一种增压锅炉试验台专用炉膛的制作方法

本发明涉及一种增压锅炉试验台专用炉膛。

背景技术：

增压锅炉是指利用压气机代替鼓风机向锅炉炉膛输送助燃空气的锅炉。其炉膛中燃料的燃烧过程和烟气在炉膛受热面中的换热过程是在高于大气压力（一般达到0.2MPa-0.5MPa）下进行的。增压促进了燃料燃烧以及炉内传热过程，可有效提高锅炉的效率；同时，增压加强了燃料与空气的混合，促进了燃料的充分燃烧，有利于降低污染物的排放。另外，由于增压锅炉的传热效率高，因此可以提高锅炉受热面热负荷，增大各受热面的吸热率，从而减轻锅炉重量，减小锅炉尺寸。所以，与常规陆用锅炉相比，增压锅炉的尺寸和质量均较小，可显著降低锅炉房等初期投资费用。同时, 缩短了安装及其投运时间。在性能上，增压燃烧锅炉动态特性较好, 经济性、可靠性和可维护性较高。另外，在增压锅炉后安装热水或蒸汽余热锅炉，更能提高其经济性。

但另一方面，增压锅炉与常压锅炉有较大区别，由于增压锅炉炉膛容积热负荷比常规锅炉高得多，由此造成燃烧、传热、流动、材料、性能匹配等诸多关键技术与常规锅炉不同；而且用于锅炉供风的烟气涡轮增压机组集压气机、烟气涡轮和各种附属系统于一体，装置的结构、系统及调控都比较复杂，因此其启动性能、传热性能、燃烧性能等都是需要进行深入研究的重点。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，提供一种增压锅炉试验台专用炉膛，这种炉膛结构合理、安全可靠，炉膛产生的烟气参数稳定、易于控制；与燃烧器之间拆装方便、安全可控，便于研究燃烧器的性能；受热面组装方便、易于更换，便于传热性能的研究。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种增压锅炉试验台专用炉膛，包括内胆及外壳，外壳与内胆固定连接；内胆左侧设有与燃烧器连接的接口，内胆右侧设有与尾部烟道连接的接口，左侧外壳开设有冷却风总进口，在左侧外壳与内胆左侧间设有固定隔板，隔板上开设有若干个冷却风进口导流孔，内胆右侧沿周向开设有冷却风出口导流孔；在外壳、内胆上分别安装有压力传感器、温度传感器；同时贯穿外壳在内胆上开设观察孔；在内胆上开设有紧急排放口。

上述的一种增压锅炉试验台专用炉膛，在冷却风出口导流孔右侧的内胆与外壳间沿周向开设有冷却风出口辅助导流孔。

炉膛上分别设有炉膛内胆、冷却夹层、炉膛进口、炉膛出口的温度测点，炉膛内胆、冷却夹层、炉膛出口的压力测点等参数测点。可在保证增压锅炉试验安全的前提下，完成增压锅炉的研究工作。

本发明燃油和助燃风从左侧可以连接的燃烧器喷入内胆，在内胆中燃烧，炉膛右侧的风道接口可用于连接涡轮增压器或者受热面，外壳与内胆紧密固定，它与内胆的夹层流动的是罗茨风机或压气机输送的一部分空气，可起到对内胆降温的作用，燃烧生成的烟气从内胆尾部流出与冷却夹层中的空气在导流孔和辅助导流孔的作用下充分混合，再进入涡轮增压器做功。试验台工作时，在总供风管道上设有一个三通分流阀，将增压空气分成两路分别送到燃烧器和冷却夹层，可根据试验台的燃烧工况随时变更增压空气中助燃风与冷却风的比例，从而获得试验所需烟气的流量、温度、压力等参数。

本发明中涉及的炉膛具有以下特点：（1）利用内胆的高温高压烟气与冷却夹层的冷却风混合后去推动涡轮增压器正常工作，该结构调节方便，可精确控制烟气的温度、压力，以满足试验要求；（2）内胆烟气与冷却风的混合采用两圈沿圆周布置的主、副导流孔，既保证冷却风和烟气的均匀混合，同时可以稳定炉膛压力；（3）锅炉受热面布置在炉膛出口后，与炉膛采用法兰连接。更换受热面时只需从法兰处拆装即可，不受炉膛结构的影响。进行传热试验时炉膛可提供稳定的烟气，有利于获得准确的传热试验结果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明AA向剖视结构示意图。

图3为本发明BB向剖视结构示意图。

图中标记为：1炉胆，2外壳，3炉膛出口，4紧急排放口，5、6压力观测点，7、9温度观测点，8观察口，10燃烧器接口，11冷却风进口风室，12冷却风进口导流孔，13冷却风出口导流孔，14冷却风出口辅助导流孔，15外壳上的冷却风总进口，16隔板。

具体实施方式

一种增压锅炉试验台专用炉膛，包括内胆1及外壳2，外壳与内胆固定连接；内胆左侧设有与燃烧器连接的接口10，与燃烧器通过法兰连接，内胆右侧设有与尾部烟道连接的接口3，燃烧产生的烟气经炉膛出口即内胆的出口3排出，炉膛出口3可直接与涡轮增压器相连，用以研究增压锅炉的启动性能，炉膛出口3也可以和受热面相连，以研究增压锅炉的传热性能；左侧外壳开设有冷却风总进口15，在左侧外壳与内胆左侧间设有固定隔板16，隔板上开设有若干个冷却风进口导流孔12，内胆右侧沿周向开设有冷却风出口导流孔13，在冷却风出口导流孔右侧的内胆与外壳间沿周向开设有冷却风出口辅助导流孔14；在外壳、内胆上分别安装有压力传感器、温度传感器；同时贯穿外壳在内胆上开设观察孔8；在内胆上设有紧急排放口4。

来自于罗茨风机或涡轮增压器的压缩空气，经过三通阀分成两股，一股作为助燃风进入燃烧器，一股冷却风通过外壳上的冷却风总进口进入外壳与隔板之间的冷却风进口风室11，然后进入冷却风夹层；

紧急排放口，用于炉膛超压时紧急泄压，保证炉膛安全用；

测点5、6为压力测点，连接压力传感器，分别测量冷却风夹层以及炉膛内胆的压力，以保证炉膛安全运行；

测点7、9为温度测点，连接温度传感器，分别测量炉膛内及冷却风夹层的温度，以保证炉膛安全运行。

同时，可根据5、6、7、9各测点温度及压力参数进行运行调整，以保证炉膛出口烟气参数满足试验要求。

观察孔8位于炉膛冷却风夹层与炉膛内胆之间，通过观察孔8可直接观测到炉膛内胆壁面的情况，保证锅炉在安全温度下运行。

开孔12为冷却风进口导流孔，沿隔板的圆周面的圆心均布，冷却风从外壳上的冷却风总进口进入进口风室11后，通过冷却风进口导流孔12进入冷却风夹层，对炉膛内胆进行冷却，导流口12的环形布置可保证冷却风均匀地进入冷却风夹层，对整个内胆进行均匀冷却。冷却风出口导流孔13为冷却风和烟气的主导流口，在13后面又布置了辅助导流口，这两个导流孔主要是保证冷却风和烟气的均匀混合，同时可以稳定炉膛压力，从而保证增压锅炉的稳定运行。