一種增壓鍋爐試驗臺的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及增壓鍋爐試驗臺。
【背景技術】
[0002]增壓鍋爐是利用渦輪增壓器替代汽輪鼓風機向鍋爐爐膛輸送具有一定壓力和溫度助燃空氣的鍋爐。增壓鍋爐試驗臺是對增壓鍋爐啟動、燃燒、工作等特性進行試驗的平臺。
[0003]渦輪增壓器是由煙氣渦輪和壓氣機組成，它是利用燃燒生成的煙氣慣性沖力來推動渦輪，渦輪機又帶動同軸的壓氣機，壓氣機葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入爐膛。為使增壓鍋爐能冷態(tài)啟動，在零負荷時，因為沒有燃燒生成的煙氣所以必須安裝輔助汽輪機;同理在低負荷時，燃燒生成的煙氣量不足，渦輪機功率無法滿足壓氣機的功率要求也需要通過輔助汽輪機進行功率補足。目前增壓鍋爐的啟動主要是通過從儲汽筒中抽取蒸汽來推動輔助汽輪機，再通過聯(lián)軸節(jié)帶動渦輪增壓器，當啟動完成后斷開聯(lián)軸節(jié)，渦輪增壓器即可獨立運轉。采用這種啟動方式系統(tǒng)結構復雜，成本高昂，不能滿足新形勢下重量尺寸和經(jīng)濟性等要求。
[0004]現(xiàn)在也有針對增壓鍋爐試驗臺的改進方案，如一種小型增壓鍋爐實驗臺及其供風方法(201310689887.5)，其是由增壓器、增壓鍋爐、羅茨風機等組成，該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，羅茨風機出風口經(jīng)管路接增壓鍋爐進風口。羅茨風機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)進入增壓鍋爐，增壓鍋爐排出的高溫煙氣推動煙氣渦輪做功，煙氣渦輪將高溫煙氣的熱能轉化為動能繼而驅動增壓器。該方案雖然可省去輔助汽輪機及配套的減速器和蒸汽管路等，仍有調節(jié)方式不完善、功能較單一的問題，并且所用羅茨風機從啟動到鍋爐正常工作都一直在運轉，能耗較大。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現(xiàn)有增壓鍋爐啟動系統(tǒng)的上述技術問題，提供一種增壓鍋爐試驗臺，這種試驗臺啟動快速、調節(jié)方便，節(jié)約能耗。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0007]增壓鍋爐試驗臺由羅茨風機、燃燒器、鍋爐、渦輪增壓器及燃油栗組成；
[0008]羅茨風機依次經(jīng)止回閥、三通、空氣流量計、三通分流閥接入燃燒器入口 ；
[0009]壓氣機入口接有濾清器、消音器，壓氣機出口經(jīng)止回閥接入三通的其中一個入口 ；
[0010]三通分流閥另一出口接入冷卻風套；
[0011 ]燃油栗經(jīng)流量調節(jié)閥、燃油流量計接入燃燒器；
[0012]鍋爐的爐膛內膽連接有壓力傳感器和熱電偶，壓力傳感器和熱電偶的輸出值連接到控制器，由控制器對燃油栗的流量調節(jié)閥進行流量控制；
[0013]壓氣機出口連接有壓力傳感器，壓力傳感器與控制器及渦輪機的旁通閥連接，由控制器對羅茨風機的轉速進行調節(jié)；
[0014]鍋爐爐膛內的煙氣與冷卻風套中的空氣經(jīng)靜態(tài)混合器混合后，再經(jīng)蝶閥、煙氣流量計接入渦輪機的入口，煙氣流量計還連接有旁通閥，旁通閥出口與渦輪機的出口連接到消音器；
[0015]羅茨風機與止回閥之間設有第一放氣閥，壓氣機與止回閥之間設有第二放氣閥。
[0016]羅茨風機的出口及壓氣機出口連接到三通的兩個入口，再由三通的出口連接到燃燒器及爐膛冷卻風套的入口，形成了一條混合供風管路。
[0017]渦輪增壓器包括壓氣機及渦輪機。
[0018]本發(fā)明采取的啟動方案是:首先通過羅茨風機給燃燒器供風，當檢測到壓氣機出口空氣壓力比羅茨風機出口空氣壓力大時，將壓氣機管路上第二放氣閥逐步關閉，并同時將羅茨風機管路上第一放氣閥逐步打開，以保證燃燒器在正常的供風流量、壓力范圍內燃燒，實現(xiàn)啟動過程。該過程簡單可靠，使增壓鍋爐試驗臺具備優(yōu)良的啟動性能。
[0019]通過供風管道的三通結構，可以保障燃燒器的供風持續(xù)而平穩(wěn)；當壓氣機所提供的空氣不足時，可啟動羅茨風機進行補足;渦輪增壓器的渦輪機進口設有廢氣旁通閥，當檢測到壓氣機出口空氣壓力過高時，廢氣旁通閥可根據(jù)壓力大小適當?shù)亻_度將多余的煙氣旁通排出。
[0020]來自內膽的煙氣和冷卻風套的空氣可在鍋爐尾部的靜態(tài)混合器內充分混合，再進入渦輪增壓器。
[0021]增壓鍋爐內的壓力和溫度信號以及渦輪增壓器的壓氣機出口空氣壓力信號可反饋到控制器，從而控制燃油的流量調節(jié)閥或者調節(jié)羅茨風機、渦輪機，由此可控制增壓鍋爐試驗臺在正常壓力、溫度范圍內工作。
[0022]三通分流閥的兩個出口分別與燃燒器和冷卻風套連接，可通過手動調節(jié)控制進入燃燒器和冷卻風套的風量比例，使得燃燒和冷卻保持均衡。
[0023]渦輪增壓器內渦輪機的進口設有廢氣旁通閥，當壓氣機出口空氣壓力過高時，可通過機械結構控制廢氣旁通閥的開度，維持目標增壓壓力。
[0024]本發(fā)明增壓鍋爐試驗臺調節(jié)方式多變，可適應復雜工況。
[0025]本發(fā)明增壓鍋爐試驗臺通過變頻調節(jié)、閥門調節(jié)等結構精準控制進入渦輪增壓器煙氣的技術參數(shù)，無需添置輔助汽輪機，無需搭建多余蒸汽管路，顯著節(jié)省生產(chǎn)成本。并且羅茨風機只需在增壓鍋爐試驗臺啟動時工作，啟動過程完成后即可關閉以節(jié)省能耗。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0027]圖中標記為:I止回閥，2燃油栗，3空氣流量計，4流量調節(jié)閥，5三通分流閥，6燃油流量計，7控制器，8壓力傳感器，9熱電耦，10冷卻風套，11鍋爐內膽，12靜態(tài)混合器，13安全閥，14蝶閥，15煙氣流量計，16旁通閥，17消音器，18渦輪機，19壓氣機，20壓力傳感器，21消音器，22濾清器，23控制器，24第二放氣閥，25止回閥，26第一放氣閥，27羅茨風機，28燃燒器，29鍋爐。
【具體實施方式】
[0028]參照附圖，增壓鍋爐試驗臺由羅茨風機27、燃燒器28、鍋爐29、渦輪增壓器及燃油栗2組成;渦輪增壓器包括渦輪機18和壓氣機19。
[0029]羅茨風機依次經(jīng)止回閥1、三通、空氣流量計3、三通分流閥5接入燃燒器28的入口 ；
[0030]壓氣機19入口接有濾清器22、消音器21，壓氣機出口經(jīng)止回閥23接入三通的其中一個入口；
[0031]三通分流閥另一出口接入冷卻風套10;
[0032]燃油栗2經(jīng)流量調節(jié)閥4、燃油流量計6接入燃燒器28;
[0033]鍋爐的爐膛內膽連接有壓力傳感器8和熱電偶9，壓力傳感器和熱電偶的輸出值連接到控制器7，由控制器對燃油栗的流量調節(jié)閥4進行流量控制；
[0034]壓氣機19出口連接有壓力傳感器18，壓力傳感器與控制器23及渦輪機的旁通閥16連接，由控制器對羅茨風機的轉速進行調節(jié)；
[0035]鍋爐爐膛內的煙氣與冷卻風套中的空氣經(jīng)靜態(tài)混合器12混合后，再經(jīng)蝶閥14、煙氣流量計15接入禍輪機的入口，煙氣流量計還連接有旁通閥16，旁通閥出口與禍輪機的出口連接到消音器17;
[0036]羅茨風機與止回閥之間設有第一放氣閥26，壓氣機與止回閥之間設有第二放氣閥24。
[0037]啟動時，先將第一放氣閥置于關閉、第二放氣閥置于打開狀態(tài)，啟動羅茨風機將空氣升壓，并輸送至燃燒器，同時燃油栗開始工作，將燃油輸送至燃燒器，使燃燒器在低負荷下工作燃燒。產(chǎn)生的煙氣經(jīng)內膽與來自冷卻風套的空氣通過靜態(tài)混合器進行混合，再進入渦輪增壓器推動渦輪機工作，由于渦輪增壓器與壓力機同軸，就查帶動壓氣機產(chǎn)生壓縮空氣，當檢測到壓氣機出口空氣壓力高于羅茨風機出口空氣壓力時，逐步關閉第二放氣閥、逐步打開第一放氣閥，直至第二放氣閥完全關閉、第一放氣閥完全打開，待渦輪增壓器能穩(wěn)定工作后逐步通過控制器通過變頻的方式調節(jié)減小羅茨風機的供風量，至完全關閉羅茨風機，再由控制器提高燃燒器負荷，即通過提升供油量和供風量再緩慢提高燃燒器負荷，即完成增壓鍋爐試驗臺的啟動過程。
[0038]增壓鍋爐試驗臺工作過程中，增壓鍋爐內的壓力和溫度信號可反饋到控制器，從而控制燃油的流量調節(jié)閥；同時渦輪增壓器的壓氣機出口空氣壓力信號也反饋到控制器，從而調節(jié)羅茨風機的出風量和壓力、渦輪機的進口煙氣量、壓氣機出口的風量和壓力，由此可控制增壓鍋爐試驗臺在正常壓力、溫度范圍內工作。
[0039]供風管路上空氣流量計與燃燒器之間裝有三通分流閥，可通過手動調節(jié)控制進入燃燒器和冷卻風套的風量比例，使得燃燒和冷卻保持均衡。
[0040]在鍋爐尾部出口與蝶閥之間旁通安裝有安全閥，當煙氣壓力過高時可通過安全閥泄壓，保證管路安全。
[0041 ] 渦輪增壓器的渦輪機進口設有廢氣旁通閥，當壓氣機出口空氣壓力過高時，可通過機械結構控制廢氣旁通閥的開度泄放煙氣，維持目標增壓壓力。
【主權項】
1.增壓鍋爐試驗臺由羅茨風機、燃燒器、鍋爐、渦輪增壓器及燃油栗組成;其特征在于: 羅茨風機依次經(jīng)止回閥、三通、空氣流量計、三通分流閥接入燃燒器入口 ； 壓氣機入口接有濾清器、消音器，壓氣機出口經(jīng)止回閥接入三通的其中一個入口； 三通分流閥另一出口接入冷卻風套； 燃油栗經(jīng)流量調節(jié)閥、燃油流量計接入燃燒器； 鍋爐的爐膛連接有壓力傳感器和熱電偶，壓力傳感器和熱電偶的輸出值連接到控制器，由控制器對燃油栗的流量調節(jié)閥進行流量控制； 壓氣機出口連接有壓力傳感器，壓力傳感器與控制器及渦輪機的旁通閥連接，由控制器對羅茨風機的轉速進行調節(jié)； 鍋爐爐膛內的煙氣與冷卻風套中的空氣經(jīng)靜態(tài)混合器混合后，再經(jīng)蝶閥、煙氣流量計接入渦輪機的入口，煙氣流量計還連接有旁通閥，旁通閥出口與渦輪機的出口連接到消音器； 羅茨風機與止回閥之間設有第一放氣閥，壓氣機與止回閥之間設有第二放氣閥。
【專利摘要】增壓鍋爐試驗臺由羅茨風機、燃燒器、鍋爐、渦輪增壓器及燃油泵組成；羅茨風機經(jīng)三通分流閥接入燃燒器入口；壓氣機出口接入三通的其中一個入口；三通分流閥另一出口接入冷卻風套；燃油泵接入燃燒器；羅茨風機與止回閥之間設有第一放氣閥，壓氣機與止回閥之間設有第二放氣閥；鍋爐的爐膛連接有壓力傳感器和熱電偶，壓氣機出口連接有壓力傳感器，由控制器對燃油泵的流量調節(jié)閥的流量、羅茨風機的轉速進行調節(jié)。本實用新型通過變頻調節(jié)、閥門調節(jié)等結構精準控制進入渦輪增壓器煙氣的技術參數(shù)，無需添置輔助汽輪機，無需搭建多余蒸汽管路，顯著節(jié)省生產(chǎn)成本。并且羅茨風機只需在增壓鍋爐試驗臺啟動時工作，啟動過程完成后即可關閉以節(jié)省能耗。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN205192774
【申請?zhí)枴緾N201521023289
【發(fā)明人】徐璋, 楊洪偉, 何磊, 符葉曄, 孟凡喜, 李莎, 鐘英杰
【申請人】浙江工業(yè)大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月11日