專利名稱：鍋爐旁通補(bǔ)燃復(fù)合回?zé)釡u輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種大型鍋爐的增壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
帶有渦輪增壓的蒸汽鍋爐是船用蒸汽動(dòng)力裝置領(lǐng)域的最大成就。增壓鍋爐以壓氣機(jī)替代了耗汽量大的汽輪鼓風(fēng)機(jī)，有效利用鍋爐排出煙氣的能量，提高鍋爐爐膛進(jìn)口空氣的壓力，極大增加了鍋爐的工作效率。近幾十年的實(shí)踐應(yīng)用證明，船用增壓鍋爐裝置在可靠性、生命力、經(jīng)濟(jì)性、重量尺寸、機(jī)動(dòng)性、耐久性等方面都具有較為良好的性能。其中重量尺寸指標(biāo)改善最為明顯，普通船用鍋爐裝置遠(yuǎn)不能與之相比，動(dòng)力裝置的減小有利于船舶增加裝備、提高航速、提高機(jī)動(dòng)性及戰(zhàn)斗力?，F(xiàn)有的增壓鍋爐，主要是由壓氣機(jī)、渦輪機(jī)、輔汽輪機(jī)及鍋爐組成，由輔汽輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)增壓機(jī)組功率的平衡，裝置的啟動(dòng)及加速也都是靠調(diào)節(jié)輔汽輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。輔汽輪機(jī)是否需要投入工作，是由功率平衡點(diǎn)的選擇決定的，輔汽輪機(jī)的耗氣量在很大程度上影響到船舶動(dòng)力裝置的熱平衡和蒸汽平衡，這必然會(huì)對(duì)其它蒸汽動(dòng)力裝置的運(yùn)行造成干擾。而且在升負(fù)荷過(guò)程中，增壓機(jī)組的加速不僅要受到壓氣機(jī)、渦輪機(jī)、輔汽輪機(jī)和減速器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及進(jìn)排氣管的容積慣性影響，還要受到鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)及蒸汽系統(tǒng)的多重影響，所以增壓機(jī)組的瞬態(tài)響應(yīng)特性差，低工況性能和啟動(dòng)性能不良。大氣溫度的波動(dòng)也會(huì)嚴(yán)重影響增壓鍋爐的工作，當(dāng)船舶向高緯度區(qū)域航行時(shí)，環(huán)境溫度將逐漸降低，空氣密度逐漸升高，進(jìn)入壓氣機(jī)的質(zhì)量流量會(huì)逐漸增加，渦輪機(jī)的通流量加大，做功能力增強(qiáng)，故壓氣機(jī)的壓比必然提高，工作平衡點(diǎn)向喘振線靠近，為了避免這種情況，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)壓氣機(jī)的旁通放氣來(lái)消耗渦輪機(jī)過(guò)剩功率，使工作平衡點(diǎn)遠(yuǎn)離喘振線，但當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，工作平衡點(diǎn)會(huì)接近阻塞線，使機(jī)組的效率大為降低，或者根本不存在工作平衡點(diǎn)，使機(jī)組不能穩(wěn)定運(yùn)行。而通過(guò)在壓氣機(jī)進(jìn)氣道安裝電加熱器的方法提高進(jìn)氣溫度，會(huì)提高機(jī)組的復(fù)雜性、故障率，降低機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供克服現(xiàn)有技術(shù)瞬態(tài)性能、低工況性能和啟動(dòng)性能差的缺點(diǎn)的鍋爐旁通補(bǔ)燃復(fù)合回?zé)釡u輪增壓系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括鍋爐、壓氣機(jī)、渦輪機(jī)、閥，其特征是還包括旁通管、補(bǔ)燃室、儲(chǔ)氣罐、回?zé)崞骱蛽交旃?，壓氣機(jī)的進(jìn)口安裝摻混管，壓氣機(jī)的出口通過(guò)回?zé)峁苓B接鍋爐，摻混管和回?zé)崞髦g安裝第一調(diào)節(jié)閥，渦輪機(jī)出口的第一個(gè)分支接入大氣，渦輪機(jī)的第二個(gè)分支通過(guò)第二調(diào)節(jié)閥接到回?zé)崞?，壓氣機(jī)和渦輪機(jī)之間安裝旁通管、旁通閥、補(bǔ)燃室和逆止閥，儲(chǔ)氣罐通過(guò)放氣閥與補(bǔ)燃室相連。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于使增壓機(jī)組的運(yùn)行擺脫了鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的限制，改善了增壓鍋爐瞬態(tài)響應(yīng)特性，提高了增壓鍋爐低工況性能和啟動(dòng)性能，強(qiáng)化了燃燒過(guò)程，使船舶動(dòng)力裝置的熱平衡和蒸汽平衡更穩(wěn)定，增加了船舶機(jī)動(dòng)性，提高了船舶的生命力；避免了當(dāng)海況溫度較低時(shí)，因壓氣機(jī)吸氣溫度過(guò)低而造成的喘振，提高了增壓鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于船用增壓鍋爐壓氣機(jī)進(jìn)氣道較長(zhǎng)，在摻混管中，復(fù)合回?zé)峥梢赃_(dá)到更好的效果，所以本實(shí)用新型尤其適合應(yīng)用于船舶動(dòng)力裝置。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述實(shí)施方式1:結(jié)合圖1，鍋爐旁通補(bǔ)燃復(fù)合回?zé)釡u輪增壓系統(tǒng)包括鍋爐14、壓氣機(jī)1、渦輪機(jī)4、 閥、旁通管5、補(bǔ)燃室8、儲(chǔ)氣罐3、回?zé)崞?2和摻混管10，壓氣機(jī)1的進(jìn)口安裝摻混管10，壓氣機(jī)1的出口通過(guò)回?zé)峁?2連接鍋爐14，摻混管10和回?zé)崞?2之間安裝調(diào)節(jié)閥11，渦輪機(jī)4出口的第一個(gè)分支接入大氣，渦輪機(jī)4的第二個(gè)分支通過(guò)調(diào)節(jié)閥13接到回?zé)崞?2，壓氣機(jī)1和渦輪機(jī)4之間安裝旁通管5、旁通閥6、補(bǔ)燃室8和逆止閥9，儲(chǔ)氣罐3通過(guò)放氣閥 7與補(bǔ)燃室8相連。上述的壓氣機(jī)1出口加裝旁通管5，通過(guò)的壓縮空氣量由旁通閥6控制，當(dāng)鍋爐14 升負(fù)荷時(shí)，爐膛燃油量增加，需要壓氣機(jī)1提供更多的壓縮空氣，壓氣機(jī)1將消耗更多的功， 增壓鍋爐14的運(yùn)行特性使得渦輪機(jī)4發(fā)出的功率不能立即滿足壓氣機(jī)1消耗的功率，此時(shí)需要調(diào)節(jié)旁通閥6使部分壓縮空氣進(jìn)入補(bǔ)燃室8中，與噴入補(bǔ)燃室8中的燃油混合燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)過(guò)逆止閥9到渦輪機(jī)4中膨脹做功，以滿足壓氣機(jī)1的耗功需求，壓氣機(jī)1的出口還安裝有放氣閥2。上述的渦輪機(jī)4排出的煙氣，一部分直接排入大氣，另一部分通過(guò)調(diào)節(jié)閥13進(jìn)入到回?zé)崞?2中，與壓氣機(jī)1排出的壓縮空氣在回?zé)崞?2中進(jìn)行換熱后，排入到大氣。上述的經(jīng)過(guò)回?zé)崞?2后的壓縮空氣，當(dāng)海況溫度較高時(shí)，全部進(jìn)入到鍋爐15中參與燃燒；經(jīng)過(guò)回?zé)崞?2后的壓縮空氣，當(dāng)海況溫度較低時(shí)，一部分進(jìn)入到鍋爐15中參與燃燒，另一部分通過(guò)調(diào)節(jié)閥14進(jìn)入到摻混管10中與吸入的低溫空氣混合換熱，防止壓氣機(jī)1 因吸氣溫度過(guò)低而發(fā)生喘振。而鍋爐14爐膛中燃料的燃燒是在高密度的空氣以及較高的助燃空氣溫度下進(jìn)行的，因此大大強(qiáng)化了燃燒過(guò)程。
權(quán)利要求1.鍋爐旁通補(bǔ)燃復(fù)合回?zé)釡u輪增壓系統(tǒng)，包括鍋爐、壓氣機(jī)、渦輪機(jī)、閥，其特征是還包括旁通管、補(bǔ)燃室、儲(chǔ)氣罐、回?zé)崞骱蛽交旃?，壓氣機(jī)的進(jìn)口安裝摻混管，壓氣機(jī)的出口通過(guò)回?zé)峁苓B接鍋爐，摻混管和回?zé)崞髦g安裝第一調(diào)節(jié)閥，渦輪機(jī)出口的第一個(gè)分支接入大氣，渦輪機(jī)的第二個(gè)分支通過(guò)第二調(diào)節(jié)閥接到回?zé)崞?，壓氣機(jī)和渦輪機(jī)之間安裝旁通管、 旁通閥、補(bǔ)燃室和逆止閥，儲(chǔ)氣罐通過(guò)放氣閥與補(bǔ)燃室相連。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供鍋爐旁通補(bǔ)燃復(fù)合回?zé)釡u輪增壓系統(tǒng)，包括鍋爐、壓氣機(jī)、渦輪機(jī)、閥、旁通管、補(bǔ)燃室、儲(chǔ)氣罐、回?zé)崞骱蛽交旃?，壓氣機(jī)的進(jìn)口安裝摻混管，壓氣機(jī)的出口通過(guò)回?zé)峁苓B接鍋爐，摻混管和回?zé)崞髦g安裝第一調(diào)節(jié)閥，渦輪機(jī)出口的第一個(gè)分支接入大氣，渦輪機(jī)的第二個(gè)分支通過(guò)第二調(diào)節(jié)閥接到回?zé)崞?，壓氣機(jī)和渦輪機(jī)之間安裝旁通管、旁通閥、補(bǔ)燃室和逆止閥，儲(chǔ)氣罐通過(guò)放氣閥與補(bǔ)燃室相連。本實(shí)用新型使增壓機(jī)組的運(yùn)行擺脫了鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的限制，改善了增壓鍋爐瞬態(tài)響應(yīng)特性，提高了增壓鍋爐低工況性能和啟動(dòng)性能，使船舶動(dòng)力裝置的熱平衡和蒸汽平衡更穩(wěn)定，提高了船舶的生命力。
文檔編號(hào)F01D17/10GK202040799SQ201120069100
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者馮永明, 張國(guó)磊, 房桐毅, 王銀燕, 趙冬來(lái) 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)