CN2814174Y - 带有用于燃烧汽化气体的燃烧器的液化气油轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液化气油轮，其带有用于燃烧汽化气体的燃烧装置，其中，所述燃烧装置具有涡旋式燃烧器、燃烧室和混合装置。所述涡旋式燃烧器具有燃烧器头部，该燃烧器头部成锥形地逐渐减小至出口直径，圆柱形稳定区域与所述燃烧器头部邻接，所述圆柱形稳定区域的直径等于所述出口直径，且所述稳定区域的长度至少是所述出口直径的20％；直径较大的圆柱形预燃室与稳定区域直接邻接，所述预燃室的长度对直径的比率至少是L/D＝0.33，后燃室与所述预燃室邻接，该后燃室的直径大于所述预燃室的直径；所述混合装置具有截锥体形的出口区域和用于混合空气的输送管路。

Description

带有用于燃烧汽化气体的燃烧器的液化气油轮

发明领域

本实用新型涉及一种带有燃烧装置的液化气油轮，该燃烧装置用于燃烧汽化气体，该气体由于技术原因出现在各个液化气油轮或者液化气货船上。

背景技术

因为液化气油轮上的液化气罐的有限热绝缘和类似的有限压力阻力，必须对气体进行安全处理，所述气体的连续蒸发量随极冷液化气(任何种类的液化气，如天然气、甲烷、氢气、丁烷...)的不同而变化。显而易见，这儿主要的解决方法是为了推进或者其他原因，将其在液化气油轮或者船上直接燃烧掉。在已知的液化气油轮中，特别研制的燃气发动机可用于此目的。然而，因为会有规律地发生燃气发动机不运行(港口的装卸货日数等)的情况，所以这种用途是不充分的，因此，随着进一步处理和加工的可能性，已经提出对汽化气体进行再液化或者燃烧。为了在万一发生故障时维持安全性，必须留有余量，所以，对产生的气体专门进行再液化是非常昂贵的，因此，一般来说，另外甚至是专门决定，可通过燃烧来处理不用于推进目的的气体。

在汽化气体的燃烧中，不言而喻，为安全起见，必须确保产生的废气不超过一定温度，目前拟订的最大温度为450℃。这不易在技术上获得，这是因为在切断推进装置时，大量的汽化气体被释放，且由于最终温度是相对较低的450℃，所以需要大量的混合空气，且必须以从烟道产生没有流层(streak)的热气体的方式来进行所述混合，其中，所述混合空气必须在燃烧过程中或者燃烧之后被混合。

也已经发现，所产生的汽化气体应该在货船甲板上方的有锥度的引出口内燃烧，因此，尽可能使自由产生的火焰不能到达货船上层结构的任何部分附近，尽管在风位不利的情况下从未完全排除这种情况，因此这种解决方法从安全观点的角度看也必须视为是不令人满意的。

发明概述

本实用新型的目的在于提供用于燃烧液化气油轮上的汽化气体的方法，该方法从成本观点的角度看必须是安全和可接受的，且利用该方法，可以确保所产生的汽化气体的安全和完全燃烧，火焰稳定，即使在该处存在大量的剩余空气的情况下。

在带有用于燃烧汽化气体的燃烧装置的液化气油轮中，其中，燃烧装置由涡旋式燃烧室和混合装置组成，其中，涡旋式燃烧室带有用于汽化气体的气体供给设备和燃烧空气供给设备，燃烧室用于使气体与燃烧空气一起完全燃烧，混合装置用于将从燃烧室产生的废气与混合空气混合，可以这样获得这一目的，即涡旋式燃烧器具有燃烧器头部，该燃烧器头部成锥形地渐缩至出口直径，在燃烧器头部之后紧接着是圆柱形的稳定区域，稳定区域的直径与出口直径相等，且其长度至少是出口直径的20％，稳定区域之后紧接着是直径较大的圆柱形预燃室，其长度与直径的比率至少为L/D＝0.33，预燃室之后紧接着是圆柱形后燃室，该后燃室的直径大于预燃室的直径，且该后燃室的长度大于其直径，其中，混合装置具有截锥体形的出口区域和同心地围绕在出口区域周围的输送管路，其中，截锥体形的出口区域设有若干出口小孔，以产生废气的若干单独射流，所述输送管路用于供给混合空气。

借助于产生流动技术效应的各种方法的组合，产生了非常紧凑的火焰，其稳定可靠地燃烧，即使存在大量的过量空气，且废气被有效地混入混合空气，因此，获得了废气，该废气是基本自由的多股热气体，且其排气温度易于控制。

圆柱形稳定区域的长度可以是出口直径的25％、30％或40％或者可在所提及的数字之间。

预燃室的L/D比率可以是至少0.5、0.75、1.0或1.25。

为了更进一步提高废气与混合空气的混合，设置一涡旋式设备，以用于使输送的混合空气产生涡旋。

优选地，混合装置的截锥体形的出口区域包括与燃烧室的纵轴成大约30°的半锥角。

附图说明

从下面参考附图叙述的优选实施例中，本实用新型的其他优点和特征将变得更加明显，其中：

图1是依照本实用新型的带有燃烧装置的液化气油轮的示意性视图；

图2示出燃烧装置的侧视图；

图3示出图2中的燃烧装置的示意性侧视图，部分是截面图；

图4示出燃烧装置的各个变例，该燃烧装置带有封闭的圆形管道，用于将汽化气体混入冷的混合气体中(在燃烧装置万一发生故障的情况下)。

具体实施方式

图1示意性地示出图2和3所示的燃烧装置10依照本实用新型的排列，其中，燃烧装置10在液化气油轮14的烟道结构12内，液化气油轮的燃气发动机16的排气管道或排气筒也在该烟道结构12内，因此，燃烧装置可被结合到烟道结构中，该烟道结构已经存在或者将以任何方式被提供。

燃烧气通过输送管路20以汽化气体形式被分配到燃烧装置10内，该输送管路20与货船的液化气油轮及安全控制装置22连通。安全控制装置22包括安全阀和截止阀以及压力控制器，以便输送燃烧气，仅仅由于该燃烧气以可控方式从液化气油轮持久蒸发到燃烧装置，该液化气可在输送管路20内保持于一定的压力下(通常小于200毫巴)。

图2和3涉及用于本实用新型的燃烧装置10，图2示出侧视图，图3示出局部为截面图的侧视图。

燃烧装置垂直地连接到安装框架26上，因此，产生的废气垂直地向上排放到大气中。涡旋式燃烧装置28在燃烧室30内工作，该燃烧室30被用于输送混合空气的输送管路32包围，所述输送管路32形成了外部护套。两个轴流式风机36将混合空气输入燃烧室30和用于输送混合空气的输送管路32之间的环形区域38中，各自的开口沿切线方向设置，如图3所示，因此，涡旋运动被施加于输送的混合空气，这就提高了被输送到更下游的废气的混合。

助燃鼓风机40将燃烧空气输送到涡旋燃烧装置28内，借助于控制装置(未示出)经由输气管42向该涡旋燃烧装置28内供给燃烧气。

涡旋燃烧装置28具有燃烧器头部46。该燃烧器头部46呈锥形地逐渐缩至出口直径d，涡旋燃烧空气流过该燃烧器头部46，加剧了该空气的涡旋运动。圆柱形稳固或稳定区域48位于燃烧器头部36附近，且该圆柱形稳固或稳定区域48的直径等于燃烧器头部的出口直径d，且其长度l大约是其直径的20％。这个区域排满了制冷材料，起到提高火焰稳定性的作用。直径D较大的圆柱形预燃室50与稳定区域48直接邻接。预燃室50的长度L在这个示例中大致等于其直径D。

又一条进气管从助燃鼓风机40经由接头56通向环形空间56，该进气管环绕预燃室及稳定区域48，并起到将混合空气输送到燃烧室的作用，即混合空气沿切向或径向地流过预燃室50内的小孔，和/或沿轴向流过后燃室60内的小孔，该后燃室60位于预燃室的下游。

圆柱形后燃室60的直径比预燃室50的直径更大，且该圆柱形后燃室60终止在截锥体形的出口区域62内，该截锥体形的出口区域62内设有多个轴向-径向倾斜导向的多个出口小孔64。

后燃室60和出口区域62优选是由耐热不锈钢板制成的，尽管其也可由不同材料的耐热管道制成。出口区域62的端部被横向于纵轴66延伸的端壁68闭合，其中，所述出口区域62的端部基本上横向于燃烧装置的纵轴66。

用于输送混合空气的输送管路32与燃烧室一起形成了形式上为同心、环形的间隙的环形区域38，混合空气被引导通过该环形区域，直到与从小孔64出现的废气射流相遇为止，之后其与废气混合，以冷却废气的形式从用于输送混合空气的输送管路32的会聚-发散端70出现。

在空气流率大于2时，在预燃室内，气体在大约1200℃下几乎完全燃烧掉。在后燃室内发生完全的无灰燃烧。一旦废气通过出口小孔64从后燃室出现，因为废气被分割成若干单独的射流，在很短距离内就出现了集中混合，因此，混合空气和废气(排气)的混合在短距离之后例如达到了小于450℃的均匀温度分部，这样，小孔64之上的烟道高度可被保持得很低。

轴流式风机用来使废气经由单独射流(所述单独射流进入混合空气中)而有利地混入，从而使风机功率大量降低，并因此节约了电成本，其中，因为压力级相对较低，所述轴流式风机能够输送大部分空气(混合空气)。除此之外，轴流式风机相对紧凑，并因此节约了安装空间。连同作为涡旋式燃烧室的特别有效的燃烧室结构，本实用新型在液化气油轮上的具体空间和安全位置产生充分的好处。

图4示出带有封闭的圆形管道80的燃烧装置的变例，其中，封闭的圆形管道80置于用于输送混合空气的输送管路32的外侧，并具有连接到用于输入汽化气体(未示出接头)的进气管42的入口81，并带有插入的可控燃烧器故障阀(未示出)。若干混合管线82从封闭的环形管道82径向向内延伸，其终止在用于输送混合空气的输送管路32内部，并起到在万一发生燃烧器故障时，将汽化气体混入混合气体内的作用。在这种情况下，其确保了仅仅在封闭的圆形管道的短距离下游或者出口小孔64的下游，应该正常燃烧的汽化气体已与冷混合气相混合到这一程度，即其混合物不再具有可燃性的程度。采用这种安全措施，如果燃烧器发生故障，可在港口或其他安全区域内，在不产生任何危险的情况下将未燃汽化气体释放，其就不可能为了某些或其他原因来重新启动燃烧器。

封闭的圆形管道80可被置于用于输送混合空气的输送管路32的内部或外部，尽管优选将其置于外部，如图所示，这是因为在这种情况下不需要特别的耐热性。

附图标记：

10燃烧装置

11烟道结构

14液化气油轮

20输送管路

22控制装置

26安装框架

28涡旋式燃烧器

30燃烧室

32用于混合空气的输送装置

36轴流式风机

38环形区域

40助燃风机

42进气管

46燃烧器头部

48稳定区域

50预燃室

56接头

58环形空间

60后燃室

62出口区域

64出口小孔

66纵轴

68端壁

70(32的)上端

80封闭的圆形管道

81入口

82混合管道

d(48)的直径

l(48)的长度

L(50)的长度

D(50)的直径

Claims (8)

1.一种液化气油轮(14)，其带有用于燃烧汽化气体的燃烧装置(10)，其中，所述燃烧装置(10)具有：

-涡旋式燃烧器(28)，其带有用于汽化气体的气体供给设备(42)，及用于燃烧空气的输送装置(40)，

-燃烧室(30)，其用于将气体与燃烧空气完全燃烧，

-混合装置(32、64)，其用于将混合空气与从燃烧室(30)产生的废气混合，

其特征在于，所述涡旋式燃烧器(28)具有燃烧器头部(46)，该燃烧器头部成锥形地逐渐减小至出口直径(d)，圆柱形稳定区域(48)与所述燃烧器头部邻接，所述圆柱形稳定区域(48)的直径等于所述出口直径，且所述稳定区域的长度(1)至少是所述出口直径(d)的20％，其中，直径较大的圆柱形预燃室(50)与稳定区域(48)直接邻接，所述预燃室(50)的长度(L)对直径(D)的比率至少是L/D＝0.33，后燃室(60)与所述预燃室(50)邻接，其中，该后燃室(60)的直径大于所述预燃室(50)的直径，且该后燃室(60)的长度大于其直径，所述混合装置具有截锥体形的出口区域(62)和同心地环绕在所述出口区域周围、用于混合空气的输送管路(32)，该截锥体形的出口区域设有多个用于产生废气的多个单独射流的出口小孔(64)。

2.如权利要求1所述的液化气油轮，其特征在于，所述稳定区域(48)的长度为所述出口直径(d)的25％、30％或40％。

3.如权利要求1或2所述的液化气油轮，其特征在于，所述L/D比率为至少0.5、0.75、1.0或1.25。

4.如前述任一权利要求所述的液化气油轮，其特征在于，设置一涡旋式设备，以用于使输送的混合空气产生涡旋式运动。

5.如前述任一权利要求所述的液化气油轮，其特征在于，用于混合空气的输送管路(32)同心地设置于燃烧室(30)周围。

6.如前述任一权利要求所述的液化气油轮，其特征在于，所述混合装置的截锥体形的出口区域(62)具有与燃烧室(30)的纵轴(66)成大约30°的半锥角。

7.如前述任一权利要求所述的液化气油轮，其特征在于，如果燃烧器发生故障，一封闭的圆形管道(80)设置在用于混入汽化气体的混合装置(32、64)的区域内，多个混合管道(82)从所述封闭的圆形管道径向向内延伸，且终止在混合装置(32、64)内。

8.如权利要求7所述的液化气油轮，其特征在于，所述封闭的圆形管道(80)设置在用于混合空气的输送管路(32)的内部或外部。

Images