低NOx集成式锅炉－燃烧器联合发电装置制造方法及图纸

一低ＮＯ↓［ｘ］集成式锅炉燃烧器联合发包装置包括一水平发火、有进口压力通风系统和炉室的组装的整装锅炉，一连接到锅炉给炉室供燃气的燃气轮机，一多喷嘴燃烧器组件，分配废气热量使ＮＯ↓［ｘ］形成降到最小，许多供应燃料的垂直和水平隔开的喷嘴装在炉室进口处，一或几个冷却管组件装在炉室下游，侧向穿孔的内部管道组件可单独或与冷却管组件一起以各种方式组合在炉室中供完全燃烧用的配置气体，风机仅供应空气或燃气轮机排出废气混合的空气。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及发电领域，一个燃气轮机用来发电而排出的燃气作为热源和燃烧用空气在互连的锅炉组件中产生蒸气。本专利技术特别涉及产生蒸气和/或发电的一燃气轮机与一工厂组装的整装锅炉的组合。作为一个整装锅炉，本专利技术也涉及这种低NOx形成的集成式锅炉燃烧器装置，它使用装在进口风箱中的一多喷嘴燃烧器组件，它还有改进操作的其它特点。Babcock & Wi1cox公司(B & W)公司，本专利技术和应用的代理人，在50年代设计了一种应用燃气轮机排出燃气的锅炉。原先的专利包含有几个指出在各种锅炉类型中应用燃气轮机排出燃气的例子。从B & W公司出版的“蒸气它的产生和应用”第40版第25-8页我们了解到整装锅炉本身。在热回收蒸气发生器(HRSG)进口中应用多喷嘴组合燃烧器(也叫管道燃烧器)以便在进口横截面上提供均匀的热释放，这个我们也了解，并且已被用于各种燃气轮机排出燃气的废热锅炉。见“蒸气它的产生和应用”第40版第31-3页以及美国专利号4,462,795和3,173,523。我们知道一种特别成功的整装锅炉设计是B&W公司制造的FM整装锅炉，披露在“蒸气它的产生和应用”第40版第25-8页。其它类型的整装锅炉包括有我们知道的“F”型锅炉，特别是“蒸气它的产生和应用”第39版第25-8页和25-9页所描述的PFI(工业用动力)和PFT(涡轮用动力)型锅炉。还有“蒸气它的产生和应用”第39版第27-10页附图说明图10和“蒸气它的产生和应用”第40版第31-8所示的“三汽包废热锅炉”。最近的锅炉型号为“FO”型，它在工业中简称为“O”型锅炉。在锅炉炉室中安装附加的水冷表面以增加热量吸收和降低炉室温度的作法并不是新的，并且已由目前代理人用在许多场合，例如通过增加水壁和/或间隔壁的作法。应用配置的燃烧进行再燃烧也不是新东西并且已经在B & W锅炉和其它厂商制造的锅炉上进行了试验。例如见美国专利号2,653,447。我们也知道通过在整装锅炉的侧壁开口应用配置空气来降低低NOx。另外还有，在许多锅炉上已经装有用于增加热量吸收和降低炉室温度的间隔壁形式和翼壁形式的水冷表面。美国专利号2,298,625显示了应用涡轮机以将空气供给予热交换器中的燃烧器周围。美国专利号2,453,938中，使用来自涡轮机的空气分支作为主要空气和辅助空气。美国专利号2,653,443显示在具有各种热交换表面的锅炉中，涡轮将燃烧用空气越过第一管路供给予供气管路，该供气管路与在锅炉内的煤燃烧器配合应用。美国专利号3,781,162显示了应用循环的废气来降低低NOx以及甚至在进口燃烧器管中应用翼板。对于各种有助于管道燃烧器中热量分配的挡板和控制表面，见美国专利号4,767,319。原先的专利都没有指出在带有一个多喷嘴燃烧器(MNB)组件的水平发火的工厂组装的整装锅炉中可以利用燃气轮机的排出燃气，以及一个或几个装在MNB组件的炉室下游的、垂直延伸而水平隔开的冷却管组件，从而迅速地吸收炉室中燃烧废气的热量以降低废气温度使低NOx降到最小，燃气轮机的排出燃气可与鼓风机一起供应燃烧用空气并给MNB组件供应燃料的机构；在有或在没有一个或几个装在炉室中的内部管道组件的情况下，把配置气体释放入炉室中以控制低NOx。本专利技术的一个方面是关于低NOx集成式锅炉燃烧器联合发电装置(联合发生蒸汽装置)，它包括有被一个多喷嘴燃烧器(MNB)组件跨过的进口压力通风系统的炉室组成的水平发火的、工厂组装的整装锅炉的组合，一个带有出口给炉室供应其排出燃气的燃气轮机，一个或几个在MNB(多喷嘴燃烧器)组件的炉室下游处装在可使燃烧室燃气迅速冷却到使NOx的形成为最低的位置的垂直延伸的冷却管组件，以及把燃料供给MNB组件和把燃烧用空气供给炉室的机构。冷却管组件装入炉室的特定位置和距离大约1/3的水平炉室的深度，剩余的炉室基本上任其空空没有障碍物，这样就可在锅炉热水管抑制(冷却)废气之前得以进行一氧化碳的最终完全燃烧。本专利技术的另一方面是关于用来降低废气侧压力降的翼板的应用，多喷嘴燃烧器(MNB)组件的燃烧器喷嘴被支撑在翼板后缘处。本专利技术的更进一步细节包括MNB组件中每列燃烧器喷嘴对中心地装在水平隔开垂直延伸的冷却管组件的相邻二排之间。这样就减少撞击在冷却管组件上的火焰，而同时使已燃气(排出废气)上的冷却管组件表面得到最大的冷却效果。本专利技术的另一个特点是，来自压力通风系统的空气和/或燃气轮机排出废气也可以供给予一个或几个垂直延伸并穿孔的内部管道组件或者供给予位于炉室下游的配置管道，内部管道或配置管道与冷却管间置或组合，当锅炉使用富燃料混合物，且在多喷嘴燃烧器(MNB)组件运行的情况下，该特点的使用使最终燃烧发生在内部管道组件的下游。所有上述的特点可按使用或不使用别的特点的各种组合结合在一起。本专利技术的目的是要把许多设计技术，以一种独特的不明显方式，与整装锅炉设计联系在一起形成一个存优去劣的混合产品。几排冷却管有尺度的对中心地装在MNB组件的各种燃烧器喷嘴之间，形成可最大程度地冷却高温燃烧火焰的通道。当火焰通过冷却管形成的通道逐渐减弱时，燃烧温度就被抑制并保持在使低NOx形成最小的范围内。另外还有，操作燃烧器以保持富燃料和空气混合物的方式可进一步降低NOx的形成，在燃气轮机燃烧室中已经有一些NOx形成。冷却管组件的下游，配置管道引入最终燃烧用空气和/或燃气轮机排出燃气(它也是含富氧的)以完成整装锅炉炉室剩余部分中冷却管组件下游的燃烧过程。这种布局对于我们现在所知的锅炉总设计来说是很新奇独特的，特别是与整装锅炉有关。应用这种设计，燃烧器所产生的NOx将被减小并且从燃气轮机进入锅炉的NOx也将通过此种布局的燃气再燃烧特性而被减小。于是，锅炉和燃气轮机组合将使NOx减小到最低水平，这是目前任何设计都不能达到的。本专利技术的超前需要的基本概念是(1)蒸气的工业用户想要蒸气供应的可靠性而不管用不用燃气轮机，(2)燃气轮机在100％负荷时工作最有效，和(3)用FD风扇(即鼓风机)和通过MNB组件供给的附加燃料可以使机组在锅炉蒸气负荷超过全负荷时仍能工作。本专利技术就达到这些可靠性和有效性的目标。各种表现本专利技术特性的新奇特点都将具体地特别在权利要求中加以说明，形成本申请的一部分。为了更好地理解本专利技术，通过它的使用获得它的操作优点和一定的成果，本申请有附有图解的一些较佳实施例。图1是按照本专利技术的低NOx集成式锅炉燃烧器联合发电装置(与燃气轮机连用共发电)的第一个实施例的局部剖开的立体视图，它包括一个燃气涡轮和一个鼓风机，它们通过一个进口管道与位于整装锅炉进口处的一个多喷嘴燃烧器(MNB)组件连接，并且在其锅炉炉室中装有一个或几个冷却管组件。图2是低NOx集成式锅炉燃烧器联合发电装置(与燃气轮机连用共发电)的第二个实施例的局剖剖开的立体视图，它包括一个燃气涡轮和一个鼓风机，它们通过一个进口管道与位于整装锅炉进口处的一个多喷嘴燃烧器(MNB)组件连接，并且在其锅炉室中装有一个或几个内部管道组件。图3是低NOx集成式锅炉燃烧器联合发电装置(与燃气轮机连用共发电)的第三个实施例的局剖剖开的立体视图，它包括一个燃气涡轮和一个鼓风机，它们通过一个进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个低ＮＯ↓［ｘ］集成式锅炉燃烧器联合发电装置，由下列组成：一个水平发火的、工厂组装的整装锅炉，它带有一个进口压力通风系统和一个炉室；一个燃气涡轮发动机，具有一把涡轮燃气排到锅炉炉室中的出口；一个多喷嘴燃烧器（ＭＮＢ）组件，它包 括许多装在炉室进口处的垂直和水平隔开的燃烧器喷嘴，它们把燃料送入炉室进行燃烧；一个或几个垂直延伸的、水平隔开的冷却管组件，安装在ＭＮＢ组件的炉室下游，以迅速地吸收炉室中燃烧废气的热量来降低燃烧废气的温度，使ＮＯ↓［ｘ］的形成降到最小； 鼓风机装置把燃烧用空气送入炉室；和把燃料送入ＭＮＢ组件的机构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德C维特里克，
申请(专利权)人：巴布考克及威尔考克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]