專利名稱：鍋爐旁通補燃復合回熱渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種大型鍋爐的增壓系統(tǒng)。
背景技術：
帶有渦輪增壓的蒸汽鍋爐是船用蒸汽動力裝置領域的最大成就。增壓鍋爐以壓氣機替代了耗汽量大的汽輪鼓風機，有效利用鍋爐排出煙氣的能量，提高鍋爐爐膛進口空氣的壓力，極大增加了鍋爐的工作效率。近幾十年的實踐應用證明，船用增壓鍋爐裝置在可靠性、生命力、經(jīng)濟性、重量尺寸、機動性、耐久性等方面都具有較為良好的性能。其中重量尺寸指標改善最為明顯，普通船用鍋爐裝置遠不能與之相比，動力裝置的減小有利于船舶增加裝備、提高航速、提高機動性及戰(zhàn)斗力?，F(xiàn)有的增壓鍋爐，主要是由壓氣機、渦輪機、輔汽輪機及鍋爐組成，由輔汽輪機來實現(xiàn)增壓機組功率的平衡，裝置的啟動及加速也都是靠調(diào)節(jié)輔汽輪機來實現(xiàn)的。輔汽輪機是否需要投入工作，是由功率平衡點的選擇決定的，輔汽輪機的耗氣量在很大程度上影響到船舶動力裝置的熱平衡和蒸汽平衡，這必然會對其它蒸汽動力裝置的運行造成干擾。而且在升負荷過程中，增壓機組的加速不僅要受到壓氣機、渦輪機、輔汽輪機和減速器轉動慣量以及進排氣管的容積慣性影響，還要受到鍋爐的煙風系統(tǒng)及蒸汽系統(tǒng)的多重影響，所以增壓機組的瞬態(tài)響應特性差，低工況性能和啟動性能不良。大氣溫度的波動也會嚴重影響增壓鍋爐的工作，當船舶向高緯度區(qū)域航行時，環(huán)境溫度將逐漸降低，空氣密度逐漸升高，進入壓氣機的質(zhì)量流量會逐漸增加，渦輪機的通流量加大，做功能力增強，故壓氣機的壓比必然提高，工作平衡點向喘振線靠近，為了避免這種情況，傳統(tǒng)的方法是通過壓氣機的旁通放氣來消耗渦輪機過剩功率，使工作平衡點遠離喘振線，但當溫度過低時，工作平衡點會接近阻塞線，使機組的效率大為降低，或者根本不存在工作平衡點，使機組不能穩(wěn)定運行。而通過在壓氣機進氣道安裝電加熱器的方法提高進氣溫度，會提高機組的復雜性、故障率，降低機組運行的經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供克服現(xiàn)有技術瞬態(tài)性能、低工況性能和啟動性能差的缺點的鍋爐旁通補燃復合回熱渦輪增壓系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明包括鍋爐、壓氣機、渦輪機、閥，其特征是還包括旁通管、補燃室、儲氣罐、 回熱器和摻混管，壓氣機的進口安裝摻混管，壓氣機的出口通過回熱管連接鍋爐，摻混管和回熱器之間安裝第一調(diào)節(jié)閥，渦輪機出口的第一個分支接入大氣，渦輪機的第二個分支通過第二調(diào)節(jié)閥接到回熱器，壓氣機和渦輪機之間安裝旁通管、旁通閥、補燃室和逆止閥，儲氣罐通過放氣閥與補燃室相連。本發(fā)明的優(yōu)勢在于使增壓機組的運行擺脫了鍋爐煙風系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的限制， 改善了增壓鍋爐瞬態(tài)響應特性，提高了增壓鍋爐低工況性能和啟動性能，強化了燃燒過程，使船舶動力裝置的熱平衡和蒸汽平衡更穩(wěn)定，增加了船舶機動性，提高了船舶的生命力；避免了當海況溫度較低時，因壓氣機吸氣溫度過低而造成的喘振，提高了增壓鍋爐運行的穩(wěn)定性。由于船用增壓鍋爐壓氣機進氣道較長，在摻混管中，復合回熱可以達到更好的效果， 所以本發(fā)明尤其適合應用于船舶動力裝置。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述實施方式1:結合圖1，鍋爐旁通補燃復合回熱渦輪增壓系統(tǒng)包括鍋爐14、壓氣機1、渦輪機4、 閥、旁通管5、補燃室8、儲氣罐3、回熱器12和摻混管10，壓氣機1的進口安裝摻混管10，壓氣機1的出口通過回熱管12連接鍋爐14，摻混管10和回熱器12之間安裝調(diào)節(jié)閥11，渦輪機4出口的第一個分支接入大氣，渦輪機4的第二個分支通過調(diào)節(jié)閥13接到回熱器12，壓氣機1和渦輪機4之間安裝旁通管5、旁通閥6、補燃室8和逆止閥9，儲氣罐3通過放氣閥 7與補燃室8相連。上述的壓氣機1出口加裝旁通管5，通過的壓縮空氣量由旁通閥6控制，當鍋爐14 升負荷時，爐膛燃油量增加，需要壓氣機1提供更多的壓縮空氣，壓氣機1將消耗更多的功， 增壓鍋爐14的運行特性使得渦輪機4發(fā)出的功率不能立即滿足壓氣機1消耗的功率，此時需要調(diào)節(jié)旁通閥6使部分壓縮空氣進入補燃室8中，與噴入補燃室8中的燃油混合燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣經(jīng)過逆止閥9到渦輪機4中膨脹做功，以滿足壓氣機1的耗功需求，壓氣機1的出口還安裝有放氣閥2。上述的渦輪機4排出的煙氣，一部分直接排入大氣，另一部分通過調(diào)節(jié)閥13進入到回熱器12中，與壓氣機1排出的壓縮空氣在回熱器12中進行換熱后，排入到大氣。上述的經(jīng)過回熱器12后的壓縮空氣，當海況溫度較高時，全部進入到鍋爐15中參與燃燒；經(jīng)過回熱器12后的壓縮空氣，當海況溫度較低時，一部分進入到鍋爐15中參與燃燒，另一部分通過調(diào)節(jié)閥14進入到摻混管10中與吸入的低溫空氣混合換熱，防止壓氣機1 因吸氣溫度過低而發(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行的，因此大大強化了燃燒過程。
權利要求
1.鍋爐旁通補燃復合回熱渦輪增壓系統(tǒng)，包括鍋爐、壓氣機、渦輪機、閥，其特征是還包括旁通管、補燃室、儲氣罐、回熱器和摻混管，壓氣機的進口安裝摻混管，壓氣機的出口通過回熱管連接鍋爐，摻混管和回熱器之間安裝第一調(diào)節(jié)閥，渦輪機出口的第一個分支接入大氣，渦輪機的第二個分支通過第二調(diào)節(jié)閥接到回熱器，壓氣機和渦輪機之間安裝旁通管、 旁通閥、補燃室和逆止閥，儲氣罐通過放氣閥與補燃室相連。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供鍋爐旁通補燃復合回熱渦輪增壓系統(tǒng)，包括鍋爐、壓氣機、渦輪機、閥、旁通管、補燃室、儲氣罐、回熱器和摻混管，壓氣機的進口安裝摻混管，壓氣機的出口通過回熱管連接鍋爐，摻混管和回熱器之間安裝第一調(diào)節(jié)閥，渦輪機出口的第一個分支接入大氣，渦輪機的第二個分支通過第二調(diào)節(jié)閥接到回熱器，壓氣機和渦輪機之間安裝旁通管、旁通閥、補燃室和逆止閥，儲氣罐通過放氣閥與補燃室相連。本發(fā)明使增壓機組的運行擺脫了鍋爐煙風系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的限制，改善了增壓鍋爐瞬態(tài)響應特性，提高了增壓鍋爐低工況性能和啟動性能，使船舶動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F01D17/10GK102183003SQ201110063448
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2011年3月16日
發(fā)明者馮永明, 張國磊, 房桐毅, 王銀燕, 趙冬來 申請人:哈爾濱工程大學