[实用新型]一种燃气热风机

说明书

一种燃气热风机，它用于石油开采与石油加工、化工以及冶金等锅炉或各种加热设备中，特别适用于在边远的无电或缺电地区使用。

现在做为石油开采及加工、化工以及冶金等所用锅炉以及各种加热设备中所用的热风机，多是采用以交流电机为动力源，驱动风扇压缩空气供风，并对排气进行加热（引入热空气，或直接在排气中点火加热），然后送入各种锅炉设备以帮助燃烧、加热或进行化学反应。由于普通由电机驱动的风机转换环节过多，驱动效率不高，需要耗费大量的电能，特别是在要求改变工况的条件下，这种热风机的效率就更低。如果从发电开始，考虑一次能源的利用率，那么由电机驱动的热风机总效率只有10－－20％。因此热风机被列入国家重点节能对象之一。近年来，有个别部门采用变频技术对电机驱动热风机进行改造，使用变频电源来调整交流电机转速，以满足热风机的变工况使用，达到了一定的节能效果，可以节约电能30％（相当于一次能源效率提高到14－－28％）。但是，不管是否使用变频技术，由电机驱动的热风机都需要消耗大量的高质量二次能源－－电能，这在某些特定场合是不合适的。如象油田所在地，一般都远离电网，需自行发电。就是在城镇等电网覆盖区，由于电力紧张，对热风机这样的用电大户，电网也难以负担，通常要对热风机的使用加以限制。同时，石油、化工、冶金等生产部门，一般在生产过程中都会生产一些可燃性废料（称工业尾气），如天燃气、石油提炼尾气、炼焦炉或高炉煤气等。如果热风机能不使用电力而使用这些工业尾气，那将有更大的节能效果。

本实用新型的目的是发明一种不需要电能就能自行运转的燃气热风机，使它具有较高的一次能源使用效率，并且结构紧凑，使用方便。

本实用新型的结构如附图1所示，它有机箱（1），风扇叶片（2），其特征在于：风扇叶片（2）为多级结构，在相邻两级风扇叶片（2）之间有静子叶片（4），其中第一级或前面数级静子叶片是可调角度的，在风扇叶片（2）后面装有燃气发生器（3）和涡轮叶片（5），涡轮叶片（5）通过传动轴与风扇叶片（2）相连，在涡轮叶片（5）后的排气口中装有温度及压力测量单元（6），并有与温度及压力测量单元（6）相连的，并可对可调角度静子叶片的角度和燃气发生器（3）的燃料流量进行控制的控制器（7）。

在本实用新型中，机箱（1），多级风扇叶片（2）和静子叶片（4），燃气发生器（3），以及涡轮叶片（5）构成一台燃气轮机的形式。在工作时，风扇叶片（2）压缩空气并把它提供给燃气发生器（3）。在燃气发生器（3）中通过喷入燃料并点火燃烧，提高了被压缩空气的内能。增加了内能的空气从燃气发生器（3）中排出后，驱动涡轮叶片（5）旋转。而涡轮叶片（5）又通过传动轴带动风扇叶片（2）工作。只要不断补充燃料，本实用新型就能自行运转。实现了一般燃气涡轮发动机的工作原理。本实用新型的风扇叶片（2），静子叶片（4），燃气发生器（3），涡轮叶片（5）以及机箱（1）的设计都与燃气轮机基本一致，只是涡轮叶片（5）设计时，可减小它的吸收功率。

本实用新型在运行时，虽然燃气发生器（3）输出的高温高压燃气经过涡轮叶片（5）时，需要彭涨做功，释放一部分内能。但所排出的气体还有足够高的温度和很大的流量，这正是普通热风机所需要做为输出的东西。因此本实用新型正好可做为热风机使用。

本实用新型中燃料燃烧所产生的能量，除有极少一部分都通过机箱（1）的发热而散发到外部空间中和通过润滑油冷却而消耗外，全部都用于空气的加热和加压了。因此它有很高的一次能源转换效率，其效率可以达到75％以上。本实用新型中的燃料在燃气发生器（3）中燃烧放热，只要有一定的混合比和燃烧条件，就能稳定燃烧。因此，它对燃料的要求不高，无论是液体燃料或是气体燃料，甚至粉末状固体燃料都可以。同时，不管燃料的燃烧值的高低和燃点的高低，只要换用不同的燃料输送系统和喷嘴，并适当调整燃烧室，就都能适应而稳定工作。因此，在石油化工、冶金等不同行业使用时，可以使用各自的可燃工业尾气，达到进一步节能的目的。

本实用新型使用了燃气发生器（3），在工作中要消耗一定的氧气。但由于本发明的燃气发生器（3）是工作在富氧燃烧状态，而且空气流量很大，因此所排热风中的氧含量下降不多，还能有17－－18％。这与普通使用燃烧加热的热风机所排热风的氧含量基本相同。同时，由于输出的热风压力较大，因此绝对氧分压可以保持在较大水平，满足了一般锅炉的需要。对需要特别加大氧分压的使用场合，可以在排风口处补充注入氧气。

本实用新型所采用的燃气涡轮发动机的形式，在同能功率条件下，体积可以设计得很小，从而有很大的单位重量功率比值。而且风扇叶片转速较高，使得结构紧凑，适应较小的安装条件。