ｌ６ 余热锅炉 ２０ｌ ８．１ 浅述燃机联合循环卧式余热锅炉基本原理及 其出厂结构 杭州锅炉集团股份有限公司 陆成史跃岗蒋竺宏 摘要 本文主要讲述在燃机联合循环电厂中卧式余热锅炉出厂时常见的几 种结构状态：Ｈａｒｐ（竖琴）模块结构、Ｍｏｄｕｌｅ模块结构、Ｃ—Ｆｒａｍｅ模块结构，并对 这几种结构的优缺点进行了比较。 关键词：联合循环；余热锅炉；Ｈａｒｐ（竖琴）；Ｍｏｄｕｌｅ模块；Ｃ—ｆｒａｍｅ 一．前言 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，燃气轮机发电系统是高 温高压的燃气在燃气轮机中经绝热膨胀作 功的过程，它是由压气机将空气加压进入燃 烧室，与燃料混合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转换成机 械能，带动发电机发电，这种热力循环称为 布雷顿循环。燃气轮机的排烟（通常温度 为４００～６５０℃）不直接排入大气而用来加 热余热锅炉中介质，使水变成高温、高压的 过热蒸汽（通常参数为３．８２～１６．７ＭＰａ， ４５０～５８０℃）进入蒸汽轮机。过热蒸汽在 蒸汽轮机中膨胀作功转换成机械能，带动发 电机发电，完成朗肯循环过程。进入蒸汽轮 机的过热蒸汽在能量耗尽成为低温、低压的 蒸汽后再经过凝汽器冷却成水，然后再进入 余热锅炉循环使用。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。 燃气一蒸汽联合循环发电系统的流程如图ｌ 所示。
图１燃气一蒸汽联合循环发电系统流程图 燃气一蒸汽联合循环发电技术是目前
国际上广泛运用的高效率发电技术。Ｈ级燃 余热锅炉 ２０１ ８．１ ｌ７ 气轮机是目的ｌＵ： ｝ 容量最大、效率最高的 燃气轮机，与 套的余热锅炉、蒸汽轮机组 成燃气一蒸汽联合循环机组，一拖一联合循 坏机组功率 达６００ ｒｖｌＷ以上，联合循环效牢 趟过６２％。现任燃气轮机止向着火功率、高燃 烧温度发展。燃气一蒸汽联合循 经成为 ｆ 上火电建设的再要组成部分。 二、余热锅炉工艺简介（以双压余热锅炉为 例） 卧式布 余热锅炉的烟气流秤为：烟 从燃气轮卡ＪＬ￣ｔｌ ，经娴道进入 通烟道， 机组 循环时，ｊ通挡板门打 ，娴气绎 通烟道巾旁路娴 排空：当需埂联合循 环时，ｔ通挡板门关闭，娴气通过 迎炯道 进入锅炉本体，依次水平横向冲 符级受热 而，最后经 Ｉ Ｉ娴道及主烟囱排 。除氧器 水箱与余热锅炉低 汽包合并为‘， 除氧 水箱同时起剑９ 水箱和汽水分离器的作用， 而除氧头即设置 低压锅筒上。 锅炉汽水流程为：凝结水ＩＩ｛低压省煤 进口集箱进入低 省煤器管 Ｊ Ｊ【Ｉ热后，进 入除氧头，凝结水被雾化后与蒸汽接触｛，绎 过除氧后落入低 锅简中，这 水即为除 氧水，除氧水…部分从低压锅简底部山水 明送垒高 给水 入口；一部分Ｉｆ１低 锅 简１－降管引入低 蒸发器管屏力【ｌ热。蒸发吸 热后变成汽水混合物，通过上于｝‘ ；进入低压 锅简进行汽水分离。分离后饱和水 落至锅 简水 ，饱和１蒸汽一部分进入除氧头，作 为除氧器的除铽汽源，剩余的饱利蒸汽ｒ｛］低 锅筒上部弓Ｉ 全低压过热器， 低压过热 器管解吸热 【ｔｉ低』 蒸汽集汽集箱引出 锅炉。 ¨ｉ给水由高压给水泵…『］管道进入 高压省煤 进Ｌ】集箱，然后进入高压省煤器 管 加热后流入高压锅简，通过锅简底部的 集［｝１卜降管进入高压蒸发器管屏加热。吸热 后汽水混合物上升进入 筒进行汽水分离。 分离 饱和水 落至锅筒水 问，而饱和蒸 汽从锅简上部引 高压过热器，经高压过热 器管 吸热后由高压 蒸汽集汽集箱引出 锅＇ｔＪ’。 高压过热器系统中两级过热器之间 还布置Ｔ Ｉ喷水减温装置，从Ｉ 可有效地保证 Ｅｌ过热蒸汽的温度。
干熄焦余热锅炉的结构和原理
哎呀，说起干熄焦余热锅炉，这玩意儿可真是个神奇的存在。你知道吗，我第一次见到它的时候，我还以为是个巨大的铁皮怪物呢，后来才知道，这家伙可是个环保小能手。
咱们先聊聊这家伙长啥样儿。干熄焦余热锅炉，名字听起来挺高大上的，其实就是个巨大的铁罐子，外面涂着防锈漆，看起来挺结实的。它的肚子特别大，里面装满了水和蒸汽，就像个巨大的热水瓶。这个“热水瓶”的顶部和底部都有管道，这些管道就像是它的血管，负责把热量传递到需要的地方。
说到原理，这玩意儿其实挺简单的。干熄焦余热锅炉，顾名思义，就是利用干熄焦过程中产生的余热来产生蒸汽。干熄焦，就是把焦炭从高温状态冷却下来，这个过程会产生大量的热量。这些热量如果不利用起来，那可就太浪费了。所以，人们就把这些热量收集起来，通过管道输送到锅炉里，让锅炉里的水加热，产生蒸汽。
这个过程中，锅炉就像个勤劳的工人，不停地吸收热量，然后把热量转换成蒸汽。这些蒸汽可不是白来的，它们可以驱动涡轮机，产生电力，或者直接用于工业生产，比如供暖、供气什么的。这样一来，既节约了能源，又减少了污染，真是一举两得。
我记得有一次，我跟着师傅去检查锅炉。那天天气特别热，太阳像个大火球一样挂在天上。我们戴着安全帽，穿着厚厚的工作服，走进了锅炉房。一进去，就感觉一股热浪扑面而来，比外面的太阳还要热。锅炉房里到处都是管道，有的粗，有的细，有的直，有的弯，就像个迷宫一样。师傅一边走一边给我讲解，这个管道是干嘛的，那个阀门是干嘛的，听得我头都大了。
我们走到锅炉旁边，师傅指着锅炉上的一个仪表说：“看，这个就是压力表，它显示的是锅炉里的压力。如果压力太高，就得放掉一些蒸汽，不然锅炉会爆炸的。”我看着那个指针，心里想，这玩意儿可真重要，要是出了岔子，那可不是闹着玩的。
检查完锅炉，我们又去看了冷凝器。冷凝器就像个巨大的冰箱，它的作用是把蒸汽冷却成水，然后再送回锅炉里去。这样，水就可以循环利用，既节约了水资源，又提高了效率。
1 余热锅炉原理
一、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
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100－220℃，烟气温度从380/330℃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42—126℃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 2 水混合后，沿汽包下方的下降管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
三、在运行条件下受热面传热量的变化
一台余热锅炉的产汽量与吸收的热量有关，也就是与传热量有关。在运行条件下，各种因素都会影响到余热锅炉的产汽量，现分析如下。
（一）烟气流量变化
已知A余热锅炉的进口烟气量为135.5kg/s，现烟气量降为97.2kg/s；假走进口烟气温度不变，此时蒸发器产汽量将如何变化？
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图13 产汽量与烟气参数的关系
烟气量下降为原值的71.7％，烟气的换热系数下降为原值的78.8％，假定其它各项热阻不变，总热阻增加1.23倍，传热系数下降为原值的81.6％。由于传热系数下降的幅度小于烟气量的下降幅度，表明蒸发器出口处的烟气温度也要下降，最终平衡在一个新的位置上，经试算后，传热量为原值的73％时是合适的。此时烟气量下降为71.7％，产汽量下降为73％，离开蒸发器的烟气温度比原设计值下降5℃，考虑到进入省煤器的烟气温度降低，省煤器的平均温差下降得多，可以认为生产饱和蒸汽的A余热锅炉的产汽量与烟气量成比例，图13示出了产汽量与烟气量的线性关系。
废热锅炉流程图
软水进水 蒸汽总管
蒸汽分离器器
蒸
汽
发
生
器
压力表 温度计 安全阀 安全阀 排空管
烟
道 连续排污
间断排污 吹灰 余热锅炉主要工艺指标
1、 系统主要指标
煤气温度 出口温度 煤气流量 产量 废锅阻力
550℃ 小于200℃ 7.5km3／h 0.9m3／h 小于150pa
2、 软化水主要指标
项目 给水
悬浮物mg／l 小于等于5
总硬度mol／l 小于等于0.3
PH (25℃) 大于等于7
溶解氧mg／l 小于等于0.1
温度 小于40℃
额定压力Mpa 0.8
单台泵最大给水量 50M3／h
3、 设备参数
部件名称 蒸汽分离器 蒸汽发生器 烟道
工作压力Mpa 0.6 0.6 0.0025
设计压力Mpa 0.8 0.8 0.03
进出口温度℃ 20／165 165±5 750
设计出口温度℃ 210 210 200
介质 水、饱和蒸汽 水、饱和蒸汽 可燃中度毒
介质特性 不燃、无毒 不燃、无毒 可燃中度毒
设计流量 1295Kg／h 1295Kg／h 8000N M3／h
主要材料 16MnR 16MnR ／
传热面积M2 ／ 275 ／
全容积 3.9 9.2 ／
安全阀起跳压力 0.7／0.75Mpa ／ ／
最大吊装质量Kg 2250 12900 ／
