能源岛余热锅炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微型燃气轮机高效多功能余热锅炉，其特点是，它包括炉膛、对流管束和烟气凝结热回收装置，炉膛采用由内层为炉胆、外层为锅筒、中间通水的水冷套管式结构；对流管束采用多根带有螺旋鳍片的管子组成；烟气凝结热回收装置采用由多根带有内螺纹的管子所组成的管壳式结构；对流管束和烟气凝结热回收装置位于炉膛的下方。根据上述方案设计的余热锅炉，使余热锅炉的结构更加紧凑，提高烟气与工质之间的热交换效率，可靠高效吸收烟气中水蒸汽的凝结热，降低余热锅炉的排烟温度，确保较高的燃烧效率和能源利用率，也使得余热锅炉可根据需要作为无补燃余热锅炉与燃气轮机联合运行，或作为带补燃油或气的余热锅炉与燃气轮机联合运行，或作为燃油或燃气锅炉独立运行。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能源岛余热锅炉，属于能源领域的新型锅炉。
技术介绍
能源岛是由微型燃气轮机、余热锅炉和发电机等组成的电、热、冷三联供系统(CCHP)。其特点是能源利用率高，结构紧凑，占地面积小，建设周期短，启动快，调峰性能好，自动化程度高，环境污染小。余热锅炉是利用各种生产工艺的余热生产蒸汽或热水的热能利用设备。由于生产工艺各不相同，目前国内外余热锅炉品种繁多。国内现有余热锅炉主要与大型燃气—蒸汽联合循环电站、大型柴油机以及冶金、化工等行业的工业炉窑配套，以吸收大型燃气轮机和大型柴油机的排气以及各种工业炉窑的排气或工艺介质的余热。因这些生产工艺的排气或工艺介质的流量大、温度较高，因而余热锅炉的容量也较大，但其结构不紧凑，能源利用效率较低，功能单一。在国内，由于微型燃气轮机技术尚处于开发阶段，与其配套的余热锅炉仍属空白。在国外，欧美发达国家已掌握微型燃气轮机及其配套的余热锅炉技术，但其余热锅炉功能只是利用微型燃气轮机排气的余热，结构简单，且因技术保密的原因未见其报道。
技术实现思路
本技术的目的是为了充分利用微型燃气轮机排气的余热生产蒸汽或热水，以满足生产或生活所需，同时提高能源岛系统的能源利用率，提供一种多功能高效的能源岛余热锅炉。本技术的技术方案是一种微型燃气轮机余热锅炉，其特点是，它包括炉膛、对流管束和烟气凝结热回收装置，炉膛采用由内层为炉胆、外层为锅筒、中间通水的水冷套管式结构；对流管束采用多根带有螺旋鳍片的管子组成；烟气凝结热回收装置采用由多根带有内螺纹的管子所组成的管壳式结构；对流管束和烟气凝结热回收装置位于炉膛的下方。根据上述方案设计的余热锅炉，使余热锅炉的结构更加紧凑，提高烟气与工质之间的热交换效率，可靠高效吸收烟气中水蒸汽的凝结热，降低余热锅炉的排烟温度，确保较高的燃烧效率和能源利用率，也使得余热锅炉可根据需要作为无补燃余热锅炉与燃气轮机联合运行，或作为带补燃油或气的余热锅炉与燃气轮机联合运行，或作为燃油或燃气锅炉独立运行。附图说明图1为微型燃气轮机余热锅炉结构示意图；图2为炉膛结构主视图；图3为炉膛结构侧视图；图4为对流管束螺旋鳍片管结构示意图；图5为图4之I部放大图；图6为烟气凝结热回收装置结构主视图；图7为烟气凝结热回收装置结构俯视图；图8为烟气凝结热回收装置结构侧视图。具体实施方式本技术实施例结合附图作一说明，由图1-8所示，一种微型燃气轮机余热锅炉，其特点是，它包括炉膛1、对流管束2和烟气凝结热回收装置3，炉膛1采用由内层为炉胆5，外层为锅筒4，中间通水的水冷套管式结构；对流管束2采用多根带有螺旋鳍片7的管子组成；烟气凝结热回收装置3采用由多根带有内螺纹的管子8所组成的管壳式结构；对流管束2和烟气凝结热回收装置3位于炉膛1的下方。所述的炉膛1外置有多个观察窗6，本实施例中，由图2所示，在炉膛的正面、背面和后分别置有3个、2个、1个观察窗，可观察炉内的情况，可作为试验研究及进一步优化锅炉之用。本技术的余热锅炉以不同方式运行时其烟气流程分别为(1)当该余热锅炉作为无补燃余热锅炉与燃气轮机联合运行时，来自燃气轮机的高温烟气由锅炉后墙处进入，沿锅炉长度方向横向冲刷由多根带有螺旋鳍片7的管子组成的对流管束2，然后，烟气在锅炉前墙处折回进入烟气凝结热回收装置3的由多根带有内螺纹的管子8所组成的内螺纹管束内，冷却至一定温度由后墙处排出。(2)当该余热锅炉作为带补燃油或气的余热锅炉与燃气轮机联合运行时，来自燃气轮机的高温烟气在锅炉内的流程与(1)相同。此时，补燃燃料采用安装在锅炉前墙的燃烧器在炉膛1的炉胆5腔内燃烧，燃烧产生的高温烟气由锅炉后部炉胆底部的烟道流出，与来自燃气轮机的高温烟气混合后依次流经对流管束2和烟气凝结热回收装置3后排出锅炉。(3)当该余热锅炉作为燃油或燃气锅炉独立运行时，燃料采用安装在锅炉前墙的燃烧器在炉膛1的炉胆5腔内燃烧，燃烧产生的高温烟气由锅炉后部炉胆5底部的烟道流出，依次流经对流管束2和烟气凝结热回收装置3后排出锅炉。余热锅炉以不同方式运行时其管内工质的流程相同，锅炉给水经烟气凝结热回收装置进入炉膛水冷套，然后在水冷套和对流管束组成回路内形成自然循环，最后，达到额定参数的工质由锅炉顶部排出。本技术所设计的余热锅炉具有如下特点1、能源利用率高由于采用了螺旋鳍片管强化传热技术和烟气中水蒸汽冷凝放热回收技术，可使整个能源岛系统的能源利用效率达到90％，远高于目前能源岛系统能源利用效率(约80％)，更是常规火电厂能源利用效率的2.5倍以上。2、余热锅炉可根据不同需要采用多种运行方式，且操作方便a)作为微型燃气轮机余热锅炉运行利用燃气轮机排气的余热直接生产蒸汽或热水；b)余热锅炉独立运行当微型燃气轮机停运时，余热锅炉可利用所配的燃烧器燃油或燃天然气，生产蒸汽或热水；c)作为带补燃余热锅炉运行当生产或生活用热负荷较大时，余热锅炉在利用燃气轮机排气余热的同时进行补燃，以提高余热锅炉的供热量；d)可根据用户的不同需要，提供蒸汽或热水；e)余热锅炉补燃燃料可根据燃料供应情况采用轻柴油或天然气。3、结构紧凑能源岛余热锅炉结构设计新颖，布置合理，体积小，与燃气轮机采用模块化连接，可与燃气轮机一起安装于一辆机动车上，或大楼地下室。4、自动化程度高余热锅炉采用微机控制，与燃气轮机系统联网，能自动调节燃气轮机的排气背压，自动调节能源岛系统发电、供热负荷比例及相应参数。余热锅炉补燃采用程序点火，并设自动熄火保护，操作灵活、方便。权利要求1.一种微型燃气轮机余热锅炉，其特征在于，它包括炉膛(1)、对流管束(2)和烟气凝结热回收装置(3)，炉膛(1)采用由内层为炉胆(5)，外层为锅筒(4)，中间通水的水冷套管式结构；对流管束(2)采用多根带有螺旋鳍片(7)的管子组成；烟气凝结热回收装置(3)采用由多根置有内螺纹的管子(8)所组成的管壳式结构；对流管束(2)和烟气凝结热回收装置(3)位于炉膛(1)的下方。2.根据权利要求1所述的微型燃气轮机余热锅炉，其特征在于，所述的炉膛(1)外置有多个观察窗(6)。专利摘要本技术涉及一种微型燃气轮机高效多功能余热锅炉，其特点是，它包括炉膛、对流管束和烟气凝结热回收装置，炉膛采用由内层为炉胆、外层为锅筒、中间通水的水冷套管式结构；对流管束采用多根带有螺旋鳍片的管子组成；烟气凝结热回收装置采用由多根带有内螺纹的管子所组成的管壳式结构；对流管束和烟气凝结热回收装置位于炉膛的下方。根据上述方案设计的余热锅炉，使余热锅炉的结构更加紧凑，提高烟气与工质之间的热交换效率，可靠高效吸收烟气中水蒸汽的凝结热，降低余热锅炉的排烟温度，确保较高的燃烧效率和能源利用率，也使得余热锅炉可根据需要作为无补燃余热锅炉与燃气轮机联合运行，或作为带补燃油或气的余热锅炉与燃气轮机联合运行，或作为燃油或燃气锅炉独立运行。文档编号F22B1/00GK2674292SQ200420019310公开日2005年1月26日 申请日期2004年1月8日 优先权日2004年1月8日专利技术者刘聿拯, 袁益超, 刘向龙 申请人:上海理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型燃气轮机余热锅炉，其特征在于，它包括炉膛（１）、对流管束（２）和烟气凝结热回收装置（３），炉膛（１）采用由内层为炉胆（５），外层为锅筒（４），中间通水的水冷套管式结构；对流管束（２）采用多根带有螺旋鳍片（７）的管子组成；烟气凝结热回收装置（３）采用由多根置有内螺纹的管子（８）所组成的管壳式结构；对流管束（２）和烟气凝结热回收装置（３）位于炉膛（１）的下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聿拯，袁益超，刘向龙，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]