原標(biāo)題：鍋爐技術(shù)|認(rèn)識聯(lián)合循環(huán)機(jī)組之余熱鍋爐
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來源：燃機(jī)技術(shù)交流
余熱鍋爐定義
利用各種工業(yè)過程中的廢氣、廢料或廢液中的顯熱或(和)其可燃物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的熱量的鍋爐?；蛟谌加?或燃?xì)?的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組中，利用從燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔鉄崃康腻仩t
余熱鍋爐與常規(guī)鍋爐的區(qū)別
★余熱鍋爐利用燃?xì)廨啓C(jī)排出的廢氣為熱源，因此無需燃燒系統(tǒng)(除非有補(bǔ)燃要求) ；
★余熱鍋爐無需配備風(fēng)機(jī)(通風(fēng)來自燃?xì)廨啓C(jī)的排氣)；
★余熱鍋爐可在多壓狀態(tài)下產(chǎn)生蒸汽以提高熱回收效率；
★熱傳導(dǎo)靠對流而不是靠輻射；
★余熱鍋爐不采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)；
★余熱鍋爐采用翅片管*大限度地強(qiáng)化傳熱。
余熱
鍋爐
常規(guī)
鍋爐
典型的余熱鍋爐的縱剖面圖
余熱鍋爐的分類
從燃?xì)鈧?cè)熱源分
★無補(bǔ)燃余熱鍋爐
單純回收燃?xì)廨啓C(jī)排氣的熱量，產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽。
★有補(bǔ)燃余熱鍋爐
▲部分補(bǔ)燃型
向余熱鍋爐內(nèi)加噴有限燃料，燃燒消耗掉一部分燃機(jī)透平排氣中的氧氣，使鍋爐受熱面的燃?xì)鉁囟忍岣叩?00—1000℃。
特點(diǎn)：
●余熱鍋爐結(jié)構(gòu)簡單（無需輻射換熱，只需增加對流換熱面）；
●蒸發(fā)量比無補(bǔ)燃余熱鍋爐增大一倍。
▲完全補(bǔ)燃型
向余熱鍋爐噴入大量的燃料，在余氣系數(shù)1.1的條件下把從燃機(jī)透平送來的高溫燃?xì)庵械难鯕鈳缀跬耆紵簟?/p>
特點(diǎn)：
●余熱鍋爐需要敷設(shè)輻射換熱面；
●蒸汽量可以達(dá)到無補(bǔ)燃余熱鍋爐的6—7倍。
煙道式補(bǔ)燃燃燒器的結(jié)構(gòu)
一般來說，采用無補(bǔ)燃的余熱鍋爐的聯(lián)合循環(huán)效率相對較高。目前，大型聯(lián)合循環(huán)大多采用無補(bǔ)燃的余熱鍋爐。
從蒸發(fā)器中汽/水工質(zhì)的循環(huán)方式分
★強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐
★自然循環(huán)余熱鍋爐
?區(qū)別：有無循環(huán)水泵加壓
↑
強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐原理示意圖
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自然循環(huán)余熱鍋爐原理示意圖
臥式自然循環(huán)的原理
布置在爐膛內(nèi)的水冷壁受到高溫?zé)煔猓ɑ蚧鹧妫┹椛涞臒崃考訜岷?，管?nèi)水的溫度迅速升高，一部分水汽化，在管內(nèi)形成汽水混合物。布置在爐墻外側(cè)下降管中的水，由于不受熱，它的密度就大于汽水混合物的密度。
下降管一側(cè)的壓力大于水冷壁一側(cè)的壓力，二者之差為流動壓頭。在流動壓頭的作用下，水從下降管向水冷壁管（上升管）不斷地循環(huán)流動，這種現(xiàn)象稱為自然循環(huán)。
臥式自然循環(huán)的原理
從產(chǎn)生蒸汽壓力等級分類：
★單壓余熱鍋爐
▲只產(chǎn)生一種蒸汽壓力供汽輪機(jī)使用。
★雙壓或三壓余熱鍋爐
▲產(chǎn)生兩種或三種不同壓力的蒸汽供汽輪機(jī)使用；
▲可以采用再熱蒸汽循環(huán)的方式，提高聯(lián)合循環(huán)的效率；
▲雙壓或三壓余熱鍋爐系統(tǒng)復(fù)雜、造價高，適用于燃機(jī)透平排氣溫度較高、單機(jī)功率較大的機(jī)組。
單壓余
熱鍋爐
雙壓余
熱鍋爐
三壓余
熱鍋爐
從鍋爐本體結(jié)構(gòu)布置分類：
★臥式布置余熱鍋爐
★立式布置余熱鍋爐
★易與脫氧化氮和一氧化碳的觸媒設(shè)備相配；
★易與大功率補(bǔ)燃設(shè)備相配；
★易于滿足高地震區(qū)的設(shè)計(jì)要求；
★鋼結(jié)構(gòu)量少。
★占地面積可能較??；
★在老廠改造項(xiàng)目中，較易在現(xiàn)有鍋爐房中布置；
★比較容易解決就地分包項(xiàng)目；
★現(xiàn)場安裝時無需使用重型起吊器械。
按照有無鍋筒裝置分類：
★直流式余熱鍋爐
★鍋筒式余熱鍋爐
直流式余熱鍋爐管簇布置示意圖
大型余熱鍋爐采用模塊結(jié)構(gòu)，這種經(jīng)過工廠試驗(yàn)的各模塊，便于裝運(yùn)，可縮短安裝工期，降低建造費(fèi)用。
余熱鍋爐本體組成：
通常余熱鍋爐由省煤器、蒸發(fā)器、過熱器以及聯(lián)箱和汽包等換熱管組和容器等組成，在有再熱器的蒸汽循環(huán)中，可以加設(shè)再熱器。
★省煤器——鍋爐的給水完成預(yù)熱的任務(wù)，使給水溫度升高到接近飽和溫度的水平；
★蒸發(fā)器——給水相變成為飽和蒸汽；
★過熱器——飽和蒸汽被加熱升溫成為過熱蒸汽；
★再熱器——再熱蒸汽被加熱升溫到所設(shè)定的再熱溫度；
★汽包——匯集省煤器給水和匯集從省煤器來的汽、水混合物，提供合格的飽和蒸汽進(jìn)入過熱器或供給用戶。
翅片管
余熱鍋爐省煤器、蒸發(fā)器、過熱器、再熱器均采用翅片管傳熱，翅片管的特點(diǎn)：
★采用翅片管增加傳熱；
★兩種形式-螺旋環(huán)片狀翅片管和螺旋鋸齒狀翅片管；
★鋸齒狀翅片管具有更高的傳熱效率，因此在余熱鍋爐中除高溫區(qū)域(余熱鍋爐進(jìn)口及補(bǔ)燃用燃燒器后部)外，均被采用；
★傳熱率可通過改變翅片管的高度和密度布置(每米長度的翅片數(shù))調(diào)節(jié)；
★被螺旋纏繞在管子上的翅片是利用連續(xù)高頻焊工藝同管子外壁焊接固定的。
汽包結(jié)構(gòu)
汽包本體是一個圓筒形的鋼質(zhì)受壓容器，由筒身(圓筒部分)和兩端的封頭組成。筒身由鋼板卷制焊接而成，凸形封頭用鋼板沖壓而成，然后兩者焊接成一體。封頭上開有人孔，以便進(jìn)行安裝和檢修，同時起通風(fēng)作用。人孔蓋一般由汽包里面向外關(guān)緊，封頭為了保證其強(qiáng)度，常制成橢球形的結(jié)構(gòu)，或制成半球形的結(jié)構(gòu)。
減溫器
減溫器通常位于過熱器或再熱器出口管組的進(jìn)口處，比如一、二級過熱器之間。
減溫水一般來自鍋爐給水泵。
減溫水通過噴口霧化后噴入湍流強(qiáng)烈的蒸汽中，蒸汽的速度和霧化的水滴尺寸是確定減溫效果的兩個*重要因素。
一個好的過熱器或再熱器設(shè)計(jì)，在額定負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行時需要很少的噴水量。
聯(lián)箱
現(xiàn)代鍋爐都采用圓形聯(lián)箱，實(shí)際上是直徑較大、兩端封閉的圓管，可用來連接兩部分相同或不同管數(shù)和管徑的管子，起匯集、混合和分配工質(zhì)的作用。
聯(lián)箱一般布置在爐外不受熱，其長度由所需連接的管數(shù)決定。聯(lián)箱與管子的連接現(xiàn)在都采用焊接。
責(zé)任編輯：蘭陵王
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