【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶，具体涉及一种船用天然气焚烧装置。
技术介绍
1、液化天然气运输船采用液货舱存储液化天然气(lng)。在运输过程中，由于无法实现液货舱与外界完全无热量交换，液化天然气不可避免地吸热并气化成天然气，通常称该部分气体为蒸发气(boil-offgas，bog)。bog虽然能够被双燃料发动机、双燃料发电机和锅炉进行利用，但bog不能被完全消耗。而bog的不断产生将提高液货舱压力，为了控制液货舱压力实现lng的安全储运，需要对bog进行排放以便降低舱压。
2、早期，bog均是直接排放至大气中，但近年来为了避免bog中的甲烷组分的大量排放加剧温室效应，通常需要对bog先燃烧再排放。且根据igc(国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则)规范要求，对于lng运输船，排放装置的烟气出口温度需要控制在450℃以下。为了实现烟气的低温排放，现有技术均通过增加供风对烟气进行冷却。但供风的大量增加将导致设备庞大冗杂。
3、由于船舶内空间有限，且对船舶最大高度有限制，船用设备的设计尺寸一直是一项重要的技术指标，蒸发气处理装置的设备尺寸过大将提高船舶的设计难度和制造成本。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种船用天然气焚烧装置，采用文丘里式分级配风结构，利用燃烧的方式处理lng船的bog，实现bog的充分燃烧及甲烷零排放，并将产生的烟气冷却后排放，提高烟气与空气的混合冷却速度，实现烟气的快速冷却，提高设备紧凑性。
2、本专利技术的目的是通
3、其中，风箱底部连接风机。
4、炉体支撑筒设置在风箱上方，燃烧器同轴设置在炉体支撑筒上表面，燃烧器部分嵌入炉体支撑筒，燃烧器半径小于炉体支撑筒。
5、燃烧室同轴设置在炉体支撑筒上方，燃烧室半径大于燃烧器小于炉体支撑筒，燃烧室与炉体支撑筒将燃烧器包裹在燃烧室内部，炉体支撑筒与燃烧室内部密封空间构成一次冷却风通道。
6、燃烧室顶端向内倾斜，与文丘里配风结构底端连接，文丘里配风结构上方与外部环境连通。
7、燃烧器设置有bog进气通道和助燃风通道。
8、外筒体沿焚烧装置外圆周设置，并延伸至文丘里配风结构的顶端。
9、优选的，炉体支撑筒高度h3＝1.9m-2.2m。
10、优选的，燃烧器为双燃料燃烧器，采用燃油点火并具备助燃功能，燃烧器的直径d5根据bog最大处理量q确定，满足燃烧器出口平均流速为10m/s-20m/s。
11、优选的，燃烧室直径d4与燃烧器直径d5满足d4：d5＝1.4-1.7；燃烧室高度h2＝(1.5-2.5)d4；燃烧室出口直径d3满足d3＝(0.6-0.8)d4；燃烧室缩口角度α1＝30°-60°。
12、优选的，文丘里配风结构包括进风段、斜口段、分流口、喉口段、引射喷口、扩口段和稳流段；其中，进风段沿炉体支撑筒圆周与炉体支撑筒连接，进口段内侧与燃烧室外侧构成二次冷却风通道；斜口段下端与进风段顶端连接，斜口段上端向内倾斜，倾斜角度与燃烧室顶端倾斜角度相等；分流口均布在斜口段圆周上；喉口段与斜口段顶端连接，为直管段，喉口段壁面上设置有引射喷口，引射喷口向中心延伸；扩口段与喉口段上端连接，扩口段向上外扩倾斜，直至外扩至与进风段半径一致；稳流段与扩口段上端连接，为直筒型结构，稳流段上方与大气连通。
13、优选的，进风段直径与稳流段直径d1相等，d1根据bog最大处理量，按照烟气标况下流速为8m/s-12m/s确定。
14、优选的，斜口段倾斜角α2＝30°-60°。
15、优选的，扩口段高度h5≥1.5d1，稳流段高度h4≥d1。
16、优选的，喉口段直径d2＝(0.5-0.6)d1，喉口段高度h6≥0.5d2。
17、优选的，引射喷口向中心延伸的长度h9＝(0.1-0.3)d2。
18、与现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
19、本专利技术提供的一种船用天然气焚烧装置，通过风箱汇集风机供风，并通过燃烧室，燃烧器配合文丘里配风结构，将风机供风分为助燃风、一次冷却风和二次冷却风三部分为燃烧装置进行供风；助燃风与燃烧器喷射的bog燃烧形成高温烟气(约1500℃)，高温烟气在燃烧室内与一次冷却风进行混合冷却(冷却至800-1000℃)，然后通过缩口进入文丘里结构喉口，形成高温烟气高速射流；二次冷却风通过外圈通道进入文丘里结构，在高速射流引射下，分成两部分与烟气进行混合，一部分通过文丘里斜口通道向烟气内侧流动，混合的同时保护金属壁面，避免金属壁面高温，另一部分通过斜口段的分流口和喉口段的引射喷嘴，在高速射流形成的低压引射效果下直接进入高温烟气中心，实现对高温烟气的高效冷却；然后通过文丘里结构的扩口段，进行强化冷却，实现温度均匀分布；最后通过稳流段排放至大气中。本专利技术采用的分级配风冷却方式，能够强化烟气与空气混合，提高降温速率，且本专利技术能够的设备直径相比同类产品可减小20％，提高设备紧凑性。本专利技术应用于船用安全排放装置领域，能够强化烟气与冷却空气混合能力，实现快速降温，并提高天然气焚烧装置紧凑性，解决了当前产品因冷却效果不佳导致的设备庞大冗杂的问题。
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1.一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述焚烧装置包括风箱(1)、炉体支撑筒(2)、燃烧器(3)、燃烧室(4)、文丘里配风结构(5)和外筒体(6)；
2.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述炉体支撑筒(2)高度H3＝1.9m-2.2m。
3.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述燃烧器(3)为双燃料燃烧器，采用燃油点火并具备助燃功能，所述燃烧器(3)的直径D5根据BOG最大处理量Q确定，满足燃烧器出口平均流速为10m/s-20m/s。
4.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述燃烧室(4)直径D4与燃烧器直径D5满足D4：D5＝1.4-1.7；所述燃烧室(4)高度H2＝1.5-2.5D4；所述燃烧室(4)出口直径D3满足D3＝0.6-0.8D4；所述燃烧室(4)缩口角度α1＝30°-60°。
5.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述文丘里配风结构(5)包括进风段(5.1)、斜口段(5.2)、分流口(5.3)、喉口段(5.4)、引射喷口(5.5)、扩
6.如权利要求5所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述进风段(5.1)直径与所述稳流段(5.7)直径D1相等，D1根据BOG最大处理量，按照烟气标况下流速为8m/s-12m/s确定。
7.如权利要求5所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述斜口段(5.2)倾斜角α2＝30°-60°。
8.如权利要求5所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述扩口段(5.6)高度H5≥1.5D1，所述稳流段(5.7)高度H4≥D1。
9.如权利要求5所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述喉口段(5.4)直径D2＝0.5-0.6D1，所述喉口段(5.4)高度H6≥0.5D2。
10.如权利要求9所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述引射喷口(5.5)向中心延伸的长度H9＝0.1-0.3D2。
...【技术特征摘要】
1.一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述焚烧装置包括风箱(1)、炉体支撑筒(2)、燃烧器(3)、燃烧室(4)、文丘里配风结构(5)和外筒体(6)；
2.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述炉体支撑筒(2)高度h3＝1.9m-2.2m。
3.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述燃烧器(3)为双燃料燃烧器，采用燃油点火并具备助燃功能，所述燃烧器(3)的直径d5根据bog最大处理量q确定，满足燃烧器出口平均流速为10m/s-20m/s。
4.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述燃烧室(4)直径d4与燃烧器直径d5满足d4：d5＝1.4-1.7；所述燃烧室(4)高度h2＝1.5-2.5d4；所述燃烧室(4)出口直径d3满足d3＝0.6-0.8d4；所述燃烧室(4)缩口角度α1＝30°-60°。
5.如权利要求1所述的一种船用天然气焚烧装置，其特征在于：所述文丘里配风结构(5)包括进风段(5.1)、斜口段(5.2)、分流口(5.3)、喉口段(5.4)、引射喷口(5.5)、扩口段(5.6)和稳流段(5.7)；其中，所述进风段(5.1)沿所述炉体支撑筒(2)圆周与所述炉体支撑筒(2)连接，所述进口段(5.1)内侧与所述燃烧室(4)外侧构成二次冷却风通道(8)；所述斜口段(5.2)下端与所述进风段(5.1)顶端连接，所述斜口段(5.2)上端向内...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛志村，潘思霖，叶晶，张静，王平，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
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