余热锅炉原理分类特点设计与选型.docx

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1、余热锅炉原理、分类、特点、设计与选型余热锅炉是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，利用从燃汽轮机排出的高温烟气热量的锅炉。目录1 .余热锅炉的工作原理22 .余热利用特点43 .余热锅炉分类43.1. 按烟气的性质、结构特点分类43 .2.按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类54 .3.按受热面布置方式分类55 .4.按工质在蒸发受热面中的流动特点（工作原理）分类56 .余热锅炉特点67 .余热锅炉的特性、及和燃料锅炉的差别78 .余热锅炉构成及运行全过程77,余热锅炉主要用途：88.余热锅炉选型设计方案时需应

2、具有的标准81. 1.烟气侧主要参数：88. 2.锅炉主要参数：89. 3.其他主要参数：99,余热锅炉在生产系统中的功效910.余热锅炉的类型910.1.烧结机余热锅炉910.2.水泥窑余热锅炉1010.3.三废混燃炉及吹作风余热锅炉1010.4.搬烧冷却机余热锅炉1110.5.炭素窑余热锅炉余热锅炉1110.6.夹层玻璃窑余热锅炉1110.7.焦化厂余热锅炉1210.8.盐酸余热锅炉1210.9.危险废物、医疗废物等废弃物焚烧余热锅炉1210.10.矿热炉行业余热锅炉1210.11.有色金属冶炼余热锅炉1310.12. 燃气蒸汽轮机余热锅炉1310.13. 电石炉余热锅炉131 .余热锅炉

3、的工作原理节能余热锅炉设计是一项复杂繁琐、可靠性和经济性要求很高的大型工程，目前普遍存在着对有经验的设计师依赖性大、设计周期长、知识重用性差等问题，能否快速开发出客户所需的新产品，关系到企业的生存和发展。余热锅炉分为火管式和水管式两类。其结构与工业锅炉相类似。火管式余热锅炉蓄水量大，在烟气量和用汽量波动的条件下汽压波动较小，但其蒸发量和蒸汽压力均受锅筒直径和运行条件的限制。此外，烟管端和管板由于冷却不佳和温度应力较大，在烟的温度高（高于600C）、管板厚的情况下不宜采用这种锅炉,而宜采用水管余热锅炉。水管余热锅炉有辅助循环和自然循环两种循环方式。余热锅炉利用工业生产过程中的气体或废气、废液，以

4、及某些动力机械排气的热量产生蒸汽或热水的锅炉。余热锅炉是重要的节能设备各种冶炼炉和焙烧窑的排烟温度为6501250C;燃汽轮机和柴油机等动力机械的排气温度为370540。安装余热锅炉吸收这些排烟中的部分热量，全系统的热能利用率可以显著提高。例如轧钢加热炉安装余热锅炉后，全系统热能利用率甚至可提高1倍左右。进入余热锅炉的烟气温度，是决定余热锅炉受热面布置形式的一个重要因素。如进口烟气温度为400900时，锅炉内主要设置对流管束，不设置炉室；但烟尘熔化点低时也有例外，应设置冷却炉室以控制进入对流烟道的入口烟的温度，避免灰渣在对流管排间搭桥。在化工生产的裂解工艺中，为避免高温裂解气体的重新聚合，需要

5、将高温裂解气体急速冷却到裂解反应停止的温度，这时余热锅炉就成为不可缺少的急冷工艺设备。高温含尘废气通过余热锅炉后，除温度降低外，还可沉降一部分尘粒，这对减轻环境污染和选择除尘器都是有利的。在化工生产过程中，余热锅炉的排气温度取决于下一道工艺的要求。工业炉窑用的余热锅炉，一般利用引风机将排气排往大气；动力机械和化工生产过程用的余热锅炉，则依靠进气自身的压力使之通过余热锅炉，并排往大气或进入下一道工艺装置。当进口的烟气温度或废气燃烧温度在I1O（TC以上时，其布置形式与一般的工业锅炉无多大区别。当高温废气中含有大量堆积性细灰时，锅炉的管排应垂直布置，并使烟气以较高烟速（约20米/秒）纵向冲刷管排。

6、对于含有腐蚀性烟尘的高温废气，流速应低（约8米/秒）而均匀，并采取其他防磨措施对于含有二氧化硫（S02）的腐蚀性高温废气，通常排烟温度应较高，而不采用加热给水的省煤器，目的是提高金属壁温，防止金属受到硫酸腐蚀。2 .余热利用特点由于余热是与其它生产设备及工艺密切相关，故余热利用又具有以下特点：1 ,热负荷不稳定，主要有工艺生产过程所决定。2 .烟尘的成分、浓度、粒度差别比较大。从而使锅炉的受热面布置受影响，必须考虑防磨、堵灰及除尘。3 .烟气成分的多样性，使有的烟气具有腐蚀性。如烟气中的So2、烟尘或炉渣中的各种金属和非金属元素等都可能对余热设备产生低温或高温腐蚀和积灰。4 .受安装物所固有条

7、件的限制。如有的对锅炉进、出烟口标高的限制;有的对锅炉排烟温度的限制，使其满足生产工艺的要求。3.余热锅炉分类主要余热锅炉品种有：烧结机余热锅炉、三废混燃炉及吹风气余热锅炉、水泥窑余热锅炉、钢铁余热锅炉、危废余热锅炉、垃圾焚烧余热锅炉、焦化余热锅炉、有色金属冶炼余热锅炉、硫酸余热锅炉、矿热炉行业余热锅炉、玻璃窑余热锅炉、干熄焦余热锅炉、碳素窑余热锅炉、燃气蒸汽轮机余热锅炉、炼钢余热锅炉等。3.1. 按烟气的性质、结构特点分类因为余热烟气特性的不一样，故使余热锅炉的类型、结构形式不尽相同。按烟气的性质、结构特点分类：1）按余热锅炉进口的烟气含尘量和烟气特点又可分成下列五类：11）烟气中含尘量20

8、gNm3的余热锅炉为一类余热锅炉；1.2） 烟气中含尘量20gNn?70gNm3的余热锅炉为二类余热锅炉；1.3） 烟气中含尘量70gNm3的余热锅炉为三类余热锅炉；1.4） 烟气中带有粘结力粉尘的余热锅炉为四类余热锅炉；1.5） 烟气中带有强浸蚀成份或具备有害烟气的余热锅炉为五类余热锅炉。2）高温烟气余热：它是常见的一种形式，其特点是产量大、产点集中，连续性强，便于回收和利用，其带走热量占总热量的4050%,该余热锅炉回收热量，可用于生产或生活用热及发电。3）高温炉渣余热：如高炉炉渣、转炉炉渣、电炉炉渣等，该炉渣温度在IOoOC以上，它带走的热量占总热量的20%。4）高温产品余热：如焦炉焦炭

9、、钢锭钢坯、高温锻件等，它一般温度很高，含有大量余热。5）可燃废气、废液的余热：如高炉煤气、炼油厂的催化裂化再生废气、造纸厂的黑液等，它们都可以被利用。6）化学反应余热：如冶金、硫酸、磷酸、化肥、化纤、油漆等工业部门，都产生大量的化学反应余热。7）冷却介质余热：如工业炉窑的水套等冷却装置排出的大量冷却水，各种汽化冷却装置产出的蒸汽都含有大量的余热，它们都可以被合理利用。8）冷凝水余热：各工业部门生产过程用汽在工业过程后冷凝减小时所具有的物理显热。3. 2.按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类目前余热锅炉采用有单压、双压、双压再热、三压、三压再热等五大类的汽水系统。1 ,单压级余热锅炉：余热锅炉只

10、生产一种压力的蒸汽供给汽轮机。2,双压或多压级余热锅炉：余热锅炉能生产两种不同压力或多种不同压力的蒸汽供给汽轮机。3. 3.按受热面布置方式分类1 .卧式布置余热锅炉2 .立式布置余热锅炉3. 4.按工质在蒸发受热面中的流动特点（工作原理）分类1 .自然循环余热锅炉：烟气是水平方向地流过垂直方向安装的管簇的。管簇中的水汽混合物与下降管中冷水的密度差，是维持蒸发器中汽水混合物自然循环的动力。2,强制循环余热锅炉：烟气通常总是垂直地流过水平方向布置的管簇的。通过循环泵来保证蒸发器内循环流量的恒定。3,直流余热锅炉：直流余热锅炉靠给水泵的压头将给水一次通过各受热面变成过热蒸汽。在蒸发受热面中，工质的

11、流动是由给水泵压头来实现。4 .余热锅炉特点“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IOMPa,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。余热锅炉主要是利用废气作为热源，因此不需要燃烧系统（除非有补燃要求）。余热锅炉与常规锅炉的区别：9）余热锅炉利用已有废气余热或固体显热。10）余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热回收效

12、率。11）余热锅炉没有燃料燃烧装置。12）余热锅炉作为余热利用要适应于主工艺的需求，不能影响主工艺的运行。13）余热锅炉受热面布置形式多样化。通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包等换热管组和容器等组成，在有再热器的蒸汽循环中，可以加设再热器。在省煤器中锅炉的给水完成预热的任务，使给水温度升高到接近饱和温度的水平;在蒸发器中给水相变成为饱和蒸汽;在过热器中饱和蒸汽被加热升温成为过热蒸汽;在再热器中再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。5 .余热锅炉的特性、及和燃料锅炉的差别“余热锅炉”整体而言仅有“锅”没有“炉”。“余热锅炉”通常是没有燃烧机的，假如必须高压高温的蒸气，可以在“余热

13、锅炉”内装一个额外燃烧机。根据燃料的点燃使全部烟气温度上升，可以造成高主要参数的蒸气。比如某余热锅炉不安装燃烧机时，通道烟气温度为500C,安置额外燃烧机后，可使通道烟气温度做到756。蒸气的负担可以从4MPa升至IOMPa,蒸气的温度可以从450C升至510,蒸气可以供*高压高温汽轮发电机用，进而提高了额定功率导出。余热锅炉主要是利用有机废气当做热原，因而不用点燃系统软件（除非是有补燃规定余热锅炉与基本锅炉的差别：1）余热锅炉利用已经有有机废气余热或固态显热。2）余热锅炉可在多压情况下生产蒸气提升了余热回收效率。3）余热锅炉没有燃料点燃设备。4）余热锅炉做为余热利用要融入于主加工工艺的要求，

14、不可以危害主加工工艺的运作。5）余热锅炉遇热面布局方式多元化。6 .余热锅炉构成及运行全过程在汽轮机内作功后排出来的天然气，仍具备较为高的温度，一般在540上下，利用这一部分汽体的热能工程，可以提升全部设备的热效。通常是利用此发热量加温水，使水变为蒸气。蒸气可以用于促进蒸汽轮机一电机，也可用以生产过程的加热或供日常生活是不是用。利用汽轮机排气管的发热量来产汽的机器设备，称之为“余热回收燃气蒸汽锅炉”，表明收购了排气管的发热量。在我国习惯性上称之为“余热锅炉，并把汽轮机的排气管通称为“烟气”。从汽轮机出去的高温烟气有双路出入口，一路进到余热锅炉，从主烟筒排至空气，另一路进到旁通烟筒排至空气。各路

15、排烟道上面配有隔板，一共有三个隔板，主排烟道上的隔板称“主隔板，旁通排烟道上的盖板称“旁通挡片，主烟筒处的盖板称“烟筒隔板”，各隔板是相互配合应用的。通常余热锅炉由锅炉节能器、冷凝器、过热器及其联箱和汽包等换散热管组和器皿等构成，在有再热水器的蒸气循环系统中，可以增设再热水器。在锅炉省煤器中锅炉的给排水进行加热的每日任务，使给排水温度上升到贴近饱和状态温度的水准；在冷凝器中给排水改变变成饱和水汽；在过热器中饱和水汽被加温提温变成过热蒸汽；在再热水器中再热蒸气被加温提温到所*的再热温度。汽轮机工作中而余热锅炉不工作中，要打开旁通隔板，关掉主隔板。汽轮机与余热锅炉与此同时工作中，要关掉旁通隔板，打开主隔板。另一方面为调整余热锅炉的产汽量，主隔板和旁通隔板可以部分打开或部分关掉。余热锅炉工作中时，应当打开烟筒隔板。当余热锅炉短期内锅炉吹管，可以关掉烟筒隔板，以避免余热锅炉内的发热量损害。由于余热锅炉内温度较为高，周边强冷空气可以进到余热锅炉，产生当然热对流将发热量带去，关掉烟筒隔板就能避免外部气旋进到余热锅炉，以储存发热量，提前准备随时随地启动余热锅炉。假如余热锅炉要锅炉吹管维修，期待制冷速度些，可以打开烟筒隔板。7 .余热锅炉主要用途：