余热锅炉系统工作原理及技术特点
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§1概论
一、简述
在燃气轮机做功后排出的燃气，仍具有比较高的温度，一般在540℃左右，利用这部分气体的热能，可以提高整个装置的热效率。通常是利用此热量加热水，使水变成蒸汽。蒸汽可以用来推动蒸汽轮机一发电机，也可用于生产过程的加热或供生活取暖用。对于稠油的油田可以用蒸汽直接注入油井中，以提高采油量。根据不同的蒸汽用途，要求有相应的蒸汽压力和蒸汽温度，也就需要不同参数的产汽设备。利用燃气轮机排气的热量来产汽的设备，称为“热回收蒸汽发生器”，表明回收了排气的热量，用英文字母HRSG来表示。我国习惯上称为“余热锅炉，本文也采用“余热锅炉”的名称，并把燃气轮机的排气简称为“烟气”。
“余热锅炉”通常是没有燃烧器的，如果需要高压高温的蒸汽，可以在“余热锅炉”装一个附加燃烧器。通过燃料的燃烧使整个烟气温度升高，能够产生高参数的蒸汽。例如某余热锅炉不装燃烧器时，入口烟气温度为500℃，装设附加燃烧器后，可使入口烟气温度达到756℃。蒸汽的压力可以从4MPa升到10MPa，蒸汽的温度可以从450℃升到510℃，蒸汽可以供高温高压汽轮机用，从而增加了电功率输出。目前我国油田进口的余热锅炉的蒸汽参数有：4MPa配450℃及1.4MPa配195℃（饱和蒸汽）。前者供给中压汽轮机来发电，后者可以供生产或供生活取暖用。
注：关于多种余热锅炉，余热锅炉利用燃气轮机排气的方式，补燃问题。
二、余热锅炉的组成
（一）蒸汽的生产过程
图19－1是一台余热锅炉的结构示意图，从图中可以看出产汽的过程。
图19－1强制循环余热锅炉
（注意蒸发器为顺流布置，即管束流向自下而上，以免上下弯头处积汽。）
从燃气轮机出口的烟气，经烟道到余热锅炉入口，烟气自下而上流动，流经过热器、两组蒸发器和省煤器，最后排入烟囱。排烟温度约为150－180℃，烟气温度从540℃降到排烟温度，所放出的热量用来使水变成蒸汽。进入余热锅炉的给水，其温度约为105℃左右，先进入上部的省煤器，水在省煤器吸收热量使水温上升，水温升到略低于汽包压力下的饱和温度，就离开省煤器进入汽包。进入汽包的水与汽包的饱和水混合后，沿汽包下方的下降管到循环泵，水在循环泵中压力升高，分别进入两组蒸发器，在蒸发器的水吸热开始产汽，通常是只有一部份水变成汽，所以在蒸发器管流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器进入汽包上部。在汽包装有汽水分离设备，可以把汽和水分开，水落到汽包水空间，而蒸汽从汽包顶部出来到过热器。在过热器吸收热量，使饱和蒸汽变成过热蒸汽。根据产汽过程有三个阶段，对应的应该要有三个受热面，即省煤器、蒸发器和过热器。如果不需要过热蒸汽，只需要饱和蒸汽，可以不装过热器。
（二）余热锅炉的型式
1、强制循环余热锅炉
图19－1所示的余热锅炉就是强制循环余热锅炉。从汽包下部出来的水经一台循环泵后，进入蒸发器，是靠循环泵产生的动力使水循环的，称为“强制循环余热锅炉”。其特点是；各受热面组件的管子是水平的，受热面之间是沿高度方向布置，可节省地面的面积，并使出口处的烟囱高度缩短。但在运行中需要循环泵，使运行复杂，增加维修费用。目前油田进口的余热锅炉，多数采用此种型式。
2．自然循环余热锅炉
图19－2是一自然循环余热锅炉，全部受热面组件的管子是垂直的。给水进入省煤器吸热后，进入汽包。汽包有下降管与蒸发部的下联箱相连，下降管位于烟道外面，不吸收烟气的热量。汽包还与蒸发器的上联箱相连。直立管簇吸收烟气的热量。当水吸收烟气热量就有部份水变成蒸汽，由于蒸汽的密度比水的密度要小得多，所以直立管汽和水混合物的平均密度要小于下降管中水的密度，两者密度差形成了水的循环。也就是说：不吸热的下降管的水比较重，向下流动。直立管的汽水混合物向上流动，形成连续产汽过程。此时进入蒸发器的水不是靠循环泵的动力，而是靠流体的密度差而流动，这种余热锅炉称为“自然循环余热锅炉”。其特点是：省去循环泵，使运行和维修简单。但各受热面是沿水平方向布置，占地面积大，在排烟处所需烟囱的高度要高。
图2 自然循环余热锅炉
本文主要介绍“强制循环余热锅炉”。
（注：一般来说，余热锅炉的循环方式有5种：单压，双压无再热，双压再热，三压无再热，三压再热。）
（三）余热锅炉的布置
图19－3是强制循环余热锅炉的布置图，包括余热锅炉本体受热面及烟道系统，其特点如下：
图19－3余热锅炉布置图
1．烟气系统
从燃气轮机出来的高温烟气有两路出口，一路进人余热锅炉，从主烟囱排人大气，另一路进入旁路烟囱排人大气。每路烟道上都装有挡板，共有三个挡板，主烟道上的挡板称“主挡板”，旁路烟道上的档板称“旁路档板”，主烟囱处的档板称“烟囱挡板”，各挡板是配合使用的。燃气轮机工作而余热锅炉不工作，要开启旁路挡板，关闭主挡板。燃气轮机与余热锅炉同时工作，要关闭旁路挡板，开启主挡板。另一方面为调节余热锅炉的产汽量，主挡板和旁路挡板可以部份开启或部份关闭，挡板调节的容见后。余热锅炉工作时，应该开启烟囱挡板。当余热锅炉短时间停炉，可以关闭烟囱挡板，以防止余热锅炉的热量损失。因为余热锅炉温度比较高，周围冷空气可以进入余热锅炉，形成自然对流将热量带走，关闭烟囱挡板就能防止外界气流进入余热锅炉，以保存热量，准备随时起动余热锅炉。如果余热锅炉要停炉检修，希望冷却速度快些，可以开启烟囱挡板。水平烟道经过一个90 转弯接头与余热锅炉相连，这个转弯接头是经制造厂试验研究后确定的，其形状尺寸必须要保证转弯后的气流分布均匀，均匀的气流能够使得烟气放热也均匀，管水或汽的吸热也均匀，否则会使一些管子吸热多而另一些管子吸热少，这对余热锅炉的安全运行是不利的。
主烟道和旁路烟道都装有膨胀节，这是由于烟道受热后要伸长，会对烟道的支架产生热应力。采用膨胀节能吸收烟道的伸长量，可以减小热应力。
2．汽包
汽包是用悬吊的方式来固定，悬吊在伸出的悬臂框架上，悬臂框架与省煤器的框架相接。采用悬吊方式可以使汽包有足够的挠性，因汽包下部有下降管，上部有省煤器进水管、蒸发器的汽水混合物引入管以及饱和蒸汽引出管等，当这些连接管受热膨胀时，都会对设备产生附加应力，现在汽包用挠性支架，能减少对设备产生附加应力。
3．组件的装配
整个余热锅炉分成几个大组件，每个大组件在制造厂组装好后装
运。在现场直接安装，这样大大缩短安装工期。这些增加有：烟囱，
膨胀节，90 转弯段，支承框架，汽包，烟道，挡板，烟囱缩口，过热
器，蒸发器I 和II ，省煤器，旁路烟道及其挡板和膨胀节等。
有热烟气流过的组件均装有管箱板，管箱板上有法兰。图19－4
示出了上下拉杆组件管箱板的连接方式。考虑到减少散热损失，保证
运行人员安全，管箱板由金属板与保温层组成。与高温烟气接触的壁
采用耐热合金钢板，外壁采用碳钢板。两金属那边之间是矿物纤维保
温层，外壁和壁用螺栓连接，螺栓预先焊在外壁钢板的侧，在壁相应位置处预先冲孔眼，孔的直径要比螺栓直径大，多余的孔隙量可以允许壁和外壁有相对移动。这是因为壁和外壁的温度不同，材料不同，受热后的膨胀伸长量也不同，所以两壁之间会有相对移动。外壁上焊有加强框架，可保证管箱板的强度和刚度，外壁的两端焊有法兰，可以用来连接组件。
图19－4
烟气在余热锅炉中自下而上流动，烟温逐渐降低，所以管箱板的保温层厚度也可减薄，省煤器出口的烟气温度不超过200℃，可以直接用碳钢的钢板制造烟道，来代替管箱板。
（四）受热面组件的特点
受热面组件指的是省煤器、蒸发器和过热器，分别组成四个组件，其结构型式基本上是相同的。只有管子直径及有关尺寸略有不问，各组件由管组、联箱、管箱板和支吊架组成，现分别叙述之。
1．管组
图5 受热面组件装配
A 准备管子，锉坡口
B 焊接弯头及连接直管
C 装支吊架
D 支吊架装顶板和底板
1 内壁
2 外壁
3 保温层
4 连接螺栓
5 法兰
6 法兰螺栓
每个受热面组件的管组包括几十根管子，管子是带肋片的，组成水平蛇行管，见图19－5。肋片管是用一定厚度（1mm）和一定宽度（12－20mm）的薄钢带绕在光管外壁上，绕的型式采用螺旋线。薄钢带是用电阻焊与光管外壁相接的，使钢带与管外壁紧密结合，保证传热效果好。
图19－5表示了整个受热面组件的装配过程，二根直的助片管用一个180 弯头连接，连接方式采用焊接，最后组成一根水平蛇行管，几十根并联的蛇行管可以组成一个管组。
2．支吊架
采用“蜂窝状”吊架，用两块凸凹板可以组成一个“蜂窝状”吊架，凸凹的形状是一个等六边形，像蜂窝的形状，所以称“蜂窝状”吊架。图19－5C中表示出一根水平蛇行管的吊架，如果管子沿水平方向很长，需要多装吊架，大约每隔一米需一个吊架。如果并联的管子数目是30根，在同一距离上就有30个吊架，采用吊架顶板和底板可以将此30个吊架组合起来，最后如图19－5D中表示的一个大的坚固的管组。
顶板用13～19mm厚的碳钢钢板制造，能够承受管组的重量。
管子的肋片部份和支架板接触，肋片外形是圆的，而支架板形状是六角形，除了接触点以外，两者之间有足够的空隙，吊架本身又有挠性，可以微微移动。所以当管子受热而膨胀时，不易被吊架卡住，同时管壁不会被磨损。这种型式的吊架对于联箱也是有好处的，因为管组的进口联箱和出口联箱都是固定不动的，采用这种吊架，管子膨胀伸长是自由的，能减少膨胀热应力作用到联箱上。
3．联箱
在整个管组和吊架装配后，最后安装联箱，省煤器和过热器的进出口联箱型式是相同的。而蒸发器的联箱的型式常常是不同的。进口联箱的直径要小于出口联箱的直径，这是因为蒸发器入口是水而出口是汽水混合物。
4．特点
组成的水平蛇行管的两端可以自由伸长。从图19－1中可以看到全部弯头都在高温烟道以外，表明焊缝不和高温烟气接触。这种受热面结构对快速起动有利。所以余热锅炉能够随着燃气轮机快速起动。受热面的管子采用肋片管，可以增加传热量，反过来说，在传热量相同的情况下，可以减小受热面，使余热锅炉体积小，布置紧凑。所以目前不论是水平蛇行管或直立式管都趋向于采用肋片管。例如：省煤器中每公斤水需吸收热量314KJ。如果采用光管，需0.497米长的管子，如果采用同管径的肋片管。只需0.05米的管子；显然后者可以缩小尺寸。
从传热的观点来分析，要提高传热量，就要减小传热的总热阻。余热锅炉管子外面流的是烟气，管流的是水或汽或汽水混合物，前者的热阻远远大于后者，相差几十倍～几百倍，所以就要从管外侧想办法来改善传热，最有效的措施就是增加管外侧表面积，也就是采用管外加肋片的肋片管。
§2 受热面的设计计算
余热锅炉的产汽过程是通过省煤器、蒸发器及过热器来实现的。也就是通过管子把管外烟气的热量传给管的流体（水或汽）。
在运行中，如果省煤器和蒸发器传过的热量少，那么蒸汽产量少，蒸汽压力低。如果过热器传过热量少，“就使蒸汽出口温度低。另外，受热面处在高温烟气下工作，管流体的流动情况会影响管子金属温度，也就是影响管子强度，由此可见，这三个受热面直接影响余热锅炉运行的安全性和经济性。从事锅炉运行的人员要了解产汽过程特点及传热的基本知识，才能分析运行中出现的事故以及蒸汽参数调节的问题。
本节重点介绍传热及汽水两相流问题。
一、热量计算公式
每个受热面有三个热量计算公式，一个是烟气放出的热量、一个是管流体吸收的热量，一个是传过去的热量。这三个热量是相等的，人们用热平衡方程式来表示前二个热量，用传热方程式来表示后一个热量，现分别叙述之。
（一）热平衡方程式
烟气经过某受热面所放出的热量，扣除散到周围的散热量，就是烟气的有效放热量，公式如下：
Q p= ?V(I’－I’’) J/s或W （1）式中：Q p一烟气有效放热量；
?一保热系数，考虑散热量的影响，通常取0．98～0．99；
V一烟气流量kg／s；
I’一烟气进口焓，J／kg；
I’’一烟气出口焓，J／kg。
管流体在某受热面所吸收的热量，用下式表示：
Q w＝G(i’’一i’) J／s或W （2）式中：Q w一管流体吸热量；
G一管流体流量kg／s；
i’’一流体出口焓，J／kg；
i’一流体进口焓，J／kg。
热平衡方程式就是：Q p ＝Q w
通常写成?V(I’－I’’) = G(i’’一i’)
（3）
分析（3）式，可以看到烟气侧改变任何一个物理量的大小，都影响管流体的吸热量，也就是影响管流体的物理量的大小。例如：燃气轮机降负荷，烟气量V减少，如果烟气的进口和出口焓不变，整个烟气放热量减少。此时管流体吸热量要减少，如果流体的流量G不变，进口流体焓i’不变，那么流体的出口焓i’’就要减小。同样的理由，改变烟气焓也会影响流体的出口焓。对于省煤器和过热器来看，管水或汽的流量G不随烟气放热量而变，只改变水或汽的出口焓，也就是改变流体的出口温度，而对蒸发器则不同，烟气放热量的变化会使蒸汽产量发生变化以及蒸汽压力发生变化，这些都是运行中需要重视的参数。
公式（3）中，烟气流量是随燃气轮机负荷而改变，烟气进口焓也与燃气轮机负荷有关，烟气的出口焓则与传热量大小有关，所以只有热平衡方程式还不能确定烟气放热量，还需要通过传热方程式来计算传热量，最后确定烟气放热量。上面已提到，放热量和吸热量和传热量三者是相等的，如果传的热量少，烟气的放热量和流体吸热量都会随之减少，这说明传热量是很重要的，计算传热量采用传热方程式。
图6 肋片管的尺寸符号图7 受热面的温度分布（a）逆流（b）顺流
（二）传热方程式。
从“传热学”中知道传热方程式的基本形式是：
Q ＝K ·?t ·A J/s 或W
（4）
式中：Q 一传热量；
K 一传热系数，W/(m 2?℃)；
?t 一平均温差，℃；
A 一管子的传热面积，m 2。
传热系数K 的计算复杂，见（四）节容介绍。
1．肋片管子的传热面积计算
肋片管子的尺寸符号见图6。管外壁的总传热面积包括肋片的表面积和无肋片区的管外壁面积。令A f 为肋片表面积，A Wb 为无肋片区的管外壁面积，每米管长的总面积A 0＝A f ＋A Wb ，m 2/m 。 （5） （6）
式中：n 一每米长度上肋片的数目。（注：假定肋片端部绝热。）
2．平均温差?t 的计算
受热面都是由多排的水平管圈组成，沿着管子长度各点的流体温度是逐渐变化的，同时对应的各点的烟气温度也是逐渐变化的，因此只能求出整个受热面的平均温差。图7表示三种受热面烟气和管流体的温度分布情况。进入受热面的烟气温度为T 1，经过放热后的烟气温度降到T 2。进入受热面的水（或汽）的温度为t 1，吸热后温度升高，离开受热面时温度为t 2。图7中表示出（a ）、（b ）、（c ）三种情形。
（a ）表示热流体（烟气）与冷流体（水或汽）的流动方向是相反的，称为“逆流”。两种流体的高温段位于受热面同一侧，低温段也位于受热面的另一侧。从（a ）上可以看到，被加热的冷流体的出口温度t 2可以高于热流体的出口温度T 2，此时，沿受热面的各处温度差（T —t ）比较一致，其数值比较大。这就是“逆流”布置的一个优点。现在余热锅炉的省煤器和过热器是采用“逆流”布置，热烟气自下而上流动，水（或汽）自上而下流动。
（b ）表示热流体与冷流体的流动方向是相同的，称为“顺流”，可以看到，冷流体的出口温度t 2不能与热流体的出口温度T 2相同，至少要保持一个差值即（T 2－t 2）＞0。同时沿受热面的温差（T －t ）的变化大，开始温差大，后逐渐减小，整个受热面的温差的平均值比较小。
（c ）表示冷流体温度没有变化，这种受热面就是蒸发器。因为当水变成蒸汽的过程中，饱和温度是不变的。不论采用“逆流”布置或“顺流”布置，其温差的数值是相同的。所以余热锅炉的蒸发器可采用”“顺流”布置。
管子的平均温差用下列公式计算
（7）
式中：?t d 一热、冷流体温差的最大值；
?t x 一热、冷流体温差的最小值。
上述符号的意义表示在图7上。
公式（7）称为“对数平均温差”，是根据理想条件下推导出的。理想条件包括：单管、()()n Y S D A n D D A f w wb w f f ?-=?-=ππ2422x d x d t t t t t ???-?=?ln
流体比热不变、对流换热系数不变。而实际受热面是多管的，流体比热随温度而变化，对流换热系数也是在变化的，所以实际使用时，用修正系数进行修正，得到实际受热面的对数平均温差是ψ?t。
余热锅炉各受热面的蛇行管的弯曲数都超过四流程，所以修正系数ψ接近1。
例题1：已知省煤器进口水温是110℃，出口水温是180℃，烟气进口温度是230℃，出口温度降到185℃，试计算逆流及顺流布置时的对数平均温差。
解：顺流布置时，?t d＝230－110＝120，?t x＝185－180＝5
于是，
逆流布置时，?t x＝230－180＝50，?t d＝185－110＝75
于是，
例题一的答案表明，顺流布置时，对数平均温差要小。如果传过同样的热量，从公式（4）可以看出，需要的受热面的面积大，需增大72％左右，所以余热锅炉中采用逆流布置。（三）肋片管的传热过程
1．清洁管壁面的传热过程
图8表示了肋片管的传热，假定金属壁面是清洁的，没有污垢层，可以认为传热有三个阶段，现分别叙述如下：
图8 肋片管的传热
图9 肋片效率E f
（1）第一个阶段：烟气对金属壁的传热。烟气的温度是T，分别与肋片壁与管外壁接触，
6.
61
50
75
ln
50
75
=
-
=
?t
2.
36
5
120
ln
5
120
=
-
=
?t
余热锅炉简单介绍 一、什么是余热锅炉 余热锅炉是综合利用工业炉余热的一种辅助设备，一般安装在烟道里面，吸收排放烟气的余热（或叫废热）产生蒸汽，并使烟气温度降低。若不装引风机，放置余热锅炉时，其总阻力要小于烟囱抽力。若有引风机，则因为引风机只能承受250℃以下的温度，烟气温度应降至250℃以下，一定要设置余热锅炉，才能保证整个加热炉系统的安全运行。若余热锅炉在运行时发生故障，又没有旁通烟道，则会影响加热炉的正常运行。 余热锅炉与一般锅炉的区别就在于，余热锅炉是不需用燃料，而是利用烟气余热来产生蒸汽的锅炉，因此虽然一次投资较大，但若蒸汽能充分的利用时，则其投资最多在4～6个月内就能回收。相对一般锅炉来讲，因余热炉烟气温度低，故要求的受热面积要比一般锅炉大很多。 余热锅炉还有如下特点： 1. 热负荷不稳定，会随着生产的周期而变化。 2. 烟气中含尘量大。 3. 烟气有腐蚀性。 4. 余热锅炉的安装会受场地条件限制，另外还存在如何与前段工艺的配合问题等等。 二、余热锅炉的结构形式 1. 按循环系统来分，可有强制循环和自然循环两种。前者因要用电，设备也较多，运行成本较高，故现在比较少用。 2. 按受热面形式，主要有烟管锅炉和水管锅炉两种。前者管内通烟气，管外通水，后者与此相反。从综合考虑，一般多采用水管锅炉形式。 3. 从水管结构形式来看，有排管式、蛇形管式、双汽包弯管式、直排管式、斜排管式等等。另外还有一种叫热管余热锅炉，其管内为特殊液体，并抽真空，管外通烟气上部在汽包内加热汽包内的水。我们本次是采用的直排管式余热锅炉，结构简单，制作方便，便于操作管理。 三、余热锅炉系统流程介绍 汽包→下降管→排管受热器→上升管→汽包（水消耗后给水泵补充给水） 四、受热面介绍 由φ89、φ108、φ133、φ159管道组成，共六组，每组重约2350kg，约88m2受热面，共重14100kg，约530 m2受热面（见排管图），可以产0.4～0.6MPa的蒸汽4～5t/h饱和蒸
锅炉控制系统简介 本锅炉控制系统设计遵循先进、可靠、安全、经济、适用、开放的原则。系统控制器采用DCS、计算机系统，能实现锅炉及辅机的热工控制、电气检测、联锁保护、自动调节及控制等，实现锅炉房生产过程控制自动化。 系统组成及技术要求 1系统组成 锅炉采用DCS控制系统集中监控，在锅炉房就地控制室内布置锅炉控制设备。整个锅炉系统的监视及控制功能将通过DCS控制系统实现，DCS将对锅炉系统所有被控对象进行监控，包括闭环控制、设备启、停控制，设备启停状态、远方/就地切换、主要工艺参数的监视（数据采集、LCD画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等），并完成设备的连锁保护。机组正常运行时，运行人员主要在锅炉房就地控制室中通过LCD液晶显示器、键盘、鼠标来完成锅炉系统控制功能，只有非正常状态下，运行人员通过就地手操进行控制。 锅炉控制系统采用一套带冗余配置的DCS系统控制器及操作员站，实现对锅炉系统的集中监控，能对锅炉系统进行按键操作的全自动启动和停止的控制。控制系统由下述几部分组成：传感器、变送器，调节器及电动执行器等。同时系统能实现 对重要设备的手/自动切换和必要的手操功能。 锅炉自动调节系统包含下列项目： a 汽包水位自动调节； b 炉膛压力自动调节； c 蒸汽温度自动调节； DCS控制系统按dcS系统进行设计，其系统的配置及主要特性如下： 2、控制方式 采用集控、单机控制方式，集控方式下可以通过操作员站
的键盘和鼠标，对主、辅机设备进行启停，并由联锁功能；对各调节回路进行手动和自动控制；在手动方式下，通过备用操作盘启停设备和用硬手操对调节回路进行控制。系统主要运行在集控方式，只有控制系统故障时才在单机方式下运行。 集控方式下控制的设备有：引风机，鼓风机，给煤机，给水泵等。集控方式下的调节回路有：锅炉喂煤调节，炉膛负压调节，主蒸汽温度自控调节、汽包水位三冲量调节等。 3、主要画面监视及操作功能： 流程图参数显示 调节回路操作显示 电机控制显示 顺序启停操作 事件、报警显示 趋势记录显示保护报警显示 信号一缆表显示报表打印
余热锅炉的汽水系统 1. 锅炉汽水系统流程，要求背画系统图 2. 锅炉汽水系统所有阀门的具体位置 3. 锅炉上水具体操作，注意事项 1、得值长令：锅炉上水。 2、检查锅炉汽水系统所有工作票结束或押回。 3、检查锅炉给水系统已恢复完毕，就地各手动门位置正确，所有电动门均实验好用。 4、检查给水系统所有压力、流量测点，汽包远方、就地水位计投入正常。 5、确认除氧器水质合格，水温与汽包壁温差小于50℃。 6、启动一台电动给水泵，维持电动给水泵出口压力满足上水要求。 7、开启锅炉给水旁路调整门前后电动门，用给水旁路调整门控制上水量80-120t/h向锅炉上水。夏季上水时间不小于2小时，冬季不小于4小时，当水温与汽包壁温差大于50℃时，应适当延长上水时间。 8、锅炉上水时应严密监视给水管路水温、省煤器出口水温、水冷壁温度，汽包内外壁温、汽包远方、就地水位计的变化，出现异常，立即停止上水。 9、锅炉上水时关闭省煤器再循环门，锅炉上水过程中，严禁开启省煤器再循环门。 10、锅炉上水至汽包水位计+100mm处，停止上水，开启省煤器再循环门，观察水位变化情况。
注意事项 （1）锅炉启动前上水应根据锅炉启动前阀门检查卡进行检查，并在具备启动条件且得到值长命令后方可进行上水； （2）上水水质应符合标准； （3）锅炉上水温度在20～70℃，进入汽包的给水温度与汽包壁温差不能大于40℃； （4）上水速度夏季不少于2小时，冬季不少于4小时，春秋两季介于2～4小时之间，当上水温度接近汽包壁温时，可适当加快上水速度； （5）冷态启动汽包水位上至－100mm，热态启动汽包水位上至正常水位线（0mm），打开省煤器再循环电动门； （6）锅炉上水时省煤器再循环应处于关闭状态，停止上水时应开启再循环； （7）上水以前记录锅炉各膨胀指示器、汽包壁温一次，上水过程每三十分钟记录汽包上、下壁温一次； （8）上水结束后校对水位计。 4. 余热锅炉汽水系统水压试验操作，注意事项 注意事项 1、余热锅炉的超压试验应有总工程师货指定专人现场指挥，并且有详细的技术措施 2水压试验最好安排在白天进行，以便观察清楚
新型干法水泥窑低温余热锅炉介绍 南通万达锅炉股份有限公司总工程师袁克 常用的余热发电热力系统 ?常用的有单压、闪蒸、双压余热发电三种方式； ?单压系统指窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉产生相近参数的主蒸汽，混合后进入汽轮机； 窑头余热锅炉生产的热水供窑头余热锅炉蒸汽段和窑尾余热锅炉； ?闪蒸系统指锅炉产生一定压力的主蒸汽和热水，主蒸汽进入汽轮机高压进汽口，热水经过闪蒸，生产低压的饱和蒸汽，补入补汽式汽轮机的低压进汽口。 ?双压系统指余热锅炉生产较高压力和较低压力的蒸汽，分别进入汽轮机的高、低压进汽口。 余热发电热力系统的比较 ?选择的依据：水泥窑自身特点决定的烟气量和烟气温度，以及烟气用于物料烘干温度的高低。 ?锅炉吸热量的高低，取决于锅炉排烟温度的高低、锅炉散热量、锅炉漏风量。 ?吸热量：双压系统高于闪蒸系统，闪蒸系统高于单压系统。 ?发电量：双压系统高于闪蒸系统，闪蒸系统高于单压系统。 单压发电系统 ?可靠，投资成本低，但有明显的适用范围。 ?换热窄点。 ?总供水量＝AQC产汽量＋SP产汽量＋锅炉的排污量。 ?在通常情况下，受限的总供水量不能使AQC的排烟温度降到100℃以下，则不能最大限度的利用余热。 ?闪蒸、双压系统是更好的选择。闪蒸较适合于余热锅炉与汽机房距离较远的场合。 单压AQC锅炉
单压SP锅炉 双压AQC锅炉 双压SP锅炉
卧式布置SP锅炉 SP（卧式）锅炉结构特点 ?采用辅助循环结构，特殊的水循环结构设计保证了锅炉的安全运行； ?过热器、蒸发器采用蛇形光管受热面，整体模块出厂，每个模块有各自独立的包装运输框架，现场安装时利用锅炉厂提供的专用翻转架安装就位； ?受热面管与集箱采用特殊的连接结构，减轻了机械振动的冲击。采用较低烟速，减轻磨损，降低烟气侧阻力，减少锅炉自身的动力消耗； ?采用机械振打清灰方式，卧式结构清灰更方便，连续清灰模式对系统运行影响小，与其它清灰方式相比更加节能； ?布置密封式刮板出灰机，大大降低锅炉尾部灰浓度。 窑尾卧式与立式的比较 ?卧式清灰效果较好。换热管垂直布置，不存在累积搭桥现象，且采用吊挂形式，振打效果好。 ?卧式炉占地面积较大，当窑尾设计排烟温度取值较低（采用闪蒸、双压）时，结构布置较为困难。 ?卧式炉烟气为水平流动，锅炉烟道入口要采取针对性设计，以保证烟气直角拐弯后的流场均匀。 ?卧式采用错列管束布置，换热效果较好。而立式一般采用顺利管束布置。 ?卧式炉采用带有节流孔板的辅助循环设计，立式炉为自然循环，因此，卧式炉的水质控制更为重要。 ?锅炉管束下端没有排污口，对锅炉的运行操作增加不便，不太适合用于高寒冷地区。 ?热水循环泵工作要求高，检修工作量大。 易世达新能源发展股份有限公司双压系统特点 ?本工程为利用水泥窑的窑头、窑尾废气余热进行发电。为充分利用窑头冷却机排放的废气余热，设置独立的ASH窑头低温过热器，AQC窑头余热锅炉，SP窑尾余热锅炉。ASH过热器在系统中的作用 ?水泥窑熟料冷却机废气经ASH低温余热过热器后再进窑头AQC锅炉。ASH的作用是将AQC炉、SP炉生产的2.5Mpa饱和蒸汽过热为380℃过热蒸汽以供汽轮机发电用。 由于布置与热效率要求，结构上采用立式布置，过热器出口废气温度控制范围为300℃～340℃左右。设计时应考虑水泥窑熟料冷却机废气对余热过热器的严重磨损特性，同时注意漏风、防磨、防堵等措施。
余热锅炉的结构设计与布置 余热锅炉型式为：无补燃、卧式烟道、单压汽水系统自然循环余热锅炉。 余热锅炉由烟道系统和余热锅炉本体两大部分组成。此外，余热锅炉还装有压力表、温度计、水位计、安全阀、吹灰器等主要附件。 一、烟道系统 从燃气轮机排出的高温烟气有两路出口：一路进入余热锅炉，流过各级受热面，从主烟囱排入大气：另一路进入旁通烟囱，排入大气。余热锅炉入口烟道上装有入口挡板，旁通烟道上装有旁通挡板。当燃气轮机工作而余热锅炉不工作时，旁通挡板开启，入口挡板关闭。燃气轮机和余热锅炉同时工作时，旁通挡板关闭，入口挡板开启。同时，相应调节挡板的开度可以使余热锅炉、汽轮机和燃气轮机在负荷方面更好的匹配。 入口烟道和旁通烟道都装有膨胀节，这是由于烟道受热后要伸长，会对烟道的支架产生热应力，采用膨胀节能吸收烟道的伸长量，从而减小热应力。 主烟道型式采用长方体结构，卧式烟道，长、宽、高分别为H=9m、W=2m、L=3m。 二、余热锅炉本体 余热锅炉本体采用模块式结构。经过工厂试验的各模块便于装运，可缩短现场安装工期，降低建造费用。 （一）入口过渡段烟道 入口过渡段烟道内装设导流板，使烟气均匀地流入过热器段。 入口过渡段烟道由内壁面耐热不锈钢板、中间保温层和箱体钢板、外壁铝合金护板组成。（二）受热面组件 受热面组件包括：过热器、蒸发器、省煤器、低压蒸发器。各组件由管束、联箱、支吊架等组成。 1、管组 每个受热面组件均采用不同数量的螺旋肋片管组成特定结构的管组。 选定的螺旋肋片管主要尺寸为：管束，材料为20钢；翅片材料为20钢，翅片高度=15.5mm，翅片厚度Y=1mm，翅片节距s=5mm。 过热器受热面管组采用蛇形管组型式，管束正三角形错列布置，横向节距=76.9mm,纵向节距=66.6mm，横向管子根数为26，纵向管子排数为12。 蒸发器受热面管组为双集箱立式管组。管束正三角形错列布置，横向节距=78.4mm,纵向节距=67.9mm，横向管子根数为25/26，纵向管子排数为39，每3排一组，一共13组。余热锅炉蒸发管束的上集箱利用连通管与锅筒连接，下集箱利用连通管与底部的连接集箱连接，锅筒与连接集箱之间布置一根总下降管。 省煤器受热面管组采用蛇形管组型式，管束正三角形错列布置，横向节距=111.1mm,纵向节距=96.2mm，横向管子根数为18，纵向管子排数为30。 低压蒸发器受热面管组为双集箱立式管组。管束正三角形错列布置，横向节距=129.0mm,纵向节距=111.7mm，横向管子根数为15/16，纵向管子排数为18，每3排一组，一共6组。余热锅炉蒸发管束的上集箱利用连通管与锅筒连接，下集箱利用连通管与底部的连接集箱连接，锅筒与连接集箱之间布置一根总下降管。 2、支吊架 采用“蜂窝状”吊架，一定数量的吊架、吊架顶板和吊架底板组成一个大的管组。管子的肋
余热锅炉介绍 余热锅炉定义 利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的显热或(和)其可燃物质燃烧后产生的热量的锅炉。或在燃油(或燃气)的联合循环机组中，利用从燃气轮机排出的高温烟气热量的锅炉 余热锅炉与常规锅炉的区别: ★余热锅炉利用燃气轮机排出的废气为热源，因此无需燃烧系统(除非有补燃要求) ； ★余热锅炉无需配备风机(通风来自燃气轮机的排气)； ★余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽以提高热回收效率； ★热传导靠对流而不是靠辐射； ★余热锅炉不采用膜式水冷壁结构； ★余热锅炉采用翅片管最大限度地强化传热。 余热锅炉
常规锅炉
典型的余热锅炉的纵剖面图 余热锅炉的分类: 从燃气侧热源分 ★无补燃余热锅炉 单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。 ★有补燃余热锅炉 ▲部分补燃型 向余热锅炉内加喷有限燃料，燃烧消耗掉一部分燃机透平排气 中的氧气，使锅炉受热面的燃气温度提高到700—1000℃。 特点： ●余热锅炉结构简单（无需辐射换热，只需增加对流换热面）； ●蒸发量比无补燃余热锅炉增大一倍。 ▲完全补燃型 向余热锅炉喷入大量的燃料，在余气系数 1.1的条件下把从燃机透平送来的高温燃气中的氧气几乎完全燃烧掉。 特点： ●余热锅炉需要敷设辐射换热面； ●蒸汽量可以达到无补燃余热锅炉的6—7倍。
烟道式补燃燃烧器的结构 一般来说，采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率相对较高。目前，大型联合循环大多采用无补燃的余热锅炉。
从蒸发器中汽/水工质的循环方式分：★强制循环余热锅炉 ★自然循环余热锅炉 ?区别：有无循环水泵加压 强制循环余热锅炉原理示意图 自然循环余热锅炉原理示意图 卧式自然循环的原理：
燃气锅炉的工作原理 锅炉是一种供暖、提供工业用途的特种设备。在家用供暖方面，主要有提供热水和蒸汽两种，例如家用生活热水、洗浴用水。工业主要提供蒸汽为其他设备提供制冷、动力等服务，例如船舶、机车、矿场等场所。锅炉工作原理比较复杂，主要有燃料系统、烟风系统、汽水系统等构成。不同类型的锅炉其工作原理也是不同的。 下面就为您介绍燃气锅炉的工作原理。 图1-1给出了燃气锅炉系统的原理图。水通过进水口进入锅炉，经过锅炉加热后的符合供热标准的水质通过循环水泵送入室内散热器，通过辐射和对流换热来供暖。流过散热器的水重新回到锅炉里面进行加热，然后重新流入散热器，如此循环往复的进行。用户还可以根据供热范围的大小，选择合适的循环水泵，比较经济方便。而且锅炉系统还可以供给用户热水，满足用户基本的热水需求，损失的水量可以通过进水口自动添加。锅炉内水质的温度和室内温度经过温度传感器处理后，把温度信号传送给单片机，通过相应的驱动电路来调节相应管道阀门的大小，进而通过控制水量来控制水温，达到供暖的目的。 图 1-1 燃气锅炉总体系统图 燃气锅炉的进水口的阀门是单向阀，是为了避免锅炉内的热水倒流回自来水管道，影响经济效率。
炉温和室温的测量都采用集成的温度传感器，集成温度传感器测量比较方便，精确度也比较高，测温范围也符合本次设计的要求。 燃烧器里的进气量由控制器发出的控制信号通过固体继电器的动作来控制进气阀门的大小来保证天然气充分的燃烧。 散热器可以根据自己个人的喜好选择，选择外形美观便于清扫的散热器，一般为了三个效果比较好可以选择铝制的散热器，散热器的入水口的强制循环水泵保证了散热器内的水压，从而也保证了散热片的散热效果。
余热锅炉系统工作原理及技术特点 中国锅炉网资讯栏目https://www.doczj.com/doc/5d11040264.html,/news/5/ §1概论 一、简述 在燃气轮机内做功后排出的燃气，仍具有比较高的温度，一般在540℃左右，利用这部分气体的热能，可以提高整个装置的热效率。通常是利用此热量加热水，使水变成蒸汽。蒸汽可以用来推动蒸汽轮机一发电机，也可用于生产过程的加热或供生活取暖用。对于稠油的油田可以用蒸汽直接注入油井中，以提高采油量。根据不同的蒸汽用途，要求有相应的蒸汽压力和蒸汽温度，也就需要不同参数的产汽设备。利用燃气轮机排气的热量来产汽的设备，称为“热回收蒸汽发生器”，表明回收了排气的热量，用英文字母HRSG来表示。我国习惯上称为“余热锅炉，本文也采用“余热锅炉”的名称，并把燃气轮机的排气简称为“烟气”。 “余热锅炉”通常是没有燃烧器的，如果需要高压高温的蒸汽，可以在“余热锅炉”内装一个附加燃烧器。通过燃料的燃烧使整个烟气温度升高，能够产生高参数的蒸汽。例如某余热锅炉不装燃烧器时，入口烟气温度为500℃，装设附加燃烧器后，可使入口烟气温度达到756℃。蒸汽的压力可以从4MPa升到10MPa，蒸汽的温度可以从450℃升到510℃，蒸汽可以供高温高压汽轮机用，从而增加了电功率输出。目前我国油田进口的余热锅炉的蒸汽参数有：4MPa配450℃及1.4MPa配195℃（饱和蒸汽）。前者供给中压汽轮机来发电，后者可以供生产或供生活取暖用。 注：关于多种余热锅炉，余热锅炉利用燃气轮机排气的方式，补燃问题。 二、余热锅炉的组成 （一）蒸汽的生产过程 图19－1是一台余热锅炉的结构示意图，从图中可以看出产汽的过程。
燃机余热锅炉基本原理介绍 燃机余热锅炉，英文简写为 HRSG（Heat Recovery Steam Generator），是燃气－蒸汽联合循环的重要组成部分。其主要工作原理是通过布置大量的换热管（通常采用螺旋鳍片管）来吸收燃机排气的余热，产生蒸汽供汽机发电或作为供热及其它工艺用汽。 燃机余热锅炉发展至今，形成了各种结构形式和布置方法，简单介绍如下。 燃机余热锅炉按照其循环方式主要分为两种形式：即受热面水平布置的强制循环余热锅炉和受热面垂直布置的自然循环余热锅炉，两者的主要区别是强制循环锅炉需配置循环泵依靠循环泵的压头实现蒸发器内的水循环，而自然循环则主要靠下降管和受热的蒸发管束中工质的密度差来实现循环。强制循环就国外而言主要在欧洲使用较多，国内主要用于燃机燃用重油等含灰较多燃料、受热面需吹灰和清洗的情况，如我厂提供深圳南山电厂、月亮湾等电厂的 9E 级燃机余热锅炉及浙江金华、广州明珠等 6B 级燃机余热锅炉。自然循环就国外而言主要用于美国，国内主要用于燃机燃用天然气、轻油等清洁燃料的燃机余热锅炉，如我厂提供的深圳金岗、天津滨海等的6B，江苏无锡、海南南山的FT-8 及海南洋浦 V94.2 燃机余热锅炉。 强制循环和自然循环余热锅炉的结构形式见附图 1 和附图 2。 附图 1 强制循环余热锅炉
附图 2 自然循环余热锅炉 燃机余热锅炉按照是否补燃分为补燃型余热锅炉和非补燃型余热锅炉，除非是用于热电联产或其它特殊工艺要求，一般应选用非补燃型余热锅炉，因为补燃会降低余热锅炉的效率。 一般补燃采用烟道式燃烧器，布置在进口烟道中，仅利用燃机排气中的氧气而不掺入补燃空气，补燃后烟气温度控制在 750℃以下。 烟道式补燃燃烧器的布置位置见附图 3，其结构见附图 4。
锅炉的工作原理及工作特性 1)工作原理 锅炉由“锅”和“炉”以及相配套的附件、自控装置、附属设备组成。“锅”是指锅炉接受热量，并将热量传给水的受热面系统，是锅炉中储存或输送锅水或蒸汽的密闭受压部分。“锅”主要包括：锅筒(或锅壳)、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流管束及集箱等。“炉”是指燃料燃烧产生高温烟气，将化学能转化为热能的空间和烟气流通的通道——炉膛和烟道。“炉”主要包括：燃烧设备和炉墙等。 2)工作特性 (1)爆炸的危害性。锅炉具有爆炸性。锅炉在使用中发生破裂，使内部压力瞬时降至等于外界大气压的现象叫爆炸。 (2)易于损坏性。锅炉由于长周期运行在高温高压的恶劣工况下，因而经常受到局部损坏，如不能及时发现处理，会进一步导致重要部件和整个系统的全面受损。 (3)使用的广泛性。由于锅炉为整个社会生产、生活提供能源和动力，因而其应用范围极其广泛。 (4)连续运行性。锅炉一旦投用，一般要求连续运行，不能任意停用；否则，会影响一条生产线、一个厂，甚至一个地区的生活和生产，其间接经济损失巨大，
有时还会造成恶劣的后果。 3)锅炉的分类 (1)按用途分为：电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉、机车锅炉，船舶锅炉等。 (2)按锅炉产生的蒸汽压力和蒸发量分为：高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大型、中型、小型锅炉。工业锅炉一般是小型低压锅炉，电站锅炉一般为大中型、中高压锅炉。 (3)按载热介质分为：蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。 (4)按热能来源分为：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热锅炉。 (5)按锅炉结构分为：锅壳式锅炉、水管锅炉。 (6)在燃煤锅炉中按燃烧方式分为：·层燃炉、沸腾炉、煤粉炉(室燃炉)。层燃炉又分手烧炉、链条炉、往复炉、抛煤机炉、振动炉排炉。 (7)按蒸发段工质循环动力分为：自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。
强制循环余热锅炉系统 §1概论 一、简述 在燃气轮机内做功后排出的燃气，仍具有比较高的温度，一般在540℃左右，利用这部分气体的热能，可以提高整个装置的热效率。通常是利用此热量加热水，使水变成蒸汽。蒸汽可以用来推动蒸汽轮机一发电机，也可用于生产过程的加热或供生活取暖用。对于稠油的油田可以用蒸汽直接注入油井中，以提高采油量。根据不同的蒸汽用途，要求有相应的蒸汽压力和蒸汽温度，也就需要不同参数的产汽设备。利用燃气轮机排气的热量来产汽的设备，称为“热回收蒸汽发生器”，表明回收了排气的热量，用英文字母HRSG来表示。我国习惯上称为“余热锅炉，本文也采用“余热锅炉”的名称，并把燃气轮机的排气简称为“烟气”。 “余热锅炉”通常是没有燃烧器的，如果需要高压高温的蒸汽，可以在“余热锅炉”内装一个附加燃烧器。通过燃料的燃烧使整个烟气温度升高，能够产生高参数的蒸汽。例如某余热锅炉不装燃烧器时，入口烟气温度为500℃，装设附加燃烧器后，可使入口烟气温度达到756℃。蒸汽的压力可以从4MPa升到10MPa，蒸汽的温度可以从450℃升到510℃，蒸汽可以供高温高压汽轮机用，从而增加了电功率输出。目前我国油田进口的余热锅炉的蒸汽参数有：4MPa配450℃及1.4MPa配195℃（饱和蒸汽）。前者供给中压汽轮机来发电，后者可以供生产或供生活取暖用。 注：关于多种余热锅炉，余热锅炉利用燃气轮机排气的方式，补燃问题。 二、余热锅炉的组成 （一）蒸汽的生产过程 图19－1是一台余热锅炉的结构示意图，从图中可以看出产汽的过程。 图19－1强制循环余热锅炉
（注意蒸发器为顺流布置，即管束流向自下而上，以免上下弯头处积汽。） 从燃气轮机出口的烟气，经烟道到余热锅炉入口，烟气自下而上流动，流经过热器、两组蒸发器和省煤器，最后排入烟囱。排烟温度约为150－180℃，烟气温度从540℃降到排烟温度，所放出的热量用来使水变成蒸汽。进入余热锅炉的给水，其温度约为105℃左右，先进入上部的省煤器，水在省煤器内吸收热量使水温上升，水温升到略低于汽包压力下的饱和温度，就离开省煤器进入汽包。进入汽包的水与汽包内的饱和水混合后，沿汽包下方的下降管到循环泵，水在循环泵中压力升高，分别进入两组蒸发器，在蒸发器内的水吸热开始产汽，通常是只有一部份水变成汽，所以在蒸发器管内流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器进入汽包上部。在汽包内装有汽水分离设备，可以把汽和水分开，水落到汽包内水空间，而蒸汽从汽包顶部出来到过热器。在过热器内吸收热量，使饱和蒸汽变成过热蒸汽。根据产汽过程有三个阶段，对应的应该要有三个受热面，即省煤器、蒸发器和过热器。如果不需要过热蒸汽，只需要饱和蒸汽，可以不装过热器。 （二）余热锅炉的型式 1、强制循环余热锅炉 图19－1所示的余热锅炉就是强制循环余热锅炉。从汽包下部出来的水经一台循环泵后，进入蒸发器，是靠循环泵产生的动力使水循环的，称为“强制循环余热锅炉”。其特点是；各受热面组件的管子是水平的，受热面之间是沿高度方向布置，可节省地面的面积，并使出口处的烟囱高度缩短。但在运行中需要循环泵，使运行复杂，增加维修费用。目前油田进口的余热锅炉，多数采用此种型式。 2．自然循环余热锅炉 图19－2是一自然循环余热锅炉，全部受热面组件的管子是垂直的。给水进入省煤器吸热后，进入汽包。汽包有下降管与蒸发部的下联箱相连，下降管位于烟道外面，不吸收烟气的热量。汽包还与蒸发器的上联箱相连。直立管簇吸收烟气的热量。当水吸收烟气热量就有部份水变成蒸汽，由于蒸汽的密度比水的密度要小得多，所以直立管内汽和水混合物的平均密度要小于下降管中水的密度，两者密度差形成了水的循环。也就是说：不吸热的下降管内的水比较重，向下流动。直立管内的汽水混合物向上流动，形成连续产汽过程。此时进入蒸发器的水不是靠循环泵的动力，而是靠流体的密度差而流动，这种余热锅炉称为“自然循环余热锅炉”。其特点是：省去循环泵，使运行和维修简单。但各受热面是沿水平方向布置，占地面积大，在排烟处所需烟囱的高度要高。 图2 自然循环余热锅炉 本文主要介绍“强制循环余热锅炉”。 （注：一般来说，余热锅炉的循环方式有5种：单压，双压无再热，双压再热，三压无再热，
锅炉结构及工作原理 锅炉结构及工作原理锅：是指锅炉的水汽系统，由汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和省煤器等设备组成。（1）锅的任务是使水吸热，最后变化成一定参数的过热蒸汽。其过程是：给水由给水泵打入省煤器以后逐渐吸热，温度升高到汽包工作压力的沸点，成为饱和水；饱和水在蒸发设备（炉）中继续吸热，在温度不变的情况下蒸发成饱和蒸汽；饱和蒸汽从汽包引入过热器以后逐渐过热到规定温度，成为合格的过热蒸汽，然后到汽轮机做功。
汽包：汽包俗称锅筒。蒸汽锅炉的汽包内装的是热水和蒸汽。汽包具有一定的水容积，与下降管，水冷壁相连接，组成自然水循环系统，同时，汽包又接受省煤器的给水，向过热器输送饱和蒸汽；汽包是加热，蒸发、过热三个过程的分解点。 下降管：作用是把汽包中的水连续不断地送入下联箱，供给水冷壁，使受热面有足够的循环水量，以保证可靠的运行。为了保证水循环的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在炉外。 联箱：又称集箱。一般是直径较大，两端封闭的圆管，用来连接管子。起汇集、混合和分配汽水保证各受热面可靠地供水或汇集各受热面的水或汽水混合物的作用。（位于炉排两侧的下联箱，又称防焦联箱）水冷壁下联箱通常都装有定期排污装置。 水冷壁：水冷壁布置在燃烧室内四周或部分布置在燃烧室中间。它由许多上升管组成，以接受辐射传热为主受热面。作用：依靠炉膛的高温火焰和烟气对水冷壁的辐射传热，使水（未饱和水或饱和水）加热蒸发成饱和蒸汽，由于炉墙内表面被水冷壁管遮盖，所以炉墙温度大为降低，使炉墙不致被烧坏。而且又能防止结渣和熔渣对炉墙的侵蚀；筒化了炉墙的结构，减轻炉墙重量。水冷壁的形式：1.光管式2.膜式 过热器：是蒸汽锅炉的辅助受热面，它的作用是在压力不变的情况下，
燃气锅炉供暖系统 1燃气锅炉供热的某些特点 燃气锅炉供热将有较广泛应用，理由为： 我国能源结构调整，煤炭将主要用于大型电厂发电，中小容量供热锅炉将由燃煤改为燃油、燃气；西气东输、引进液化天然气等，将使广大地区用天然气这种清洁能源成为现实；天然气Nm 3热值约是人工煤气的2倍，而价格将不到2倍，“照付不议”和其它一些政策会陆续出台，平衡天然气产、供、销各部门利益，使消费者利益也得到保障；我国城市化正处于高速发展阶段，将有大量新建与改建房屋采用非集中供热系统，燃气是非集中供热系统最佳能源；市场经济体制建立使开发商、物业管理公司、业主更多考虑小区、自家利益，更注重经济核算，国家与单位补贴将逐步取消；经济发展地区大中城市和小城镇大量兴建的住宅小楼和城郊别墅多为非标建筑等等，这些因素都促使燃气非集中供热应用量不断增大。我国早在解放前的上海、天津等城市少层小洋房里就已应用独立式自然循环热水供暖系统，例如： 上海延安中路昇平街里的原上海纺织同业会所（1965年上海房地局四清工作团团部所在地）三层小楼就装有独立式供暖供热水系统。其特点是简单、可靠，供电中断不会影响供热。但设计时要求精确做水力计算，管径较机械循环系统大，耗金属多，垂直顺流式单组散热器难有效调节。解放后我国集中供热事业有了很大发展，现在随西气东输，除独户式燃气供热会增加外，更多的将是小区式燃气非集中供热，或称为自治式热源供热。 它的特点有： 采用机械循环，要求不间断供电；锅炉燃烧及整个系统控制的自动化程度高，用户端用热量个别调节时整个系统仍能保持较好的水力稳定性；用户数量多，住宅可达100户，可既有住宅、旅馆供暖供热水的生活用热，又有游泳池地板供暖、池水加热、通风空调空气加热、食品机制各种生产工艺用热水等等不同类型用户；供暖系统的热负荷变化与室外气温成线性关系，不同国家设计工况（标准工况）下供回水温度℃，℃，℃，供暖调节最简单方法是定流量质调法，但采用变流量调节法越来越多，散热器装热静力型温控阀可使个性化要
燃气轮机余热锅炉技术 燃气轮机余热锅炉技术 燃气一蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术，它己成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。 经过近三十年的研究和不断改进，联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率（后者 <=42％），而且在众多方面均体现出明显的优势。它己成为全世界公认的具有发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短。占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。 1．1原理及应用 燃气一蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。众所周知，锅炉一蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽（通常参数为3.82～16.7MPa， 450～550℃）在汽轮机中作功转换成机械能，完成朗肯循环过程；燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程，这种热力循环又称布雷顿循环，它是由压气机将空气加压进入燃烧室，燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功，燃机将高温高压燃气的能量（通常参数约0．5～1Mpa 1000～1300℃）转换成机械能。在烟气温度降至500℃左右时排放，人们充分利用这两种热力循环的特点，把它们结合在一起，组成“联合循环”，使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度，为提高电站热效率开辟了一条新途径，这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。 目前燃气轮机发电在世界上已广为应用，其发电容量占世界总发电容量的11％。近些年来，世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展；每年新增的联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量的的40％～50％。据报道，1981～1990年，世界各燃机制造公司共售出1661台燃机，总容量为54900MW，其中用于联合循环的占37．9％,1992年，这个比例上升为44．7％。美国在1992～1996年中，新增火力发电厂总装机容量的38．5％是采用燃机联合循环的。当今世界上单台燃机最大功率己达250MM，联合循环总功率达350MW。能生产300MW等级联合循环厂家有GE、SIEMENS、ABB和ALSTOM等著名公司，联合循环电站效率高达58％以上。现在燃气轮机正向着大功率、高燃烧温度发展。联合循环采用三压再热循环机组，具有更高的机组效率和可*性。燃气一蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设的重要组成部分。 我国早在六十年代就己开始关注这项技术的发展，由于工业技术、经济能力及能源政策等诸多因素的影响，这种高难度的大型设备在我国一直停留在研究状态。近些年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展和电力供应的需要。燃气轮机发电机组在我国己开始
余热锅炉运行操作指南 前言 从事锅炉安全管理人员和操作人员在上岗前应按国家质检总局颁布的特种设备安全技术规范TSG G6001-2009《锅炉安全管理人员和操作人员考试大纲》的规定进行培训、考核，并考核合格，取得相应的操作资格证书，才可操作相应类别的锅炉。 一、概述 1、工程简介 本项目是利用XXX公司2#焦炉烟道废气的余热，将废气通过余热锅炉产生饱和蒸汽用于其它工段生产使用。余热锅炉主要由蒸汽发生器、高低温水预热器等换热设备组成。将烟气从285℃降至约150℃后由烟囱排出；水汽路系统：水从20℃进入后，余热锅炉产生0.6MPa饱和蒸汽进入分汽缸后供用户使用。 2、余热回收系统基本组成 本余热锅炉系统（见附图：《热力系统示意图》）包括废气系统、汽水系统、排污系统、取样系统、放空和加药系统以及控制系统，系统设备包括主体设备、附属设备等。 2.1 系统 系统是指为保证余热锅炉正常运行的废气系统、汽水系统、排污系统、取样系统、放空和加药系统、清灰系统以及控制系统。 2.1.1 废气系统 来自焦炉废气（285℃）→蒸汽发生器→高温水预热器→低温水预热器（约150℃）→烟气出口管道→引风机→烟囱。 2.1.2 汽水系统 2.1.2.1 除盐水系统 自界区外来的普通自来水→软化→除盐→除盐水箱→软水泵→低温水预热器（80℃）→除氧器（除氧水）→给水泵→高温水预热器（130℃）→汽包→蒸汽发生器（产生0.6MPa饱和蒸汽）→汽包→分汽缸→用汽部门。 同时考虑系统使用情况，在高低温水预热器增加旁路可将除盐水直接送至汽包、蒸汽发生器。高低温水预热器可串联使用也可单独使用。 2.1.3 排污系统 蒸汽发生器锅筒设有定期排污口、连续排污口，定期排污管接至定期排污扩容器，
锅炉的结构及工作原理 第一章锅炉的结构 锅炉：是一种生产蒸汽的换热设备，它通过煤，油，天然气等燃料时放出化学能，通过传热过程将能量传递给水，使水转变成蒸汽，蒸汽直接供给工业生产中所需的各种形式的能源 锅炉的蒸汽参数：容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度。 锅炉的容量：额定蒸发量，即在规定的出口压力，温度和保证效率下最大连续生成的蒸汽量 锅炉的压力和温度指蒸汽的压力，温度，指过热器主汽阀出口处的过热蒸汽压力和温度。对于无过热器的锅炉，指主蒸汽发出扣除的饱和蒸汽压力和温度，给水温度指省煤器进口温度，若无省煤器则指进入锅筒的水温。 锅炉具有以下特点 1）可靠性要求高 2）综合性强 3）金属耗量和体积大 4）生产周期长 5）过路产品一般不能在制造厂内整装 锅炉本体：炉膛、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、再热器、空气预热器以及钢架炉壁 水冷壁：吸收炉膛辐射热，汽化水 过热器：饱和蒸汽加热到过热蒸汽
再热器：将透平中低温蒸汽加热，以提高做功能力 省煤器：把低温给水加热成温度较高的水 空气预热器：预热空气，利用低温烟气加热进入锅炉的空气，提高其温度 炉墙：减少锅炉散热损失，起保护作用 燃烧器：使燃料合理燃烧 辅助装置： 磨煤装置：磨煤机、排粉机、粗粉及细粉分离器 送风装置：送风机、风道、送风机将空气通过空气预热器送往炉子中引风装置：引风机、烟囱，将炉子中排出的烟气送入大气中 给水装置：给水泵、给水管道、水处理设备 燃料供应装置：将燃料由储煤场送到锅炉房 除灰装置：从锅炉中除去灰渣并送出电厂 除尘装置：出去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生 自动控制与仪表，包括热工测量仪表及自动之控制设备 锅炉的经济指标：热效率、成本及工作可靠程度。 锅炉的主要工作过程： 1)燃料燃烧过程：层燃：煤→煤斗→炉排—（完成燃烧）→高温 烟气 2)烟气向工质传热过程：高温烟气—（辐射）→水冷壁—（辐射 对流）→凝渣管—（辐射对流）→过热、再热管—（对流）→省煤器—（除尘脱硫）→低温烟气排向大气
新型干法水泥窑低温余热锅炉介绍 【中国水泥网】作者:袁克单位:南通万达锅炉股份有限公司总工程师【2009-07-22】常用的余热发电热力系统 常用的有单压、闪蒸、双压余热发电三种方式； 单压系统指窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉产生相近参数的主蒸汽，混合后进入汽轮机；窑头余热锅炉生产的热水供窑头余热锅炉蒸汽段和窑尾余热锅炉； 闪蒸系统指锅炉产生一定压力的主蒸汽和热水，主蒸汽进入汽轮机高压进汽口，热水经过闪蒸，生产低压的饱和蒸汽，补入补汽式汽轮机的低压进汽口。 双压系统指余热锅炉生产较高压力和较低压力的蒸汽，分别进入汽轮机的高、低压进汽口。 余热发电热力系统的比较 选择的依据：水泥窑自身特点决定的烟气量和烟气温度，以及烟气用于物料烘干温度的高低。 锅炉吸热量的高低，取决于锅炉排烟温度的高低、锅炉散热量、锅炉漏风量。 吸热量：双压系统高于闪蒸系统，闪蒸系统高于单压系统。 发电量：双压系统高于闪蒸系统，闪蒸系统高于单压系统。 单压发电系统 可靠，投资成本低，但有明显的适用范围。 换热窄点。 总供水量＝AQC产汽量＋SP产汽量＋锅炉的排污量。 在通常情况下，受限的总供水量不能使AQC的排烟温度降到100℃以下，则不能最大限度的利用余热。 闪蒸、双压系统是更好的选择。闪蒸较适合于余热锅炉与汽机房距离较远的场合。 单压AQC锅炉
单压SP锅炉 双压AQC锅炉 双压SP锅炉
卧式布置SP锅炉 SP（卧式）锅炉结构特点 采用辅助循环结构，特殊的水循环结构设计保证了锅炉的安全运行； 过热器、蒸发器采用蛇形光管受热面，整体模块出厂，每个模块有各自独立的包装运输框架，现场安装时利用锅炉厂提供的专用翻转架安装就位； 受热面管与集箱采用特殊的连接结构，减轻了机械振动的冲击。采用较低烟速，减轻磨损，降低烟气侧阻力，减少锅炉自身的动力消耗； 采用机械振打清灰方式，卧式结构清灰更方便，连续清灰模式对系统运行影响小，与其它清灰方式相比更加节能； 布置密封式刮板出灰机，大大降低锅炉尾部灰浓度。 窑尾卧式与立式的比较 卧式清灰效果较好。换热管垂直布置，不存在累积搭桥现象，且采用吊挂形式，振打效果好。 卧式炉占地面积较大，当窑尾设计排烟温度取值较低（采用闪蒸、双压）时，结构布置较为困难。 卧式炉烟气为水平流动，锅炉烟道入口要采取针对性设计，以保证烟气直角拐弯后的流场均匀。 卧式采用错列管束布置，换热效果较好。而立式一般采用顺利管束布置。 卧式炉采用带有节流孔板的辅助循环设计，立式炉为自然循环，因此，卧式炉的水质控制更为重要。
锅炉结构及工作原理锅炉结构及工作原理锅：是指锅炉的水汽系统，由汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和省煤器等设备组成。（1）锅的任务是使水吸热，最后变化成一定参数的过热蒸汽。其过程是：给水由给水泵打入省煤器以后逐渐吸热，温度升高到汽包工作压力的沸点，成为饱和水；饱和水在蒸发设备（炉）中继续吸热，在温度不变的情况下蒸发成饱和蒸汽；饱和蒸汽从汽包引入过热器以后逐渐过热到规定温度，成为合格的过热蒸汽，然后到汽轮机做功。汽包：汽包俗称锅筒。蒸汽锅炉的汽包内装的是热水和蒸汽。汽包具有一定的水容积，与下降管，水冷壁相连接，组成自然水循环系统，同时，汽包又接受省煤器的给水，向过热器输送饱和蒸汽；汽包是加热，蒸发、过热三个过程的分解点。 下降管：作用是把汽包中的水连续不断地送入下联箱，供给水冷壁，使受热面有足够的循环水量，以保证可靠的运行。为了保证水循环的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在炉外。 联箱：又称集箱。一般是直径较大，两端封闭的圆管，用来连接管子。起汇集、混合和分配汽水保证各受热面可靠地供水或汇集各受热面的水或汽水混合物的作用。（位于炉排两侧的下联箱，又称防焦联箱）水冷壁下联箱通常都装有定期排污装置。 水冷壁：水冷壁布置在燃烧室内四周或部分布置在燃烧室中间。它由许多上升管组成，以接受辐射传热为主受热面。作用：依靠炉膛的高温火焰和烟气对水冷壁的辐射传热，使水（未饱和水或饱和水）加热蒸发成饱和蒸汽，由于炉墙内表面被水冷壁管遮盖，所以炉墙温度大为降低，使炉墙不致被烧坏。
而且又能防止结渣和熔渣对炉墙的侵蚀；筒化了炉墙的结构，减轻炉墙重量。水冷壁的形式：1.光管式2.膜式 过热器：是蒸汽锅炉的辅助受热面，它的作用是在压力不变的情况下，从汽包中引出饱和蒸汽，再经过加热，使饱和蒸汽成为一定温度的过热蒸汽。 省煤器：布置在锅炉尾部烟道内，利用烟气的余热加热锅炉给水的设备，其作用就是提高给水温度，降低排烟温度，减少排烟热损失，提高锅炉的热效率。 减温装置：保证汽温在规定的范围内。汽温调节：1、蒸汽侧调节（采用减温器）2、烟气侧调节（采用摆动式喷燃器）炉炉就是锅炉的燃烧系统，由炉膛、烟道、喷燃器及空气预热器等组成。工作原理：送风机将空气送入空气预热器中吸收烟气的热量并送进热风道，然后分成两股：一股送给制粉系统作为一次风携带煤粉送入喷煤器，另一股作为二次风直接送往喷煤器。煤粉与一、二次风经喷燃器喷入炉膛集箱燃烧放热，并将热量以辐射方式传给炉膛四周的水冷壁等辐射受热面，燃烧产生的高温烟气则沿烟道流经过热器，省煤器和空气预热器等设备，将热量主要以对流方式传给它们，在传热过程中，烟气温度不断降低，最后由吸风机送入烟囱排入大气。 炉膛：炉膛是由一个炉墙包围起来的，供燃料燃烧好传热的主体空间，其四周布满水冷壁。炉膛底部是排灰渣口，固态排渣炉的炉底是由前后水冷壁管弯曲而形成的倾斜的冷灰斗，液态排渣炉的炉底是水平的熔渣池。炉膛上部是悬挂有屏式过热器，炉膛后上方烟气流出炉膛的通道叫炉膛出口。 空气预热器：是利用锅炉排烟的热量来加热空气的热交换设备。它是装在锅炉尾部的垂直烟道中。
1.锅炉本体结构及布置 (2) 1。1锅炉整体布置 (2) 1.2锅炉工作流程 (3) 1.3锅炉本体各部件结构及工作原理 (5) 1。3。1汽水系统 (5) 1.3.2汽水系统各部件结构 (6) 1.4燃烧系统设备 (8) 1.4.1燃烧器 (8) 1.4.2空气预热器 (9) 2.锅炉辅助系统及设备 (10) 2.1制粉系统 (10) 2.2制粉系统设备 (12) 2.2。1磨煤机 (12) 2.2.2密封风机 (12) 2.2.3各种风管 (13) 2。3。2烟空气系统设备 (16) 2.4除灰渣系统及设备 (16) 2。4.1除灰系统工作原理及主要设备 (16) 2。4.2除渣系统工作原理及设备 (19) 2.5烟气脱硫系统及设备 (21) 1 / 21
2 / 21 1。锅炉本体结构及布置 1。1锅炉整体布置 1.炉膛 2.过热器 3.再热器 4.省煤器 5.空气预热器 6.汽包 7.下降管 8.燃烧器 9.水冷壁下联箱 10.煤粉仓 11.风机
1.2锅炉工作流程 1.煤、煤粉 2.渣 3.灰 4.一次风 5.二次风 6.烟气 3 / 21
1.主蒸汽 2.水 3.汽水混合物 4.再热蒸汽4 / 21
1。3锅炉本体各部件结构及工作原理 1。3.1汽水系统 5 / 21
送入锅炉的水称为给水。由送入的给水到送出的过热蒸汽，中间要经过一系列加热过程。首先把给水加热到饱和温度，其次是饱和水的蒸发，最后是饱和蒸汽的过热。给水经省煤器加热后进入汽包锅炉的汽包，经下降管引入水冷壁下联箱再分配给各水冷壁管.水在水冷壁中继续吸收炉内高温蒸汽的辐射热达到饱和状态，并使部分水蒸气变成饱和水蒸气。水冷壁又称为锅炉的蒸发受热面。汽水混合物向上流动并进入汽包.在汽包中通过汽水分离装置进行汽水分离，分离出来的饱和水蒸气进入过热器吸热变成热蒸汽.由过热器出来的过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机做功。为了提高锅炉-汽轮机组的循环效率，对高压机组大都采用蒸汽再热，即在汽轮机高压缸做完部分功的过热蒸汽被送回锅炉进行再加热。这种对过热蒸汽进行在加热的锅炉设备叫做再热器,或称二次过热器。 当送入锅炉的给水有杂质时，其杂质浓度随着锅炉的汽化而升高，严重时甚至在受热面上结成垢后使传热恶化。因此给水要进行预处理。由汽包送出的蒸汽可能因带有含杂质的锅水而被污染。高压蒸汽还能直接溶解一些杂质。当蒸汽进入汽轮机后，随着膨胀做功过程的进行,蒸汽压力下降，所含杂质会部分沉积在汽轮机的通流部分，影响汽轮机的出力、效率和工作安全。因此我们不仅要求锅炉能供给一定压力和温度的蒸汽，还要求蒸汽具有一定的洁净度。 1。3.2汽水系统各部件结构 6 / 21