[发明专利]一种内燃式蒸汽发生器

说明书

技术领域

机械、蒸汽机。

背景技术

外热式蒸汽锅炉，热损失量较大；燃气轮机，气轮机工作温度高，尾气温度较高，热损失较大。环境方面：使用含硫燃料，排放污染严重。

发明内容

一种内燃式蒸汽发生器：内燃式蒸汽发生器主要由高压火焰发生器、蒸汽发生室，蒸汽室组成，且这三部份处于同一连通系统内，高压火焰发生器和蒸汽室由蒸汽发生室隔开（图1）；蒸汽发生室是一个较狭小的柱形竖立水体，高压火焰发生器经充分燃烧的高热气体从蒸汽发生室的底部排入水体，经水体上升排至蒸汽室，在此过程中，降低燃气温度，同时产生水蒸汽。以上是整体概要，以下对各组件进行分述。

高压火焰发生器：高压火焰发生器的燃烧室是一柱形腔，内腔壁为耐高温且有隔热性的材料，外壁为高强度的金属壳体，燃烧室横切面大于进气口和排气口，且有一定长度；燃烧室气流速度缓慢，保证燃烧时间和燃烧温度。燃烧室前置空气压缩机和燃料泵。空气压缩机不要直接置于燃烧室前部，而是用管道连接，以免高温对压缩机工作产生不良影响；空气压缩机的压力水平决定整个系统的工作压力。燃料泵将燃料从燃烧室的进气口处泵入，燃料供应量要与进气量匹配。

蒸汽发生室：蒸汽发生室是一个竖立的柱形水腔，燃烧完全的高温气体从底部通入，加热水体，产生蒸汽；随着蒸汽的产生，蒸汽发生室的水位会降低；蒸汽发生室是系统水体的一小部份，它连通着主贮水箱和副贮水箱，贮水箱与蒸汽发生室处于同一压力系统，当蒸汽发生室水位降至某一高度时，蒸汽会进入贮水箱，贮水箱排出水体至蒸汽发生室，系统连续工作时，蒸汽发生室的水位在这一高度波动。

贮水箱工作机制：贮水箱分主贮水箱和副贮水箱，主贮水箱位于副贮水箱上部，主、副贮水箱之间用高压阀门（图１－８）连接，在蒸汽发生室和副贮水箱上液面处横向连通，当蒸汽发生室水位降至该处时，气体经副贮水箱上部进入，再进入主贮水箱，将水体排出至蒸汽发生室，在连续工作情况下，蒸汽发生室的水位在副贮水箱上液面处波动，这个水位称蒸汽发生室的常态水位（图１－４）。当主贮水箱水用完时，蒸汽发生室的水位与副贮水箱水位保持一致。副贮水箱底部略高于蒸汽发生室的最低工作水位，并保证在工作状态副贮水箱的水体不会耗尽。

系统连续工作时贮水箱常压补水：当主贮水箱水用完时，关闭主、副贮水箱间的高压阀门（图1－8），副贮水箱继续工作，开启主贮水箱上部高压阀门（图１－９）连接外环境贮水池，主贮水箱内的水蒸汽溶入水体，其它气体从水体排出，同时贮水池水体注入主贮水箱，注水完成，关闭注水处高压阀门（图１－９），使主贮水箱与外环境隔开，再打开与副贮箱连接的高压阀门（图１－８），完成从外部补水；在此期间，蒸汽发生室的耗水量应小于副贮水箱的水量，即蒸汽发生室的水位不得低于最低工作水位（图１－５）。

停机加水：在系统首次运行前或系统停机后加水，此时应关闭主、副水箱之间的阀门（图１－８），当主水箱注满水，关闭注水处高压阀门后（图１－９），打开主、副水箱之间的阀门（图１－８），水体注入蒸汽发生室，蒸汽发生室发生此时所能达到的最高水位（图１－３）接近主贮水箱上液面；高压火焰发生器和蒸汽排放口应高于这个位置，以免此时水体进入燃烧室或从蒸汽排放口流出；启动高压火焰发生器，当蒸汽发生室正常产生蒸汽时，系统进入工作状态。

系统停机：当系统需要停止工作时，应首先关闭主、副贮水箱之间的阀门（图１－８）,以免停机后主贮水箱内的高压气体将水箱水体压向燃烧室或排向蒸汽排放口。之后应将主贮水箱上部高压阀门开启（图１－９），气体从注水口排出，使灰复常压状态。下次启动系统前按停机加水工作程序进行。

本发明旨在解决蒸汽发生装置的热效率问题和降低含硫气体的排放，系统运行较长时间后，蒸汽发生室水体将会酸化，水垢沉积会挤占蒸汽发生室的工作空间；因此要定期作相应维护。

附图说明：

图1：内燃式蒸汽发生室结构图

图1-1，空气压缩机；图1-2，燃烧室；由空气压缩机和燃烧室组成高压火焰发生器；

图1-3，蒸汽发生室的最高水位；蒸汽室和高压火焰发生器装置高于这个位置；

图1-4，蒸汽发生室的常态水位；蒸汽发生室低于此水位时，蒸汽会进入水箱排出水体，向蒸汽发生室补水，系统连续工作时，蒸汽发生室的水位在此处波动；

图1-5，蒸汽发生室最低工作水位；低于这个水位时，蒸汽发生量减小，火焰会直接进入蒸汽室，只有当副贮水箱水量耗尽时，蒸汽发生室才可能低于这个水位；