余热锅炉组成及工作过程
余热锅炉(分类、原理、特点、工作过程)
余热锅炉是利用工业企业炉窑及其它余热热源设备产生的余热而生产蒸汽或热水的一种供热设备。
由于“余热”种类的多样性从而使余热锅炉的结构形式各式各样，不尽相同。
余热锅炉的分类余热是在工业生产中未被充分利用就排放掉的热量，它属于二次能源，是一次能源和可燃物料转换后的产物。
1按余热的性质可分为以下几大类：1.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40~50%，该余热锅炉回收热量，可用于生产或生活用热及发电。
2.3.4.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1000℃以上，它带走的热量占总热量的20%。
5.6.7.高温产品余热：如焦炉焦碳、钢锭钢坯、高温锻件等，它一般温度.很高，含有大量余热。
8.9.10.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。
11.12.13.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。
14.15.16.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。
17.18.19.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。
20.2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。
2.3.4.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。
5.6.7.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。
8.9.10.受安装物所固有条件的限制。
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。
11.12.3由于余热烟气性质的不同，故使余热锅炉的种类、结构形式各不相同。
余热锅炉组成及工作过程
余热锅炉组成及工作过程余热锅炉是利用工业炉窑炉排放烟气中的高温烟气余热进行回收利用的一种设备。
余热锅炉通过将烟气中的热能转化为水蒸气或热水的形式，用于加热介质或发电，以达到节能减排的目的。
余热锅炉的组成主要包括锅炉本体、炉排、烟气系统、节能设备、控制系统等。
1.锅炉本体：锅炉本体是余热锅炉的核心部分，通过吸收烟气中的热量来产生热能。
常见的余热锅炉有烟管式余热锅炉和水管式余热锅炉两种。
烟管式余热锅炉通过烟管中流动的水吸收热量，水管式余热锅炉主要通过水管中流动的水吸收热量。
2.炉排：炉排是将燃料置于上面进行燃烧的部分，可以是机械炉排、链条炉排、振动炉排等。
炉排的作用是将燃料均匀分布，并将燃烧产生的烟气和余热均匀地送到余热锅炉的各个部分。
3.烟气系统：烟气系统由烟道、排烟风机、除尘器等组成。
烟道负责将炉排产生的烟气输送到余热锅炉的燃烧区域，排烟风机负责排出燃烧后的烟气，除尘器则用于净化烟气中的颗粒物和污染物，以保护环境。
4.节能设备：余热锅炉通常还会配备一些节能设备，如过热器、空气预热器、烟气再循环系统等。
过热器可以进一步提高锅炉工作压力和温度，提高热能利用效率；空气预热器通过预先加热给锅炉供应的空气，减少燃料的消耗；烟气再循环系统可以将部分烟气重新注入燃烧区域，提高燃烧温度和热效率。
5.控制系统：控制系统是余热锅炉的智能化管理和控制中心，主要包括仪表仪控系统、调度控制系统、自动控制系统等。
通过精确的测量和控制，能够实时监测锅炉运行状态，调整操作参数，使锅炉运行更加安全、稳定和高效。
余热锅炉的工作过程如下：1.燃料燃烧：燃料经过炉排进入燃烧区域，与空气混合后发生燃烧。
燃烧过程中产生大量热量和烟气。
2.烟气传递：燃烧后的烟气通过烟道传递到余热锅炉的各个部分。
在传递过程中，烟气的温度逐渐降低，烟气中的热量逐渐被吸收。
3.热能吸收：烟气通过余热锅炉的炉管或烟管，将烟气中的热量传递给其中的水或介质。
水或介质吸收热量后转化为蒸汽或热水，此过程称为热能吸收。
余热锅炉组成及工作过程
NG-901FA-R型余热锅炉设计参数如下所示：
1
1 .高压部分
最大连续蒸发量
额定蒸汽出口压力
额定g）
540 ℃
2 .再热部分
最大连续蒸发 额定蒸汽出 额定蒸汽出 冷再热蒸汽 冷再热蒸汽 冷再热蒸汽
量
口压力
口温度
流量
压力
温度
307.4 t/h 3.34 MPa（g） 568.0 ℃ 265.2 t/h 3.52 MPa（g） 395.9 ℃
余热锅炉组成及工作过程
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.
减温器通常位于过热器或再热器出口管组的进口处，比如一、二级过热器之间。减温水 一般来自锅炉给水泵，为了能够正常的工作，它的压力要比蒸汽压力高 2.76Mpa 左右。减温 水通过喷口雾化后喷入湍流强烈的蒸汽中，蒸汽的速度和雾化的水滴尺寸是确定减温效果的 两个最重要因素。一个好的过热器或再热器设计，在额定负荷稳定运行时需要很少的喷水量。
2．节点温差
节点温差 ∆Tp 也叫窄点温差，是换热过程中蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之间
的最小温差，当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，烟气余热回收量会增大，蒸 汽产量和汽轮机输出功都随之增加，即对应着高的余热锅炉热效率，但平均传热温差也随之
减小，这必将增大余热锅炉的换热面积。显然， ∆Tp 是不允许等于零的，否则，余热锅炉
4
余热锅炉原理锅炉结构与流程
余热锅炉原理锅炉结构与流程锅炉的基本原理下面是锅炉的原理模型图，模型包括上升管、汽包、下降管主要部件。
上升管是由密集的管道排成的管簇，由上联箱、下联箱连成一体;上联箱通过汽水引入管连通汽包，汽包再通过下降管连到下联箱;上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。
上升管管簇在炉膛内，汽包与下降管在炉体外面。
锅炉基本原理图把水注入汽包，水便灌满上升管管簇与下降管，把水位控制在靠近汽包中部的位置。
当高温燃气通过管簇外部时，管簇内的水被加热成汽水混合物。
由于下降管中的水未受到加热，管簇内的汽水混合物密度比下降管中的水小，在下联箱形成压力差，推动上升管内的汽水混合物进入汽包，下降管中的水进入上升管，形成自然循环。
汽包原理图上图是汽包(也称锅筒)结构示意图,汽包是水受热、蒸发、过热的重要枢纽，保证锅炉正常的水循环。
上升管内的汽水混合物进入汽包后，通过汽水分离器分离成饱和蒸汽与水，饱和蒸汽通过汽包上方蒸汽出口输出;分离出的水与给水管注入的水再进入下降管。
用来产生饱和蒸汽的上升管管簇称为蒸发器，电厂锅炉还有省煤器与过热器，它们都由管簇组成。
进汽包的水先在省煤器加热，再通过汽包、下降管进入蒸发器，可以提高蒸发器的效率与锅炉的效率。
蒸发器生成的饱和蒸汽经汽包输出，再进入过热器加热成过热蒸汽，用过热蒸汽推动蒸汽轮机运转能保证系统的高效与安全。
锅炉组成原理图余热锅炉的结构与流程从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏600度，仍然具备很高的能量，把这些高温气体送到锅炉，把水加热成蒸汽去推动蒸汽轮机，带动发电机发电，可使发电容量与联合循环机组的热效率相对增高50%左右。
这个靠燃气轮机排出气体的余热来产生蒸汽的锅炉称为余热锅炉。
从外观上看锅炉主要有进口烟道、炉体、汽包、烟囱组成。
炉体内有密集的管道，给水泵将要加热的水压进这些管道，燃气轮机排出的高温气体将管道内的水加热成高压蒸汽，下面就是余热锅炉的外观图(进口烟道为剖面)。
余热锅炉余热锅炉结构余热锅炉本体采用模块化结构，以方便运输、安装。
余热锅炉的结构及工作原理 PPT
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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，
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9、普通列管式余热锅炉的结构组成
普通列管式余热锅炉主要由烟气进口管箱、出 气口、烟气出口管箱、管板、进水口、换热管、 支座等组成。它根据安装形式分为立式、卧式 和斜置式余热锅炉。
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10、薄管板式余热锅炉的结构特点
薄管板式余热锅炉是一种双层薄管板形锅炉， 其结构特点是上管板用普通厚度板作为固定点， 下管板为柔性结构。为增减薄管板的强度，可 用以特殊结构的棚板支承薄管板。壳程水进口 处有遮板，使水进入后先向下流，然后经下管 板再向上流动。下封头内裂解气进口处设有气 体分布器，由两层不同角度的折流板组成，也 用于乙烯装置高温裂解器的热回收。
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粉尘含量高，某些高温气体含有粉尘（如硫酸 厂沸腾炉出口炉气含尘量约为200g／m³ ）， 石油裂解气中含有炭黑等微粒，必须在结构上 充分考虑粉尘堵塞和冲刷磨损； 低的压力降，气体的压力降必须控制在工艺条 件许可的范围内； 密封，有些高温气体是易燃、易爆或有毒的， 这是密封常成为余热锅炉生产设计中的难题。
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4、火管余热锅炉
火管余热锅炉是高温气体在炉管内流动。沸水 从汽包经下降管流入锅炉底部，在管壁受热， 变为汽水混合物，由上升管返回汽包。这种余 热锅炉结构简单，因壳体承受蒸汽压力，适用 于生产压力不高的蒸汽。
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5、水管余热锅炉
余热锅炉工作原理
余热锅炉工作原理余热锅炉是一种利用工业生产过程中所产生的废热来产生蒸汽或热水的设备。
它可以有效地利用废热资源，降低能源消耗，减少环境污染，具有重要的经济和环保意义。
本文将介绍余热锅炉的工作原理，以及其在工业生产中的应用。
余热锅炉的工作原理主要是利用废气、废水等工业生产过程中产生的高温废热来加热水或产生蒸汽。
其工作过程可以分为以下几个步骤：1. 烟气或废水的预处理：废气或废水首先经过预处理系统，去除其中的杂质和有害物质，以保证余热锅炉的正常运行和安全使用。
2. 热交换：经过预处理的废气或废水进入余热锅炉的热交换器中，与锅炉中的水或蒸汽进行热交换。
在热交换过程中，废热被传递给水或蒸汽，使其温度升高。
3. 蒸汽发生：当水被加热至一定温度时，会产生蒸汽。
而废气或废水在热交换过程中释放的热量正是用来加热水至产生蒸汽所需的热能。
4. 蒸汽利用：产生的蒸汽可以用于工业生产中的各种设备，如发电机、加热设备等，从而实现废热资源的有效利用。
余热锅炉在工业生产中具有广泛的应用。
它可以应用于钢铁、化工、电力、纺织、造纸、食品等多个行业，用来产生蒸汽、加热水或发电。
通过余热锅炉的应用，工业生产过程中产生的废热得到了充分利用，不仅节约了能源，降低了生产成本，还减少了对环境的污染。
总的来说，余热锅炉通过利用工业生产过程中产生的废热，实现了能源的再利用和资源的高效利用。
其工作原理简单明了，应用广泛，对于提高工业生产的能源利用效率和环境保护具有重要意义。
未来随着工业化进程的加快和能源紧缺问题的日益突出，余热锅炉的发展前景无疑是十分广阔的。
余热锅炉的工作原理
余热锅炉的工作原理
余热锅炉是一种利用工业生产中废气、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、蒸汽发生和蒸汽利用三个过程。
首先，余热锅炉通过余热回收的方式，将工业生产中产生的高温废气、废热等
余热资源进行回收利用。
这些余热资源可以来自于热风炉、高炉煤气、烧结烟气等，通过余热回收装置，将这些高温废气中的热能转化为热水或蒸汽。
其次，余热锅炉将通过余热回收得到的热水或蒸汽，用于蒸汽发生。
在余热锅
炉内部，热水或蒸汽与锅炉管道中的冷水进行热交换，使冷水被加热成为蒸汽，同时余热资源中的热能也得到了有效利用。
最后，余热锅炉产生的蒸汽可以用于工业生产中的加热、动力等用途。
通过管
道输送，余热锅炉产生的蒸汽可以直接送入生产设备进行加热，也可以用于驱动汽轮机发电，实现能量的再利用。
总的来说，余热锅炉的工作原理就是通过余热回收、蒸汽发生和蒸汽利用三个
环节，将工业生产中的废气、废热等余热资源转化为可利用的能量，实现能量的再生利用和节能减排的目的。
在实际应用中，余热锅炉的工作原理可以根据不同的生产工艺和余热资源特点
进行调整和优化，以达到最佳的能量回收效果。
同时，余热锅炉的工作原理也需要与其他设备配合，确保余热资源的有效回收和利用，为工业生产提供可靠的能源保障。
总之，余热锅炉作为一种重要的能源回收设备，其工作原理的理解和应用对于
节能减排、资源循环利用具有重要意义，希望通过本文的介绍，能够对余热锅炉的工作原理有一个更加清晰的认识。
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。
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NG-901FA-R型余热锅炉设计参数如下所示：
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1 .高压部分
最大连续蒸发量
额定蒸汽出口压力
额定蒸汽出口温度
276.7 t/h
10.22 MPa（g）
540 ℃
2 .再热部分
最大连续蒸发 额定蒸汽出 额定蒸汽出 冷再热蒸汽 冷再热蒸汽 冷再热蒸汽
量
口压力
口温度
流量
压力
温度
307.4 t/h 3.34 MPa（g） 568.0 ℃ 265.2 t/h 3.52 MPa（g） 395.9 ℃
1．无补燃的余热锅炉 这种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。 2．有补燃的余热锅炉 由于燃气轮机排气中含有14％～18％的氧，可在余热锅炉的恰当位置安装补燃燃烧器， 充天然气和燃油等燃料进行燃烧，提高烟气温度，还可保持蒸汽参数和负荷稳定，以相应提 高蒸汽参数和产量，改善联合循环的变工况特性。 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。
在蒸发器内，水吸热产生蒸汽。通常情况下只有部分水变成蒸汽，所以管内流动的是汽 水混合物。汽水混合物在蒸发器中向上流动，进入对应压力的汽包。
在自然循环和强制循环的余热锅炉中，汽包是必不可少的重要部件。汽包除了汇集省煤 器给水和汇集从蒸发器来的汽、水混合物外，还要提供合格的饱和蒸汽进入过热器或供给用 户。汽包内装有汽水分离设备，来自蒸发器的汽水混合物进行分离，水回到汽包的水空间与 省煤器的来水混合后从新进入蒸发器，而蒸汽从汽包顶部引出。汽包的尺寸要大到足以容纳 必需的汽水分离器装置，并能适应锅炉符合变化时所发生的水位变化，因此是很大的储水容 器，从而具有较大的水容量和较多热惯性，对负荷变化不敏感。汽包通常不受热，因为在接 近饱和温度下运行时抗拉和屈服强度是关键的。
60 ℃
254.3 t/h
1. 热端温差
热端温差 ∆Ts 是指换热过程中过热器入口烟气与过热器出口过热蒸汽之间的温差。降低
热端温差，可以得到较高的过热度，从而提高过热蒸汽品质。但降低热端温差，同时也会使 过热器的对数平均温差降低，也就是增大了过热器的传热面积，加大了金属耗量。大量计算 表明，当热端温差选择在 30～60℃范围内，是比较合适的。
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。
按热面布置方式分类
1．卧式布置余热锅炉
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图1—10所示的余热锅炉是卧式布置，各级受热面部件的管子是垂直的，烟气横向流过各 级受热面。
余热锅炉组成及工作过程
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.
常，自然循环余热锅炉中蒸发受热面中的传热管束为垂直布置，而烟气是水平方向地流过垂 直方向安装的管簇的。下降管向蒸发器管簇供水，其中一部分水将在蒸发器管簇中吸收烟气 热量而转变成为饱和蒸汽。水与蒸汽的混合物经上升管进入汽包。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。也就是说，下降管内的 水比较重，向下流动，直立管束内的汽水混合物比较轻，向上流动，形成连续产汽过程。
减温器通常位于过热器或再热器出口管组的进口处，比如一、二级过热器之间。减温水 一般来自锅炉给水泵，为了能够正常的工作，它的压力要比蒸汽压力高 2.76Mpa 左右。减温 水通过喷口雾化后喷入湍流强烈的蒸汽中，蒸汽的速度和雾化的水滴尺寸是确定减温效果的 两个最重要因素。一个好的过热器或再热器设计，在额定负荷稳定运行时需要很少的喷水量。
过热器的作用是将蒸汽从饱和温度加热到一定的过热温度。它位于温度最高的烟气区， 而管内工质为蒸汽，受热面的冷却条件较差，从而在余热锅炉各部件中最高的金属管壁温度。
省煤器的作用是利用尾部低温烟气的热量来加热余热锅炉给水，从而降低排气温度，提 高余热锅炉以及联合循环的效率，节约燃料消耗量。常规锅炉的省煤器分为沸腾式和非沸腾 式两种，前者允许产生蒸汽而后者不允许。通常不希望联合循环中的余热锅炉在省煤器中产 生蒸汽，因为蒸汽可能导致水击或局部过热，在机组刚起动以及低负荷时，省煤器管内工质 流动速度很低，此时较容易产生蒸汽。采用省煤器再循环壁可以增加省煤器中水的质量流量， 从而解决这个问题。还有些用户布置烟气旁路系统，在部分负荷时将部分省煤器退出运行， 这样也可以增加省煤器的工质流速
3 .低压部分
最大连续蒸发量
额定蒸汽出口压力
额定蒸汽出口温度
48.9 t/h
0.37 MPa（g）
248 ℃
4 .中压部分
最大连续蒸发量
额定蒸汽出口压力
额定蒸汽出口温度
41.7 t/h
3.48 MPa（g）
276.2 ℃
5 .其他部分参数
凝结水温度
低压省煤器1入口温度
低压省煤器1再循环量
39.9 ℃
2．节点温差
节点温差 ∆Tp 也叫窄点温差，是换热过程中蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之间
的最小温差，当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，烟气余热回收量会增大，蒸 汽产量和汽轮机输出功都随之增加，即对应着高的余热锅炉热效率，但平均传热温差也随之
减小，这必将增大余热锅炉的换热面积。显然， ∆Tp 是不允许等于零的，否则，余热锅炉
的换热面积将为无穷大，这是不现实的。此外，随着余热锅炉换热面积的增大，燃气侧的流 阻损失也将增大，有可能使燃气轮机的功率有所减小，导致联合循环的热效率有下降的趋势。
3．接近点温差
2
接近点温差 ∆Ta 是指余热锅炉省煤器出口压力下饱和水温度和出口水温之间的温差。
余热锅炉的分类及型号
燃气一蒸汽联合循环的余热锅炉的型式通常可以按照以下几种方法分类。 按余热锅炉烟气侧热源分类
2．立式布置余热锅炉 图 1-11 所示的余热锅炉是立式布置，各级受热面部件的管子是水平的，各级受热面部 件是沿高度方向布置，烟气自下而上流过各级受热面。
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 图 1—11 中给出了自然循环方式的余热锅炉的模块式结构示意图，它是卧式布置的。通