余热锅炉系统工作原理及技术特点
余热锅炉系统工作原理及技术特点讲解

余热锅炉系统工作原理及技术特点中国锅炉网资讯栏目/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。
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。
余热锅炉原理

余热锅炉原理
余热锅炉是一种利用工业生产过程中产生的废热来产生蒸汽或热水的设备。
它利用了工业生产中的烟气、废水、废热等能源,将其通过余热回收技术转化为可利用的热能。
余热锅炉的工作原理基本分为两个步骤:回收热能和产生蒸汽或热水。
首先,余热回收。
在工业生产过程中,产生烟气和废水等废弃物具有一定的热量。
余热锅炉通过烟道或烟气热交换器将烟气中的热量吸收,并将其传递给锅炉的工作介质(通常为水)。
通过这样的热交换过程,废弃物中的热能得以回收利用,从而达到节能的目的。
其次,热能转化。
回收到的热能传递给锅炉的工作介质后,通过加热使其升温达到沸腾点,从而产生蒸汽或热水。
这些蒸汽或热水可以用于工业生产中的多个环节,如加热、蒸馏、暖气等。
通过这样的方式,不仅能够节约能源,减少能源消耗,还可以提高生产过程中的能源利用效率。
余热锅炉的应用范围广泛,尤其适用于高热能消耗的工业领域。
例如,钢铁、化工、造纸、电力等行业都可以采用余热锅炉来回收废弃物中的热能,实现能源的再利用。
总的来说,余热锅炉通过回收废热,将其转化为可利用的热能,达到节能和资源循环利用的目的。
它在工业生产中发挥了重要
的作用,对于提高能源利用效率和减少环境污染具有积极的意义。
试析余热锅炉的发展问题及措施

试析余热锅炉的发展问题及措施摘要:在工业上余热锅炉作为高效节约热效能的设备得到广泛应用。
但随着工业过程生产工艺革新的需要,余热锅炉还存在着一些有待解决的问题。
本文主要从余热锅炉的工作原理、特点,余热锅炉的主要问题及其解决对策三方面进行了分析。
关键词:余热锅炉;余热回收技术前言余热锅炉是工业中不可或缺的设备。
它由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、入孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成。
余热锅炉共分为六个循环回路,每个循环回路由下降管和上升管组成,各段烟道给水从锅筒通过下降管引入到各个烟道的下集箱后进入各受热面,水通过受热面后产生蒸汽进入进口集箱,再由上升管引入锅筒。
各个烟道之间均用法兰连接。
但随着工业过程生产工艺革新的需要,余热锅炉还存在着一些有待解决的问题。
1余热锅炉的工作原理和特点余热锅炉利用生产过程中的气体或废气、废液,以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650~1250℃;燃气轮机和柴油机等动力机械的排气温度为370~540℃。
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。
余热锅炉工作原理一句话总结还是比较简单的,余热锅炉是利用生产过程中的气体或废气、废液,以及某些动力机械排气的热量产生蒸汽或热水的锅炉。
特点:燃煤燃烧释放出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口,再流经过热器、蒸发器和省煤器,最后经烟囱排入大气,排烟温度一般为150~180℃,烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。
锅炉给水首先进入省煤器,水在省煤器内吸收热量升温到略低于汽包压力下的饱和温度进入锅筒。
进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后,沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽,通常是只有一部分水变成汽,所以在蒸发器内流动的是汽水混合物。
余热锅炉系统工作原理及技术特点

余热锅炉系统工作原理及技术特点中国锅炉网资讯栏目.glwww./news/5/§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。
余热锅炉烟气系统的工作原理

余热锅炉烟气系统的工作原理一、引言余热锅炉烟气系统是工业生产中重要的余热回收设备,主要用于回收工业窑炉、焚烧炉等高温烟气的余热,提高能源利用率。
本文将详细介绍余热锅炉烟气系统的工作原理,以期为相关领域的技术人员提供参考。
二、余热锅炉烟气系统的组成余热锅炉烟气系统主要由以下几个部分组成:1.余热锅炉:主要作用是回收烟气的余热,产生蒸汽或热水。
2.烟气管道:用于连接工业窑炉、焚烧炉等烟气排放口与余热锅炉,引导烟气进入余热锅炉。
3.除尘设备:用于清除烟气中的粉尘,保护余热锅炉和烟气管道。
4.引风机:用于提供烟气流动的动力,使烟气能够顺利进入余热锅炉。
5.控制设备:用于监测和控制余热锅炉烟气系统的运行状态,确保系统的稳定性和安全性。
三、余热锅炉烟气系统的功能余热锅炉烟气系统的主要功能是回收工业窑炉、焚烧炉等高温烟气的余热,提高能源利用率,同时减少环境污染。
通过回收烟气的余热,可以实现能源的循环利用,降低生产成本,提高经济效益。
此外,余热锅炉烟气系统还可以起到保护环境的作用,减少对自然资源的依赖和消耗。
四、余热锅炉烟气系统的工作流程余热锅炉烟气系统的工作流程如下:1.工业窑炉、焚烧炉等高温烟气通过烟气管道进入余热锅炉。
2.在余热锅炉中,高温烟气将热量传递给锅炉内的工质,如水或蒸汽,使其产生高温蒸汽或热水。
3.通过除尘设备清除烟气中的粉尘颗粒物,减少对锅炉和烟气管道的磨损和腐蚀。
4.经过引风机的作用,处理后的烟气被排出余热锅炉,通过烟囱排入大气。
5.控制设备对整个系统进行监测和控制,确保系统的稳定性和安全性。
五、余热锅炉烟气系统的工作原理余热锅炉烟气系统的工作原理主要基于热力学原理和传热学原理。
具体来说,当高温烟气通过余热锅炉时,热量通过辐射、传导和对流等方式传递给锅炉内的工质。
工质吸收热量后升温并产生蒸汽或热水,从而实现能源的回收利用。
同时,除尘设备、引风机和控制设备等辅助设备的协同工作,确保了整个系统的正常运行。
余热锅炉的原理介绍及其类型

余热锅炉的原理介绍及其类型
余热锅炉的原理介绍及其类型如下:
原理介绍:
1. 余热锅炉是发生器、热交换器、冷凝器、蒸发器等设备的组合,主要工作原理是高温物料在余热锅炉中吸收热量,将物料状态由气态(或接近气态)转变,同时余热锅炉出口的蒸汽或热水被回收并进入汽包进行汽水分离,再循环使用。
2. 余热锅炉内的换热器有两个功能:一是对烟气进行冷却,将余热锅炉能够回收的热量传递给冷却剂;二是实现给水逐步加热、汽化的过程,在换热过程中起到扩容的作用。
类型:
1. 自然循环余热锅炉,这类锅炉依靠锅水密度差来形成循环。
2. 强制循环余热锅炉,这类锅炉以水泵为动力,形成锅水循环流动。
3. 光管式余热锅炉,其显著特点为受热面为光管,简单可靠,经济性好。
4. 翅片式余热锅炉,其显著特点为受热面管子外侧面有翅片,增大传热面积,增强传热效果。
5. 膜式余热锅炉,它由波纹板组成锅筒,烟气和工质流动方向垂直,具有结构紧凑、占地面积小和运行可靠等优点。
以上就是余热锅炉的基本原理和主要类型。
余热锅炉在工业生产和节能减排中发挥着重要作用。
余热锅炉的工作原理

余热锅炉的工作原理
余热锅炉是一种能够利用工业生产过程中产生的废气、废热等余热资源进行能量回收的设备。
其工作原理主要包括余热回收和热能转化两个过程。
首先,余热回收过程。
当工业生产中产生的高温废气或废热通过烟道排出时,余热锅炉通过烟道烟气换热器的方式,将烟气中的余热吸收并传导给工作介质,例如水或空气。
在这个过程中,余热锅炉中的换热器起到了关键作用,通过高效的热交换技术,将烟气中的热量传递给工作介质。
其次,热能转化过程。
经过换热器传导后,工作介质(水或空气)中获得了来自烟气中的热量。
接下来,这些热量被转化为热能,通过余热锅炉中的传热设备,例如热交换器或蒸发器,使工作介质中的压力和温度升高,形成高温高压的蒸汽或高温空气,用于工业生产中的加热或动力供应。
总结起来,余热锅炉利用工业生产中产生的废气、废热等余热资源,通过烟道烟气换热器将余热回收,并通过热能转化过程将余热转化为可用的热能,以实现能源的高效利用。
余热锅炉的结构和工作原理

余热锅炉的结构和工作原理余热锅炉是一种利用工业生产过程中产生的废热来产生蒸汽或热水的设备。
它将废热转化为可利用的能量,不仅减少了能源的浪费,还可以节约成本和减少环境污染。
首先,炉体是余热锅炉的主要部分,它通常由钢制或铸铁制成,用于容纳燃料和废热烟气。
炉体内还设置有燃料喷嘴、点火器和炉膛等设备,用于燃烧燃料或燃烧废气。
其次,燃烧器是余热锅炉的关键部件,它负责将燃料或废气充分燃烧,释放热能。
燃烧器通常由喷嘴、燃烧室和点火器组成。
燃料或废气在燃烧室中与空气混合,点火器将混合物点燃,产生的燃烧烟气经烟道进入换热器。
然后,烟道系统是余热锅炉用于传输烟气的管道系统。
烟道系统通常包括主烟道和辅助烟道。
主烟道负责将燃烧烟气从炉体引出,辅助烟道则用于排放烟气中的有害物质。
烟道系统的设计合理与否直接影响到余热锅炉的换热效率和安全运行。
最后,换热器是余热锅炉的核心部件,它将烟气中的热能传递给工作介质(蒸汽或热水),实现能量的转化。
换热器通常包括锅筒、管束和管板等组成部分。
烟气在换热器内部与管束中的工作介质进行换热,产生蒸汽或热水,之后通过管道输送至其他生产设备或供热系统中使用。
在工作原理方面,余热锅炉的运行主要可分为燃料燃烧过程和烟气换热过程。
首先,在燃料燃烧过程中,燃烧器将燃料或废气与空气混合,形成可燃的混合气。
点火器点燃混合气,燃料在炉膛中燃烧释放热能,产生高温的燃烧烟气。
烟气穿过烟道系统进入换热器,为下一步的换热过程做准备。
其次,在烟气换热过程中,烟气在换热器内与管束中的工作介质进行换热。
烟气的高温热量被传递给工作介质,使其温度升高,同时烟气冷却,减少了对环境的热污染。
经过换热后,烟气的温度降低,成为低温烟气,排出烟道系统。
换热器中产生的蒸汽或热水经过相应的管道输送至其他设备或供热系统中,供给工业生产或生活使用。
同时,换热器的设计和选材对余热锅炉的效率和安全运行也起着重要作用。
总的来说,余热锅炉通过合理的结构和工作原理,将废热转化为可利用的热能,不仅节约能源,减少环境污染,还为工业生产提供了经济效益和环保效益。
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余热锅炉系统工作原理及技术特点中国锅炉网资讯栏目/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。
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,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,挡板调节的内容见后。
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,以防止余热锅炉内的热量损失。
因为余热锅炉内温度比较高,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,管内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。
与高温烟气接触的内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,外壁和内壁用螺栓连接,螺栓预先焊在外壁钢板的内侧,在内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内壁和外壁有相对移动。
这是因为内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,管内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内的流体(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。