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氦气加入机构及锅炉发电系统

阅读：933发布：2021-02-25

IPRDB可以提供氦气加入机构及锅炉发电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种氦气加入机构和具有该氦气加入机构的锅炉发电系统，该氦气加入机构包括氦气管道和连接其供气端口的第一氦气储压管和第二氦气储压管；第一氦气储压管为直管，侧壁设置有与锅炉发电系统饱和蒸汽排管数量相等的加氦气嘴，加氦气嘴的出口从对应的饱和蒸汽排管的管壁伸入各饱和蒸汽管内，且气嘴出口方向与饱和蒸汽流动方向相同；第二氦气储压管为环型管，套设于锅炉发电系统的过热蒸汽总管外，环型管壁设置有至少二个加氦气嘴，并伸入锅炉发电系统的过热蒸汽总管内，且气嘴出口方向与过热蒸汽流动方向相同。该氦气加入机构通过锅炉发电系统的饱和蒸汽管路和过热蒸汽管路加入氦气，在不改变锅炉燃烧工况的情况下实现节能减排。，下面是氦气加入机构及锅炉发电系统专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种氦气加入机构，该氦气加入机构应用于向锅炉发电系统中加氦气，其特征在于，该氦气加入机构包括氦气管道和第一氦气储压管，氦气管道的氦气入口端与高压氦气储罐连接，该氦气管道还至少具有第一供气端口；所述第一氦气储压管为一直管，进气端与第一供气端口连接，其侧壁设置有与锅炉发电系统饱和蒸汽排管数量相等的加氦气嘴，该加氦气嘴的出口从对应的饱和蒸汽排管的管壁伸入各饱和蒸汽管内，且气嘴出口方向与饱和蒸汽流动方向相同。

2、如权利要求1所述的氦气加入机构，其特征在于，所述氦气管道还具有第二供气端口和第二氦气储压管，该第二氦气储压管为环型管，进气端与第二供气端口连接，并套设于锅炉发电系统的过热蒸汽总管外，环型管壁设置有至少二个加氦气嘴，该至少二个加氦气嘴伸入锅炉发电系统的过热蒸汽总管内，且气嘴出口方向与过热蒸汽流动方向相同。

3、如权利要求2所述的氦气加入机构，其特征在于，所述第二氦气储压管的环型管壁对称设置有4个加氦气嘴，它们在过热蒸汽总管内也为对称分布。

4、如权利要求1所述的氦气加入机构，其特征在于，在高压氦气储罐后的氦气管道上至少设置有一个减压阀、一个氦气流量计、一个压力变送器和一个流量调节阀，并且在流量调节阀后设置有单向阀。

5、如权利要求4所述的氦气加入机构，其特征在于，所述流量调节阀包括电动调节阀和手动调节阀。

6、如权利要求1所述的氦气加入机构，其特征在于，所述高压氦气储罐还与氦气循环管道连接，且该氦气循环管道中设有压力变送器、流量调节阀和单向阀。

7、如权利要求4所述的氦气加入机构，其特征在于，所述减压阀与第一压力变送器之间的氦气管道为高压软管。

8、一种具有氦气加入机构的锅炉发电系统，其特征在于，所述氦气加入机构如权利要求1-7任一项所描述，其至少通过第一氦气储压管与锅炉发电系统的饱和蒸汽排管的连通而接入锅炉发电系统。

9、如权利要求8所述的具有氦气加入机构的锅炉发电系统，其特征在于，所述氦气加入机构同时通过第二氦气储压管与锅炉发电系统的过热蒸汽总管连通。

说明书全文

氦气加入机构及锅炉发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种氦气加入机构，利用该机构可以向锅炉发电系统的饱和蒸汽以及过热蒸汽管路中的加氦气，实现锅炉系统的节能减排，本实用新型还涉及具有所述氦气加入机构的锅炉发电系统。

背景技术

锅炉发电系统是电力供应的核心部分，同时也是耗能大户。锅炉系统在电力部门不可缺少，并且很多机构和单位都有自己独立的、大小不一的锅炉发电系统，这些锅炉的燃烧工况存在差异，但耗能是一个共同的特点。为降低能耗，目前所采用的方法主要是投资大锅炉，关闭小锅炉，尤其是对于燃烧工况不好的小锅炉，更是只能关闭。这样做的结果，一方面是关闭的小锅炉被搁置不能利用，最终只能是废弃，另一方面则是需要投资再建大功率锅炉系统，造成资源的浪费。
在锅炉发电系统中加入氦气，提高发电量，实现节能减排，已经开始被关注，但是目前仍处在研究和小试阶段，由于锅炉发电系统的特殊性，如何在该高压高热系统中实现有效加氦，目前还没有相关工程实例和报告。研发和推广锅炉发电系统的加氦技术，有效实现节能减排，是本领域期待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种氦气加入机构，利用该氦气加入机构通过锅炉发电系统的饱和蒸汽管路和过热蒸汽管路接入，可以有效加入氦气，能够在不改变锅炉燃烧工况的情况下实现节能减排。
本实用新型同时提供了一种设置有氦气加入机构的锅炉发电系统，可
以通过在系统中加氦而实现整个锅炉系统的节能减排。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种氦气加入机构，该氦气
加入机构应用于向锅炉发电系统中加氦气，该氦气加入机构包括氦气管道
和第一氦气储压管，氦气管道的氦气入口端与高压氦气储罐连接，该氦气
管道还至少具有第一供气端口；所述第一氦气储压管为一直管，进气端与第一供气端口连接，其侧壁设置有与锅炉发电系统饱和蒸汽排管数量相等的加氦气嘴，该加氦气嘴的出口从对应的饱和蒸汽排管的管壁伸入各饱和蒸汽管内，且气嘴出口方向与饱和蒸汽流动方向相同。
根据本实用新型的优选方案，所述氦气管道还具有第二供气端口和第二氦气储压管，该第二氦气储压管为环型管，进气端与第二供气端口连接，并套设于锅炉发电系统的过热蒸汽总管外，环型管壁设置有至少二个加氦气嘴，该至少二个加氦气嘴伸入锅炉发电系统的过热蒸汽总管内，且气嘴出口方向与过热蒸汽流动方向相同。
优选地，所述第二氦气储压管的环型管壁对称设置有4个加氦气嘴，它们在过热蒸汽总管内也为对称分布，利于氦气被均匀送入过热蒸汽管。
本实用新型的氦气加入机构中，由于氦气来自高压储罐，在氦气管道中还需要设置适当的压力和流量的调节控制机构，优选地，在高压氦气储罐后的氦气管道上至少设置有一个减压阀、一个氦气流量计、一个压力变送器和一个流量调节阀，并且在流量调节阀后设置有单向阀。所述流量调节阀包括电动调节阀和手动调节阀。
所述高压氦气储罐还与氦气循环管道连接，且该氦气循环管道中设有压力变送器、流量调节阀和单向阀。
为确保整个氦气加入机构以及锅炉系统的安全，优选地，所述压阀与第一压力变送器之间的氦气管道为高压软管。本实用新型还提供了一种设置有氦气加入机构的锅炉发电系统，所述氦气加入机构的结构如上所描述，其至少通过第一氦气储压管与锅炉发电系统的饱和蒸汽排管的连通而接入锅炉发电系统。
优选地，本实用新型的设置有氦气加入机构的锅炉发电系统，同时设置了二个氦气加入点，即，所述氦气加入机构同时通过第二氦气储压管与锅炉发电系统的过热蒸汽总管连通。
本实用新型的实施具有以下优点：
在锅炉系统中使用氦气虽然已经被认为是有利于实现降低能耗，但是具体到的工程实施仍有距离，尤其是该在哪些位置加氦气，如何将带压氦气加入到高压蒸汽管中，至今未见报告。本实用新型首次提供了一种工程上可行的对锅炉发电系统的加氦技术，通过向锅炉饱和蒸汽和过热蒸汽中加入氦气，在锅炉燃烧工况不变的工作状态下，可以提高该锅炉的发电量。
根据锅炉系统的特点，本实用新型确定在锅炉气包出来的饱和蒸汽排管向系统加氦，通过特定结构的氦气储压管将氦气分别从每个饱和蒸汽管分散加入，使所加入氦气在流动过程中与饱和蒸汽均匀混合，增加了吸收热量和膨胀功；尤其是同时在锅炉过热蒸汽管也进行加氦，能立即显示出发电量的提高，提高了锅炉的供电效率，在不改变锅炉工况的情况下，实际上达到了节能减排的效果。
利用本实用新型的氦气加入机构可以供选择只在饱和蒸汽管道加氦，或是同时在饱和蒸汽管道和过热蒸汽管道加氦，也可以根据锅炉工况及发电量需要随时控制氦气加入量，更有利于根据锅炉的具体工况调节最佳节能减排点。
本实用新型的氦气加入机构可以在不同规模的锅炉系统中使用，尤其是可以直接对中小锅炉进行改造，实现小锅炉的节能，更利于充分发挥己有锅炉系统的应用效率。附图说明
图1是本实用新型氦气加入机构实现从饱和蒸汽管道和过热蒸汽管道加氦气的结构示意图。
图2是图1中第一氦气储压管A的a-a剖面示意图。图3是图1中第二氦气储压管B的b-b剖面示意图。
具体实施方案
以下结合附图和具体实施例详细说明本实用新型方案的实现和所具有的优点，但不对本实用新型的实施范围构成任何限定。
图1示出了本实用新型的氦气加入机构的示意图，该氦气加入机构用于同时向锅炉发电系统的饱和蒸汽排管和过热蒸汽总管加氦气。请同时参考图2和图3，该氦气加入机构设置有氦气管道10，其氦气入口端连接高压氦气储罐2，通过一个三通11分别形成第一供气端口 12和第二供气端口
13;
第一氦气储压管30为一直管，一端与第一供气端口 12连通，另一端封闭，侧壁设置有与来自锅炉发电系统的气包32的饱和蒸汽排管33数量相等的加氦气嘴31，本实施例为260吨锅炉系统，气包的饱和蒸汽排管为 8个，则对应设置有8个加氦气嘴31。如图2显示，每个加氦气嘴31均具垂直于管壁设置，从对应的饱和蒸汽排管33的管壁伸入各饱和蒸汽管内，且气嘴31的出口方向与饱和蒸汽流动方向相同；
同时参考图3显示，第二氦气储压管40为一环型管，套设于锅炉系统的过热蒸汽管41夕卜，该环型管管壁内环向中心设置有4个加氦气嘴31，为对称分布设置并伸入过热蒸汽管41内，且气嘴31的出口方向与过热蒸汽流动方向相同；
为实现向锅炉系统加氦气，在所设计的氦气管道10上，还设置有适当的压力和流量的调节控制机构，图1具体显示了这些控制机构的安装位置，
在高压氦气储罐2后的氦气管道1中适当位置至少设置有减压阀13、压力变送器15、电动流量调节阀、手动流量调节阀17、氮气流量计18，并且在流量调节阀（尤其是电动流量调节阀）后设置有单向阀19。图1为具体安装实例，这些部件的设置数量和位置均可以根据具体需要来确定；
高压氦气储罐2还与氦气循环管道r连接，且该氦气循环管道r中设
有压力变送器15、电动流量调节阀16、手动流量调节阀17和单向阔门19。参考图l-图3，本实施例中的氦气加入机构工作流程可以描述如下：将图1的氦气加入机构的第一氦气储压管30的8个加氦气嘴31分别安装到锅炉系统的饱和蒸汽排管33内，第二氦气储压管40的4个加氦气嘴31分别安装到锅炉系统的过热蒸汽总管41内，将氦气循环管道l'连接到锅炉系统的氦气回收装置（图中未示），从而完成本实用新型锅炉发电系统的安装或改造。
来自高压氦气储罐2 (设置有安全阀21和排水阀22)的氦气（必要时用电动流量调节阀17调节流量）通过减压阀13被减压，顺序经过了高压软管14、电动调节阀16以及单向阀19，并经压力变送器15 (附有压力表）调节并确定氦气的管压后，沿氦气管道10在三通11处被输送到二个供气端口 12和13，期间分别经过了电动流量调节阀16、单向阀19，经手动流量调节阀17调节欲加氦气量和压力变送器15确定氦气压力，从二个供气端口进入氦气储压管30和40 (加氦点A和B)，该过程中如有异常，可以通过保护管路la分流，以保护流量计。
在加氦点A，氦气从供气端口 12进入第一氦气储压管30的直管中，经过加氦气嘴31进入饱和蒸汽排管33的每个单管，氦气进入后与来自锅炉气包32的饱和蒸汽同向运动并在运动中充分混合，形成饱和蒸汽-氦气混合气，进入锅炉系统；
在加氦点B，氦气从供气端口 13进入第二氦气储压管40的环型管中，经过4个加氦气嘴31均匀地被送入锅炉系统的过热蒸汽总管41，氦气进入后与来自锅炉系统的过热蒸汽同向运动并在运动中充分混合，形成过热蒸汽-氦气混合气，进入锅炉系统。
锅炉系统中的氦气被回收后从氦气循环管道l'在电动调整调节阀16、单向阀19和手动流量调节阀17的调整后，经过压力变送器15返回到高压氦气储罐2，重新迸入锅炉发电系统。
在以上过程中，经点A向饱和蒸汽排管加入氦气，可以增加吸收热量和膨胀功，同时在点B向过热蒸汽总管加入氦气，可以提高整个锅炉系统的发电量，实现了锅炉发电系统的节能减排。

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