一种小型增压锅炉实验台供风系统及其供风方法
【专利摘要】本发明涉及一种小型增压锅炉实验台供风系统及其供风方法，包括增压器、增压锅炉，增压器出风口经管路接增压锅炉进风口，其特征在于：包括烟气涡轮、罗茨风机，增压锅炉烟气出口经管路接烟气涡轮，烟气涡轮与增压器同轴，罗茨风机出风口经管路接增压锅炉进风口。罗茨风机为增压锅炉提供高压空气，启动增压锅炉；空气经增压器压缩为增压空气，增压空气经进入增压锅炉，增压锅炉排出的高温烟气推动烟气涡轮做功，烟气涡轮将高温烟气的热能转化为动能继而驱动增压器。
【专利说明】一种小型增压锅炉实验台供风系统及其供风方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种小型增压锅炉实验台供风系统及其供风方法。
【背景技术】
[0002]在增压锅炉中，依靠增压器为炉膛提供压力为0.2?0.3MPa的增压空气，增压燃烧使增压锅炉具有比常压锅炉更大的炉膛热负荷，强化了燃烧与换热，但增压空气与燃料在炉膛燃烧产生的高温烟气并未得到有效利用。烟气涡轮功率无法满足增压器功率要求一般发生在低负荷的情况下，此时需消耗过热蒸汽驱动辅助汽轮机进行功率补足，汽轮机成为驱动涡轮增压机组的主要功率来源，在低负荷时辅助汽轮机蒸汽耗量可能占增压锅炉总蒸汽产量10%以上。涡轮增压机组与附加汽轮机轴多半采用刚性连接轴节，有时利用减速器以提高汽轮机转速。对于小型增压锅炉而言，蒸汽产量小，占用空间少，安装辅助汽轮机及配套的减速器和电动机增加了系统的复杂性，相关的蒸汽管路也增加了空间布置的难度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对涡轮增压机组在小型增压锅炉实验台上应用的不足，提供一种节省空间，响应迅速，便于控制的供风系统及供风方法。
[0004]本发明基于同一发明构思，具有两个独立的技术方案:
[0005]1、一种小型增压锅炉实验台供风系统，包括增压器、增压锅炉，增压器出风口经管路接增压锅炉进风口，其特征在于:还包括烟气涡轮、罗茨风机，增压锅炉烟气出口经管路接烟气涡轮，烟气涡轮与增压器同轴，罗茨风机出风口经管路接增压锅炉进风口。
[0006]还包括排烟管路，增压器与前述排烟管路之间接有增压空气旁通管路，罗茨风机与前述排烟管路之间接有罗茨风机旁通管路。
[0007]增压锅炉烟气出口与烟气涡轮之间的管路上、罗茨风机出风口与增压锅炉进风口之间的管路上均设有调节阀门。
[0008]增压空气旁通管路上、罗茨风机旁通管路上均设有调节阀门。
[0009]2、一种利用上述小型增压锅炉实验台供风系统的供风方法，其特征在于:罗茨风机为增压锅炉提供高压空气，启动增压锅炉；空气经增压器压缩为增压空气，增压空气经进入增压锅炉，增压锅炉排出的烟气推动烟气涡轮做功，烟气涡轮将高温烟气的热能转化为动能继而驱动增压器。
[0010]当增压器输出的高压空气不能满足增压锅炉所需空气量时，同时启动罗茨风机，罗茨风机将增压空气送入增压锅炉，进行增压空气补足。
[0011]在增压器故障时，启动罗茨风机，由罗茨风机单独为增压锅炉提供增压空气。
[0012]本发明具有的有益效果:
[0013]本发明采用增压器和罗茨风机两个空气源进行供风，增压器与罗茨风机都可以提供增压空气，在同等燃料量的情况下，扩大了增压空气的流量，同时保证了启动状态与增压器故障时的供风；本发明增压空气为燃烧后的烟气提供了更快的烟速与更高的烟气温度，利用高温烟气驱动烟气涡轮做功，带动增压器对空气进行压缩，有效利用了烟气的热能与动能，节省了整个供风系统外部提供的能量。与传统的涡轮增压机组相比，本发明小型增压锅炉实验台供风系统中罗茨风机的电调节响应更迅速，蒸汽管路大大减少，便于有限空间内的安装与维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明小型增压锅炉实验台供风系统原理图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，增压器2出风口经管路接增压锅炉I的进风口，增压锅炉I的烟气出口经管路接烟气涡轮3，烟气涡轮3与增压器2同轴固接，罗茨风机4的出风口经管路接增压锅炉I的进风口。
[0016]增压锅炉I烟气出口与烟气涡轮3之间的管路上设有调节阀门10，用于调控增压锅炉炉膛压力，罗茨风机4出风口与增压锅炉I进风口之间的管路上设有调节阀门。
[0017]增压器2与排烟管路5之间接有增压空气旁通管路6，增压空气旁通管路6上设有调节阀门7 ;罗茨风机与排烟管路5之间接有罗茨风机旁通管路8，罗茨风机旁通管路8上设有调节阀门9。
[0018]空气经增压器2压缩为增压空气，增压空气经调节阀12进入增压锅炉I，与燃料混合燃烧后生成的烟气推动烟气涡轮3做功后，经排烟管路5排向大气。烟气涡轮3将高温烟气的热能转化为动能，驱动增压器2对空气进行压缩，有效的利用了烟气中的能量，空气流量决定于高温烟气在烟气涡轮3中做功驱动增压器2的功率。
[0019]当增压器2输出的高压空气不能满足增压锅炉I空气量时，启动罗茨风机4，罗茨风机4将增压空气送入增压锅炉，进行增压空气补足。在启动工况或增压器故障时，罗茨风机4还可以充当空气源进行供风。罗茨风机4可以是单级罗茨或多级罗茨风机，根据实际空气需要进行布置，经过罗茨风机4的空气流量可通过罗茨风机4变频进行调节。
[0020]调节阀11、调节阀12用于根据增压锅炉运行工况调节空气流量，也可用于调节两种空气来源的配比，提高了单一空气源空气的增压比，进一步强化燃烧与换热。调节阀7、调节阀9用于调节旁通富余空气流量。调节阀10用于调控增压锅炉炉膛压力。
【权利要求】
1.一种小型增压锅炉实验台供风系统，包括增压器、增压锅炉，增压器出风口经管路接增压锅炉进风口，特征在于:还包括烟气涡轮、罗茨风机，增压锅炉烟气出口经管路接烟气涡轮，烟气涡轮与增压器同轴，罗茨风机出风口经管路接增压锅炉进风口。
2.根据权利要求1所述的小型增压锅炉实验台供风系统，其特征在于:还包括排烟管路，增压器与前述排烟管路之间接有增压空气旁通管路，罗茨风机与前述排烟管路之间接有罗茨风机旁通管路。
3.根据权利要求2所述的小型增压锅炉实验台供风系统，其特征在于:增压锅炉烟气出口与烟气涡轮之间的管路上、罗茨风机出风口与增压锅炉进风口之间的管路上均设有调节阀门。
4.根据权利要求3所述的小型增压锅炉实验台供风系统，其特征在于:增压空气旁通管路上、罗茨风机旁通管路上均设有调节阀门。
5.一种利用权利要求1所述小型增压锅炉实验台供风系统的供风方法，其特征在于:罗茨风机为增压锅炉提供高压空气，启动增压锅炉；空气经增压器压缩为增压空气，增压空气经进入增压锅炉，增压锅炉排出的烟气推动烟气涡轮做功，烟气涡轮将高温烟气的热能转化为动能继而驱动增压器。
6.根据权利要求5所述的供风方法，其特征在于:当增压器输出的高压空气不能满足增压锅炉所需空气量时，同时启动罗茨风机，罗茨风机将增压空气送入增压锅炉，进行增压空气补足。
7.根据权利要求6所述的供风方法，其特征在于:在增压器故障时，启动罗茨风机，由罗茨风机单独为增压锅炉提供增压空气。
【文档编号】F22B37/00GK103629656SQ201310689887
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】李晓明, 吴浩宇, 张国磊, 杨龙滨, 宋福元, 孙宝芝, 李彦军, 张鹏, 姜洋, 刘晓英, 于晶, 李基凤 申请人:哈尔滨工程大学