CN220567209U - 燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，包括烟道，所述烟道入口与燃机尾气出口相连，所述烟道入口与锅炉燃烧气入口相连，所述烟道中设有补燃段，所述补燃段的结构包括保护罩和补燃管，所述保护罩具有一入口和一出口，保护罩出口位于其入口的沿烟道内烟气流向的下游位置，且保护罩入口与出口之间形成内流道；所述补燃管用于向所述内流道内通入燃料气，燃料气的燃烧区域位于所述内流道内；所述保护罩外壁与所述烟道内壁之间形成有外流道。目的是解决现有技术中，直接在烟道中设置补燃器导致补燃后烟气温度受烟道材料耐温的限制而不能太高，造成汽轮机的功率受限的问题。

Description

燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构

技术领域

本实用新型涉及燃机余热利用技术领域，尤其是一种燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构。

背景技术

为了提高能源的利用率，把燃气轮机与其它的热力循环或系统组合起来，互相取长补短，形成新的循环或系统，例如燃气蒸汽联合循环。燃机余热锅炉(HRSG)是燃气蒸汽联合循环的重要组成部分。其主要工作原理是通过在布置大量的换热管来吸收燃机排气的余热，产生蒸汽供汽机发电或供热及其他工艺用汽。

燃机余热锅炉具体应用时可采用多种技术方案实现，其中一种常用技术方案为烟道补燃，其结构参见图1，在燃机1的烟气出口与锅炉3烟气入口之间的烟道2中设置烟道补燃器(管)，通过在烟道中进行补燃，提高烟气温度。该结构存在的问题是，补燃后烟气温度受到烟道材料耐温的限制，不能太高，就导致使汽轮机的功率仅能达到与燃气轮机功率相同的程度。同时，烟道内部的耐高温材料及外部保温结构的寿命短，维护更换频繁。

实用新型内容

本实用新型提供一种燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，目的是解决现有技术中，直接在烟道中设置补燃器导致补燃后烟气温度受烟道材料耐温的限制而不能太高，造成汽轮机的功率受限的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，包括烟道，所述烟道入口与燃机尾气出口相连，所述烟道入口与锅炉燃烧气入口相连，所述烟道中设有补燃段，所述补燃段的结构包括保护罩和补燃管，所述保护罩具有一入口和一出口，保护罩出口位于其入口的沿烟道内烟气流向的下游位置，且保护罩入口与出口之间形成内流道；所述补燃管用于向所述内流道内通入燃料气，燃料气的燃烧区域位于所述内流道内；所述保护罩外壁与所述烟道内壁之间形成有外流道。

进一步技术方案为：

所述保护罩为沿烟道内烟气流向延伸的筒体，所述筒体的横截面为矩形、圆形或异形，所述保护罩的入口、出口分别位于所述筒体的两端。

所述保护罩的入口或/和出口设有端盖。

所述保护罩的入口横截面占所述烟道横截面的面积的1/2-3/4。

所述内流道和所述外流道的横截面面积相等或不相等。

所述保护罩采用耐高温金属材质。

所述烟道侧壁上设有保温层，保温层内侧、外侧分别设有耐高温板。

所述补燃管上设有燃料喷射口，所述保护罩内设有点火枪。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置保护罩，可耐燃烧瞬间高温，大大减少热辐射对烟道的损坏。进而使得补燃气温度不再受烟道材料限制，可大幅提高燃气轮机排气温度，提高后续蒸汽部分的循环效率，进而提高锅炉效率。

本实用新型的保护罩围成的内流道只流入部分烟气进行补燃燃烧，无需对烟道内所有烟气进行补燃，提高了燃烧效率。同时另一部分未从内流道通过的低温烟气从外流道通过时，可对保护壳进行冷却降温，对保护罩起到保护作用。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

图1为现有技术中燃机余热锅炉的烟道补燃的结构示意图。

图2为本实用新型实施例补燃结构的示意图。

图3为本实用新型实施例补燃结构的保护罩的立体结构示意图。

图中：1、燃机；2、烟道；3、锅炉；4、补燃管；5、耐高温板；6、保温层；7、保护罩；8、外流道；9、点火枪；71、端盖；72、内流道。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图2所示，本实施例的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，包括烟道2，烟道2入口与燃机1尾气出口相连，烟道2入口与锅炉3燃烧气入口相连，烟道2中设有补燃段，补燃段的结构包括保护罩7和补燃管4，保护罩7具有一入口和一出口，保护罩7出口位于其入口的沿烟道2内烟气流向的下游位置，且保护罩7入口与出口之间形成内流道72；补燃管4用于向内流道72内通入燃料气，燃料气的燃烧区域位于内流道72内；保护罩7外壁与烟道2内壁之间形成有外流道8。

本实施例的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构的工作原理：

烟气(温度大概在500-600℃)从烟道2入口进入，当流道保护罩7入口端时，部分烟气进入内流道72，另一部分烟气进入外流道8，流入内流道72的烟气与补燃管4通入的燃料气混燃，燃烧区被限制在保护罩7内，根据燃料不同，燃烧区域的温度大概在800-1200℃，燃烧后的烟气从保护罩7出口端流出，与外流道中的原烟气混合，从烟道2输入到锅炉。

本实施例的保护罩是承受燃烧区高温的结构，可耐燃烧瞬间高温，保护罩将高温区与烟道隔离开，大大减少热辐射对烟道的损坏减少了烟道承受的热辐射。补燃后烟气温度不再受到烟道材料耐温的限制，从而提高烟气的排烟温度，提高后续造成汽轮机的功率。同时，保护罩虽然承受燃烧区高温影响，但是外流道中流过的原烟气温度较低，对保护罩起到了冷却作用，可降低保护罩所受的热辐射。此外，本实施例的补燃结构不需要对所有经过烟道的烟气进行燃烧，只对流经内流道的烟气进行补燃，极大的提高了热效率。

由于保护罩是承受燃烧区高温的结构，因此可采用耐高温金属材质，具体可采用310S不锈钢材料。

如图2所示，烟道2侧壁上设有保温层6，保温层6内侧、外侧分别设有耐高温板5。由于保护罩将燃烧区与烟道隔离开，烟道主体不必承受高温，因此扩大了烟道内壁的耐高温材料及保温结构的选择性。因此，耐高温板5的材质不必采用310S不锈钢，而是采用普通耐高温不锈钢材质即可，如904不锈钢。或者可以仅将对应于保护罩部分的烟道内的耐高温板5设置成310S不锈钢材料，而其他区域的耐高温板5则采用普通耐高温不锈钢材质，从而可大幅节约成本。此外，耐高温板5以及用于烟道绝热的保温层6由于所受的热辐射大幅降低，使用寿命增加，无需频繁维护和更换。

作为一种具体实施方式，参见图3，保护罩7为沿烟道2内烟气流向延伸的筒体，筒体的横截面为矩形、圆形或异形，保护罩7的入口、出口分别位于筒体的两端。

作为一种具体实施方式，保护罩7的入口或/和出口设有端盖71。端盖的目的是控制入口流量，是否设置端盖及端盖的面积可根据实际需要设置。

作为一种具体实施方式，保护罩7的入口横截面占烟道2横截面的面积的1/2-3/4。

作为一种具体实施方式，内流道72和外流道8的横截面面积相等或不相等，如图2所示，保护罩7外壁与烟道2内壁之间间距L根据实际情况确定。

保护罩7的长度，即沿烟气流向的尺寸根据所使用的燃料气点燃时燃烧火焰长度、所需的补燃温度和锅炉相关参数决定。

具体的，燃料气可采用甲烷。

具体的，补燃管4上设有燃料喷射口，保护罩7内设有点火枪9。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，包括烟道(2)，所述烟道(2)入口与燃机(1)尾气出口相连，所述烟道(2)入口与锅炉(3)燃烧气入口相连，所述烟道(2)中设有补燃段，其特征在于，所述补燃段的结构包括保护罩(7)和补燃管(4)，所述保护罩(7)具有一入口和一出口，保护罩(7)出口位于其入口的沿烟道(2)内烟气流向的下游位置，且保护罩(7)入口与出口之间形成内流道(72)；

所述补燃管(4)用于向所述内流道(72)内通入燃料气，燃料气的燃烧区域位于所述内流道(72)内；

所述保护罩(7)外壁与所述烟道(2)内壁之间形成有外流道(8)。

2.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述保护罩(7)为沿烟道(2)内烟气流向延伸的筒体，所述筒体的横截面为矩形、圆形或异形，所述保护罩(7)的入口、出口分别位于所述筒体的两端。

3.根据权利要求2所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述保护罩(7)的入口或/和出口设有端盖(71)。

4.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述保护罩(7)的入口横截面占所述烟道(2)横截面的面积的1/2-3/4。

5.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述内流道(72)和所述外流道(8)的横截面面积相等或不相等。

6.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述保护罩(7)采用耐高温金属材质。

7.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述烟道(2)侧壁上设有保温层(6)，保温层(6)内侧、外侧分别设有耐高温板(5)。

8.根据权利要求1所述的燃机余热锅炉燃烧器烟道自冷式补燃结构，其特征在于，所述补燃管(4)上设有燃料喷射口，所述保护罩(7)内设有点火枪(9)。