)明小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)中羅茨風(fēng)機(jī)的電調(diào)節(jié)響應(yīng)更迅速，蒸汽管路大大減少，便于有限空間內(nèi)的安裝與維護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，增壓器2出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐I的進(jìn)風(fēng)口，增壓鍋爐I的煙氣出口經(jīng)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(fēng)機(jī)4的出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐I的進(jìn)風(fēng)口。
[0016]增壓鍋爐I煙氣出口與煙氣渦輪3之間的管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門10，用于調(diào)控增壓鍋爐爐膛壓力，羅茨風(fēng)機(jī)4出風(fēng)口與增壓鍋爐I進(jìn)風(fēng)口之間的管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。
[0017]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(shè)有調(diào)節(jié)閥門7 ;羅茨風(fēng)機(jī)與排煙管路5之間接有羅茨風(fēng)機(jī)旁通管路8，羅茨風(fēng)機(jī)旁通管路8上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門9。
[0018]空氣經(jīng)增壓器2壓縮為增壓空氣，增壓空氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥12進(jìn)入增壓鍋爐I，與燃料混合燃燒后生成的煙氣推動煙氣渦輪3做功后，經(jīng)排煙管路5排向大氣。煙氣渦輪3將高溫?zé)煔獾臒崮苻D(zhuǎn)化為動能，驅(qū)動增壓器2對空氣進(jìn)行壓縮，有效的利用了煙氣中的能量，空氣流量決定于高溫?zé)煔庠跓煔鉁u輪3中做功驅(qū)動增壓器2的功率。
[0019]當(dāng)增壓器2輸出的高壓空氣不能滿足增壓鍋爐I空氣量時，啟動羅茨風(fēng)機(jī)4，羅茨風(fēng)機(jī)4將增壓空氣送入增壓鍋爐，進(jìn)行增壓空氣補(bǔ)足。在啟動工況或增壓器故障時，羅茨風(fēng)機(jī)4還可以充當(dāng)空氣源進(jìn)行供風(fēng)。羅茨風(fēng)機(jī)4可以是單級羅茨或多級羅茨風(fēng)機(jī)，根據(jù)實(shí)際空氣需要進(jìn)行布置，經(jīng)過羅茨風(fēng)機(jī)4的空氣流量可通過羅茨風(fēng)機(jī)4變頻進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0020]調(diào)節(jié)閥11、調(diào)節(jié)閥12用于根據(jù)增壓鍋爐運(yùn)行工況調(diào)節(jié)空氣流量，也可用于調(diào)節(jié)兩種空氣來源的配比，提高了單一空氣源空氣的增壓比，進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒與換熱。調(diào)節(jié)閥7、調(diào)節(jié)閥9用于調(diào)節(jié)旁通富余空氣流量。調(diào)節(jié)閥10用于調(diào)控增壓鍋爐爐膛壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)，包括增壓器、增壓鍋爐，增壓器出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口，特征在于:還包括煙氣渦輪、羅茨風(fēng)機(jī)，增壓鍋爐煙氣出口經(jīng)管路接煙氣渦輪，煙氣渦輪與增壓器同軸，羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口經(jīng)管路接增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于: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(fēng)機(jī)與前述排煙管路之間接有羅茨風(fēng)機(jī)旁通管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:增壓鍋爐煙氣出口與煙氣渦輪之間的管路上、羅茨風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與增壓鍋爐進(jìn)風(fēng)口之間的管路上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:增壓空氣旁通管路上、羅茨風(fēng)機(jī)旁通管路上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。
5.一種利用權(quán)利要求1所述小型增壓鍋爐實(shí)驗(yàn)臺供風(fēng)系統(tǒng)的供風(fēng)方法，其特征在于:羅茨風(fēng)機(jī)為增壓鍋爐提供高壓空氣，啟動增壓鍋爐；空氣經(jīng)增壓器壓縮為增壓空氣，增壓空氣經(jīng)進(jìn)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?zé)煔獾臒崮苻D(zhuǎn)化為動能繼而驅(qū)動增壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供風(fēng)方法，其特征在于:當(dāng)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(fēng)機(jī)，羅茨風(fēng)機(jī)將增壓空氣送入增壓鍋爐，進(jìn)行增壓空氣補(bǔ)足。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供風(fēng)方法，其特征在于:在增壓器故障時，啟動羅茨風(fēng)機(jī)，由羅茨風(fēng)機(jī)單獨(dú)為增壓鍋爐提供增壓空氣。
【文檔編號】F22B37/00GK103629656SQ201310689887
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】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 申請人:哈爾濱工程大學(xué)