CN204755084U - 燃机背压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃机背压保护装置，包括变径烟道及增压风机。变径烟道连接烟气冷凝换热器的烟气入口及与余热锅炉连接的烟囱。增压风机设于变径烟道内，变径烟道的直径从烟囱向增压风机方向渐缩变化。如此，由于采用了渐缩结构的变径烟道，并通过增压风机增大烟气冷凝换热器的烟气入口处的压力，克服烟气阻力增大的影响，形成较稳定的烟气流场。

Description

燃机背压保护装置

技术领域

本实用新型涉及能源领域，尤其是涉及一种燃机背压保护装置。

背景技术

烟气余热深度回收系统是在余热锅炉之后设置深度利用烟气冷凝换热器系统，利用余热锅炉尾部的低温烟气的余热进行深度换热，置换出烟气的低温余热，用于集中供暖。但是，由于在余热锅炉尾部设置了烟气冷凝换热器系统，烟气阻力增大，难以维持燃机背压在正常水平。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型需要提供一种燃机背压保护装置。

根据本实用新型实施方式的燃机背压保护装置，包括变径烟道及增压风机。所述变径烟道连接烟气冷凝换热器的烟气入口及与余热锅炉连接的烟囱。所述增压风机设于所述变径烟道内，所述变径烟道的直径从所述烟囱向所述增压风机方向渐缩变化。

本实用新型实施方式的燃机背压保护装置中，由于采用了渐缩结构的所述变径烟道，并通过所述增压风机增大所述烟气冷凝换热器的所述烟气入口处的压力，克服烟气阻力增大的影响，形成较稳定的烟气流场。

在一些实施方式中，所述烟囱内设有第一挡板门，所述变径烟道内设有第二挡板门，所述烟气冷凝换热器的烟气出口设有第三挡板门，所述第一挡板门、所述第二挡板门及所述第三挡板门与所述增压风机联锁以保证所述增压风机故障时能快速泄压。

在一些实施方式中，所述燃机背压保护装置还包括用于控制所述第一挡板门、所述第二挡板门、所述第三挡板门及所述增压风机的DCS控制系统。

在一些实施方式中，所述烟气冷凝换热器内设有集水槽，所述集水槽连接有多个喷头。

在一些实施方式中，所述烟气冷凝换热器连接有用于向所述集水槽供水的水泵。

在一些实施方式中，所述水泵连接有补水阀。

在一些实施方式中，所述烟气冷凝换热器连接有排水阀。

在一些实施方式中，所述燃机背压保护装置还包括设于所述烟气冷凝换热器内的压力传感器及温度传感器。

在一些实施方式中，所述烟气出口与所述烟气入口之间设有旁路烟道。

在一些实施方式中，所述旁路烟道设有第四挡板门。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的燃机背压保护装置的烟气系统示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实用新型公开的燃机背压保护装置10应用于大型燃气热电联产机组的烟气余热深度回收系统，以确保在烟气余热深度回收系统出现故障时，燃机背压均能维持在安全范围内。

请参阅图1，燃机背压保护装置10包括变径烟道12、增压风机14、旁路烟道36、第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26、温度传感器、压力传感器、DCS控制系统。

变径烟道12连接竖直圆柱状的烟囱20及烟气冷凝换热器16的烟气入口160。烟囱20连接余热锅炉18以接收余热锅炉18尾部的低温烟气。低温烟气经烟囱20进入变径烟道12，再流入烟气冷凝换热器16中进行冷凝换热，最后再回流到烟囱20中排出。变径烟道12横向布置，变径烟道12在第二挡板门24与增压风机14之间的截面呈渐缩结构，以增大烟气压力从而克服烟气阻力。

增压风机14设于变径烟道12中，靠近烟气冷凝换热器16的烟气入口160。增压风机14为低转速风机且动叶可调，在实现烟气量可变的前提下。提高了设备的稳定性。增压风机14是保证烟气冷凝换热器16稳定性的关键设备。为避免增压风机14因失电停运，一方面要开启第一挡板门22以保证燃机背压不超过设定的限值，另一方面，当增压风机14故障停运时，应将增压风机14的动叶角度调整到最大角度，以尽可能的降低通流阻力，减少对燃机背压的影响。

旁通烟路36连接烟气冷凝换热器16的烟气入口160与烟气出口162，旁通烟路36呈竖直圆柱状。

第一挡板门22设于烟囱20内，第二挡板门24设于变径烟道12内且设于烟囱20与增压风机14之间，第三挡板门26设于烟气冷凝换热器16的烟气出口162处，第四挡板门28设于旁通烟路36内，第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26及第四挡板门28与增压风机14联锁。第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26及第四挡板门28设置为10s快开挡板门22。第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26及第四挡板门28为挡板门系统。

第二挡板门24与第三挡板门26在烟气冷凝换热器16正常运行时处于开启状态，增压风机14运行正常，第一挡板门22及第四挡板门28处于关闭状态，至少有一台水泵30运行。水泵30、第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26、第四挡板门28开关状态及增压风机14的运行状态通过DCS控制系统显示在系统操作台。第二挡板门24与第三挡板门26的开关于挡板门系统密封风机启停联锁，烟气冷凝换热器16正常运行时挡板系统密封风机停止。烟气冷凝换热器16正常运行条件下，烟气冷凝换热器16的烟气出口162处的净烟气温度低于除雾器正常运行设定限值。

烟气冷凝换热器16紧急停运类型一：

(1)正常运行时第二挡板门24关闭；

(2)正常运行时第三挡板门26关闭；

(3)除雾器入口烟气温度>80℃；

(4)所有水泵30故障停运；

(5)集水槽164的液位达到H3值；

(6)集水槽164液位达到L3值；

其中，烟气冷凝换热器16设有三个高液位报警点，分别为H1、H2和H3。当烟气冷凝换热器16液位达到H1时，发出高液位报警信号。当烟气冷凝换热器16液位达到H2时，在发出高液位报警信号的同时启动排污阀排污15min，以降低液位。当烟气冷凝换热器16液位达到H3时，发出高液位报警信号，由于H3＞H2，此时排污阀已经打开，为避免液位进一步升高达到H3时，打开排水阀34，并执行打开第一挡板门22和停止增速风机14的操作。

烟气冷凝换热器16液位设有三个低液位报警点，分别是L1、L2和L3。当烟气冷凝换热器16液位达到L1时，发出低液位报警信号。当烟气冷凝换热器16液位达到L2时，发出低液位报警信号的同时启动补水阀32补水15min，以提高液位。当液位达到L3时，发出低液位报警信号，由于L3＜L2，此时补水阀32已打开，为避免液位的进一步降低对水泵30的危害，需要进行烟气系统和水泵30停机操作。

当烟气冷凝换热器16满足上述任一条件时，紧急停运保护顺序如下：

(1)第一挡板门22开启；

(2)延时5S关闭增压风机14；

(3)对于非第二挡板门24关闭故障，关闭第二挡板门24；

(4)对于非第三挡板门26关闭故障，关闭第三挡板门26；

(5)启动挡板门系统密封风机

系统紧急停运的条件类型二：

(1)烟气冷凝换热器16失电；

(2)增压风机14故障停运；

对于系统紧急停运的条件类型二，满足上述任一条件，紧急停运顺序为：

(1)第一挡板门22开启；

(2)仅保留一台水泵30运行；

紧急停运条件类型二将导致增压风机14停运，此时需向DSC控制系统发出增压风机14停运信号以启动第一挡板门22，保证燃机背压不超过设定的限值。打开第一挡板门22后，可保证主机安全的情况下根据烟气冷凝换热器16维护和操作程序进行烟气冷凝换热器16系统的检查和修复。

增压风机14的油站及执行机构均采用双电源，当出现主电源故障时可通过快切备用电源，保证油站和执行机构的供电安全，从而为增压风机14失电停运时的动叶全开创造条件。

系统紧急停运的条件类型三：

烟气冷凝换热器16的烟气入口160的烟气压力≥500Pa，延时10s。

对于满足系统紧急停运的条件类型三时，紧急停运顺序为：

第一挡板门22开启。

对于上述三类紧急停运，均涉及第一挡板门22。考虑到第一挡板门22由DCS控制系统控制，因此在发生上述任一紧急停运条件时均需要DCS控制系统发送故障信号实现自动打开第一挡板门22操作，避免对主机运行产生影响。

根据本实用新型实施方式的燃机背压保护装置10，包括变径烟道12及增压风机14。变径烟道12连接烟气冷凝换热器16的烟气入口160及与余热锅炉18连接的烟囱20。增压风机14设于变径烟道12内，变径烟道12的直径从烟囱20向增压风机14方向渐缩变化。

本实用新型实施方式的燃机背压保护装置10中，由于采用了渐缩结构的变径烟道12，并通过增压风机14增大烟气冷凝换热器16的烟气入口160处的压力，克服烟气阻力增大的影响，形成较稳定的烟气流场。

在本实施方式中，烟囱20内设有第一挡板门22，变径烟道12内设有第二挡板门24，烟气冷凝换热器16的烟气出口162设有第三挡板门26，第一挡板门22、第二挡板门24及第三挡板门26与增压风机14联锁以保证增压风机14故障时能快速泄压。

如此，通过将增压风机14动作与第一挡板门22、第二挡板门24及第三挡板门26的动作设置联锁反应，保证在增压风机14故障情况下，快速泄压，维持燃机背压在正常水平。

在本实施方式中，燃机背压保护装置10还包括用于控制第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26及增压风机14的DCS控制系统。

如此，通过DCS控制系统控制第一挡板门22、第二挡板门24、第三挡板门26及增压风机14动作以维持燃机背压在正常水平。

在本实施方式中，烟气冷凝换热器16内设有集水槽164，集水槽164连接有多个喷头166。

如此，通过集水槽164与喷嘴166向下喷淋冷水以实现烟气冷凝换热。

在本实施方式中，烟气冷凝换热器16连接有用于向集水槽164供水的水泵30。

如此，通过水泵30向集水槽164供水。

在本实施方式中，水泵30连接有补水阀32。

如此，当烟气冷凝换热器16液位过低缺水时打开补水阀32向烟气冷凝换热器16内补水。

在本实施方式中，烟气冷凝换热器16连接有排水阀34。

如此，当烟气冷凝换热器16液位过高时打开排水阀34排水以避免烟气冷凝换热器16液位过高。

在本实施方式中，燃机背压保护装置10还包括设于烟气冷凝换热器16内的压力传感器(图未标)及温度传感器(图未标)。

如此，通过压力传感器与温度传感器检测烟气冷凝换热器16内的压力与温度以便于控制燃机背压保护装置10。

在本实施方式中，烟气出口162与烟气入口160之间设有旁路烟道36。

如此，当增压风机14故障时，通过旁路烟道36增大泄压截面，最大程度上保证燃机背压不受影响。

在本实施方式中，旁路烟道36设有第四挡板门28。

如此，通过第四挡板门28控制旁路烟道36的通闭。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃机背压保护装置，其特征在于，包括：

变径烟道，所述变径烟道连接烟气冷凝换热器的烟气入口及与余热锅炉连接的烟囱；及

设于所述变径烟道内的增压风机，所述变径烟道的直径从所述烟囱向所述增压风机方向渐缩变化。

2.根据权利要求1所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述烟囱内设有第一挡板门，所述变径烟道内设有第二挡板门，所述烟气冷凝换热器的烟气出口设有第三挡板门，所述第一挡板门、所述第二挡板门及所述第三挡板门与所述增压风机联锁以保证所述增压风机故障时能快速泄压。

3.根据权利要求2所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述燃机背压保护装置还包括用于控制所述第一挡板门、所述第二挡板门、所述第三挡板门及所述增压风机的DCS控制系统。

4.根据权利要求2所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述烟气冷凝换热器内设有集水槽，所述集水槽连接有多个喷头。

5.根据权利要求4所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述烟气冷凝换热器连接有用于向所述集水槽供水的水泵。

6.根据权利要求5所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述水泵连接有补水阀。

7.根据权利要求6所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述烟气冷凝换热器连接有排水阀。

8.根据权利要求7所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述燃机背压保护装置还包括设于所述烟气冷凝换热器内的压力传感器及温度传感器。

9.根据权利要求2所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述烟气出口与所述烟气入口之间设有旁路烟道。

10.根据权利要求9所述的燃机背压保护装置，其特征在于，所述旁路烟道设有第四挡板门。