一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器的製作方法
2023-07-11 16:25:06 1
專利名稱：一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種惰性氣體發生器，特別是一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，應用於液貨船以及化學品船上。
背景技術：
按照國際海事組織(ΙΜ0)的定義，惰性氣體是指含氧量很低，不足以使碳氫化合物燃燒的一種氣體或多種氣體的混合體。燃燒三要素包括可燃物、氧氣和熱源，缺少任何一項，燃燒或者爆炸都不會發生。因此，向貨油艙內注入惰性氣體，可以使貨油艙內的氣體惰化，從而防止爆炸的發生。1974年的SOLAS公約以及1981年通過的修正案明確規定凡裝運閃點不超過60°C的油品，載重量為2萬DWT以上的油船、原油船以及其他油類的船舶和載運液化氣、某些化學品的船舶，必須裝設惰性氣體系統。目前，船舶上採用的惰性氣體系統一般有以下幾種類型(1)煙道氣惰性氣體系統，利用穿上鍋爐的煙氣，經過洗滌塔對其冷卻、除硫、除塵後，通過甲板水封送至惰氣總管，然後分配到各個貨油艙內。(2)多功能惰性氣體系統，即可以作為煙氣惰性氣體裝置使用，還可以把柴油機或者燃氣輪機排出的廢氣再次燃燒，產生合格的惰性氣體。(3)惰性氣體發生器系統，通過燃燒一定比例的船用柴油或者重油，經過洗滌塔冷卻、除塵後，通過甲板水封進入惰氣總管，然後分配到各個貨油艙內，甲板水封可以防止貨油艙內惰氣或者油氣壓力過低時，油氣倒流回惰性氣體系統。中國專利申請號200910035063. X公開了一種利用鍋爐廢氣產生惰性氣體的船用惰性氣體系統，但是由於煙氣惰性氣體質量不高，僅適用於原油船的防燃防爆。韓國專利KR20100037506也是公開了一種煙道廢氣產生惰性氣體的系統，不適用於化學品運輸船舶。
發明內容
本發明的目的是解決現有技術的缺陷，公開一種結構緊湊，性能安全可靠，組成結構合理，運行平穩高效，安裝維護方便的直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器。本發明是這樣實現的一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，主要包括燃燒頭，燃燒室，支座，噴淋噴嘴，旋流片，燃油噴嘴，點火槍，調壓閥，空然比調節片，除霧器， 冷卻水套等。通過燃油泵和風機，把一定比例的燃油和空氣送入燃燒室內，在燃燒室內充分燃燒後，產生的氣體經過洗滌塔的洗滌、冷卻、氧氣分析儀測量達標後(氧含量在1 4%之間)，進入惰氣輸送管，其特徵在於所述的燃燒頭包括空氣室、燃油噴嘴、空燃比調節機構和旋流片，燃燒頭通過法蘭和燃燒室的一端連接裝配在一起；燃燒室採用臥式圓筒形結構， 洗滌塔裝置在燃燒室另一端側上表面，兩者設置成一整體組合焊接結構。所述的燃燒頭安裝有空燃比調節機構，所述的空燃比調節機構包括調壓閥和調節片。所述的燃燒頭內部安裝有旋流片。所述的燃燒室外壁安裝有同軸心的冷卻水套。所述的燃燒室另一端側上表面焊接有洗滌塔，洗滌塔的上部安裝有除霧器，洗滌塔殼體外壁的上部安裝有高溫報警器和高壓報警器，洗滌塔殼體下的燃燒室外壁安裝有高液位報警器。所述的氧氣分析儀包括固定式和可攜式氧氣分析儀。燃料使用船用0號柴油，通過齒輪泵直接供油，經調壓器調壓後供燃燒部分使用。 依據可靠性的要求，採用一用一備兩套油泵，構成供油泵組，提供高壓燃料油的供應，壓力供應範圍為0. 7 3. 5MPa，採用調壓閥和空燃比調節片實現負荷的調節。空氣供給部分主要是風機及相關閥件，依據可靠性的要求，採用一用一備兩颱風機，從而保證空氣的可靠供給。燃燒部分是惰性氣體發生器系統的核心部分，其燃燒的效果如何，直接影響到系統的功能性及可靠性，根據功能，應包含點火、燃燒、負荷調節、火焰檢測、煙氣分析等。在點火部分為保證可靠點火，採取點火槍的方式點火，通過火炬將主火焰點燃，減少由於未點燃而造成的油汙排放；火焰檢測採用可靠性更高的UV探頭監測；採用徑向風產生旋流，穩定火焰， 防止脫火；在燃燒全過程中，當進行負荷調節時，通過調節機構保證空燃比不變，進而確保煙氣中氧的含量符合設備系統的要求。惰氣的供給除保證濃度要求外，還必須保證在一定的溫度範圍內，否則同樣易引起爆炸，考慮成本及應用，採用海水直接噴淋冷卻方式，因此將產生大量的水汽，需在出口部分設置網狀除霧器，進行除汽處理。本發明的有益效果是採用高壓供風方式，使裝置在燃燒室產生惰性氣體的同時， 具有足夠的壓力，使惰性氣體可直接供給下遊使用，而在後續管路中無需加裝加壓設備；空燃比調節機構採用「負荷跟蹤技術」，實現了根據負荷需要自動調節燃燒負荷的功能，在全工作範圍內，保證空燃比，提高了燃料的利用率，起到節約能源的目標；燃燒頭採用旋流片實現「強旋流火焰穩定技術」提高了高壓燃燒室火焰穩定的效果，使惰性氣體發生器在全負荷範圍內無脫火、回火現象，燃燒充分，達到了環保排放的目標；採用氧含量實時檢測控制， 確保系統的安全可靠。
圖1是本發明工作流程圖。
圖2是本發明的結構示意圖。
圖3是本發明的剖視圖。
圖4是本發明燃燒頭結構示意圖。
圖5是本發明旋流片示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。根據附圖1 5，一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，包括風機1，油泵 2，燃燒頭3，燃燒室4，洗滌塔5，點火槍6，噴淋噴嘴7，除霧器8，調壓閥9，空燃比調節機構 10，空氣室11，燃油噴嘴12，旋流片13，觀火鏡14，高液位報警器15，高溫報警器16，高壓報警器17，冷卻水套18，支架19和出水管20。本發明具體工作過程如下外部空氣通過風機1被吸入焊接在燃燒頭3上部的空氣室11內，通過旋流片13的作用，高速旋轉的空氣進入燃燒室4內。燃油泵2把燃油通過燃油噴嘴12送入燃燒室4，燃燒室4內形成高速旋轉的空氣和霧化燃油的混合物。此時，固定在燃燒室4上部的點火槍6點燃空氣和燃油的混合物，使其在燃燒室4內充分燃燒。觀火鏡14安裝在燃燒頭3的側面，通過觀火鏡14可以隨時了解燃燒室4內的燃燒狀況。調壓閥9和調節片10組成空燃比調節機構，通過調節調壓閥9和空燃比調節機構10可以實現自動調節燃燒負荷的功能，在全工作範圍內提高燃料的利用率，保證充分的燃燒。燃燒頭3通過法蘭連接安裝在燃燒室4 一端，燃燒室4焊接固定在支座18上面，洗滌塔5與燃燒室4為一體化設計，通過焊接組合成一體，冷卻水套17與燃燒室4同軸心並焊接有螺旋套管，冷卻水套17在整個燃燒過程中不斷通入海水，起到冷卻燃燒室4外壁的作用。燃燒後的混合氣體主要成份為氮氣及二氧化碳，還有少量的二氧化硫、一氧化碳。同時噴淋噴嘴 7產生霧化後的水和燃燒室4中燃燒產生的混合氣體形成對流，可以進一步冷卻惰性氣體， 並洗滌吸收其中的二氧化硫和一氧化碳。位於洗滌塔5頂部的除霧器8可以除去冷卻後混合氣體中的水分，使進入惰性總管的氣體為乾性氣體。出水管20通過法蘭和冷卻水套17 連接，把冷卻水套內的水排到洗滌塔5下方的排水管中。在洗滌塔5的下方安裝有一個高液位報警器15，燃燒過程中噴淋噴嘴7和冷卻水套18的水需要及時排放掉，如果水位過高， 則會漫過燃燒室造成系統故障。高液位報警器15的作用即在液位過高時，發出報警使整個系統停止。在洗滌塔5的上方安裝有高溫報警開關16和高壓報警開關17，隨時檢測發生器產生的惰氣壓力和溫度，使其保持在安全範圍之內。
權利要求
1.一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，包括燃燒頭、點火槍、除霧器、燃燒室、 冷卻水套和洗滌塔，通過燃油泵和風機，把一定比例的燃油和空氣送入燃燒室內，在燃燒室內充分燃燒後，產生的氣體經過洗滌塔的洗滌、冷卻、氧氣分析儀測量達標後，進入惰氣輸送管，其特徵在於所述的燃燒頭包括空氣室、燃油噴嘴、空燃比調節機構和旋流片，燃燒頭通過法蘭和燃燒室的一端連接裝配在一起；燃燒室採用臥式圓筒形結構，洗滌塔裝置在燃燒室另一端側上表面，兩者設置成一整體組合焊接結構。
2.根據權利要求1所述的一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，其特徵在於 所述的燃燒頭安裝有空燃比調節機構，所述的空燃比調節機構包括調壓閥和調節片。
3.根據權利要求1或2所述的一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，其特徵在於所述的燃燒頭內部安裝有旋流片。
4.根據權利要求1所述的一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，其特徵在於 所述的燃燒室外壁安裝有同軸心的冷卻水套。
5.根據權利要求1所述的一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，其特徵在於 所述的燃燒室另一端側上表面焊接有洗滌塔，洗滌塔的上部安裝有除霧器，洗滌塔殼體外壁的上部安裝有高溫報警器和高壓報警器，洗滌塔殼體下的燃燒室外壁安裝有高液位報警
6.根據權利要求1所述的一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，其特徵在於 所述的氧氣分析儀包括固定式和可攜式氧氣分析儀。
全文摘要
本發明為一種直燃式高壓輸出型船用惰性氣體發生器，包括燃燒頭、點火槍、除霧器、燃燒室、冷卻水套和洗滌塔，通過燃油泵和風機，把一定比例的燃油和空氣送入燃燒室內，在燃燒室內充分燃燒後，產生的氣體經過洗滌塔的洗滌、冷卻、氧氣分析儀測量達標後，進入惰氣輸送管，其特徵在於所述的燃燒頭包括空氣室、燃油噴嘴、空燃比調節機構和旋流片，燃燒頭通過法蘭和燃燒室的一端連接裝配在一起；燃燒室採用臥式圓筒形結構，洗滌塔裝置在燃燒室另一端側上表面，兩者設置成一整體組合焊接結構。本發明裝置採用高壓供風方式，在後續管路中無需加裝加壓設備，具有高效、可靠、結構緊湊、易安裝維護的特點。
文檔編號C01B31/20GK102173415SQ20111000175
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月6日 優先權日2011年1月6日
發明者李軍華, 田芳方, 翟風晉, 董濤, 陳亞軍 申請人:上海漢盛船舶技術有限公司