[实用新型]燃机余热锅炉多段式进口扩展烟道

说明书

技术领域

本实用新型属于燃机余热锅炉烟道结构技术领域，特别是一种燃机余热锅炉多段式进口扩展烟道。

背景技术

随着资源短缺和环境污染日益严峻，节能降耗和余热的有效利用已经成为当今世界共同关注的话题。天然气资源的大量开发和利用，使高效率、低污染的燃气-蒸汽联合循环余热锅炉发电技术得到迅速发展。余热锅炉作为燃气-蒸汽联合循环的三大主要设备之一，处于燃气轮机和蒸汽轮机之间，通过布置大量的换热器来吸收燃机排气的余热，产生高温蒸汽供汽机发电或供热，实现能量的高效利用。

余热锅炉的入口烟道连接着上游燃机的高温排气烟道和下游锅炉的受热面，其设计是否合理影响锅炉的整体性能。进入余热锅炉的烟气流动均匀性会影响受热面换热效率，局部烟气流速过高会导致锅炉受热面管子振动和磨损，对锅炉的安全运行很不利。同时，入口烟道的阻力是锅炉烟风阻力的重要组成部分，合理的烟道结构能够有效降低阻力，提高锅炉效率降低运行成本。

燃气轮机排气口与余热锅炉受热面尺寸相差较大，而且受场地及费用限制，中间过渡段不宜太长。因此入口烟道采用渐扩式结构，以适应高温高压的烟气速度和压力的陡然变化。随着燃气轮机向大型化高参数方向发展，燃机排气量也越来越高，为适应高流量和高温度的燃机排气，余热锅炉进口断面也越来越大。烟气的高流量、高温度和复杂的流动特点，会导致余热锅炉受热面吸热不均以及管排振动、磨损、膨胀等问题。

目前，烟道进口过渡段的设计没有可靠的标准可以依据，某些情况下还需要在进口烟道中加入导流板均流。然而，很多锅炉受热面烟气均匀效果并不理想，而且增设导流板会导致烟道阻力增加，有些机组震动还会导致导流板脱落，影响机组的安全运行。因此合理的入口烟道结构是余热锅炉设计所面临的一个重要问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供的一种燃机余热锅炉多段式进口扩展烟道，使高温和高压的烟气在扩展烟道中平稳射流，到达锅炉受热面区域时流动更均匀，并能有效降低烟风阻力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的燃机余热锅炉多段式进口扩展烟道，它包括烟道本体，所述烟道本体位于燃机排气烟道和锅炉受热面之间，所述烟道本体由至少两段烟道和用于支撑烟道的立柱组成，每段烟道包括首尾相连的顶护板、左护板、底护板和右护板，第一段顶护板的仰角到最后一段顶护板的仰角逐渐递增，第一段烟道与燃机排气烟道相邻，最后一段烟道与锅炉受热面相邻。

作为优选，第一段顶护板的仰角不大于50°，最后一段顶护板的仰角不大于70°。

采用以上结构后，本实用新型的燃机余热锅炉多段式进口扩展烟道与现有技术相比，具有以下优点：

1）多段式扩展烟道使进口烟道结构过渡更加平缓，烟气在渐扩段射流，速度和压力变化更加缓慢，烟风阻力变小。

2）烟气在受热面区域流动更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型剖视图；

图2为本实用新型实施例中三段式烟道截面的速度分布云图。

其中：1、烟道，2、顶护板，3、立柱，4、底护板。

图1-2中剪头方向为烟气流向。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1示，本实施例提供的燃机余热锅炉多段式进口扩展烟道，它包括烟道本体，所述烟道本体位于燃机排气烟道和锅炉受热面之间，所述烟道本体由三段烟道1和用于支撑烟道1的立柱3组成，每段烟道1包括首尾相连的顶护板2、左护板（图中未画出）、底护板4和右护板（图中未画出），第一段顶护板的仰角到最后一段顶护板的仰角逐渐递增，第一段顶护板的仰角不大于50°，最后一段顶护板的仰角不大于70°，本实施例中第一段顶护板的仰角α₁=48°，第二段顶护板的仰角α₂=63°，第三段顶护板的仰角α₃=70°，第一段烟道与燃机排气烟道相邻，最后一段烟道与锅炉受热面相邻。

如图2所示，数值代表烟气速度，单位为m/s。在扩展烟道出口，即锅炉受热面进口位置，速度分布趋于均匀。保证了高温和高压的烟气在扩展烟道中平稳射流，到达锅炉受热面区域时流动更均匀，并能有效降低烟风阻力。