余热锅炉资料图片
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。
余热锅炉介绍学习资料
余热锅炉介绍余热锅炉定义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，利用从燃气轮机排出的高温烟气热量的锅炉余热锅炉与常规锅炉的区别:★余热锅炉利用燃气轮机排出的废气为热源，因此无需燃烧系统(除非有补燃要求) ；★余热锅炉无需配备风机(通风来自燃气轮机的排气)；★余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽以提高热回收效率；★热传导靠对流而不是靠辐射；★余热锅炉不采用膜式水冷壁结构；★余热锅炉采用翅片管最大限度地强化传热。
余热锅炉常规锅炉典型的余热锅炉的纵剖面图余热锅炉的分类:从燃气侧热源分★无补燃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。
★有补燃余热锅炉▲部分补燃型向余热锅炉内加喷有限燃料，燃烧消耗掉一部分燃机透平排气中的氧气，使锅炉受热面的燃气温度提高到700—1000℃。
特点：●余热锅炉结构简单（无需辐射换热，只需增加对流换热面）；●蒸发量比无补燃余热锅炉增大一倍。
▲完全补燃型向余热锅炉喷入大量的燃料，在余气系数 1.1的条件下把从燃机透平送来的高温燃气中的氧气几乎完全燃烧掉。
特点：●余热锅炉需要敷设辐射换热面；●蒸汽量可以达到无补燃余热锅炉的6—7倍。
烟道式补燃燃烧器的结构一般来说，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。
从蒸发器中汽/水工质的循环方式分：★强制循环余热锅炉★自然循环余热锅炉?区别：有无循环水泵加压强制循环余热锅炉原理示意图自然循环余热锅炉原理示意图卧式自然循环的原理：布置在炉膛内的水冷壁受到高温烟气（或火焰）辐射的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水汽化，在管内形成汽水混合物。
布置在炉墙外侧下降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混合物的密度。
下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力，二者之差为流动压头。
在流动压头的作用下，水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动，这种现象称为自然循环。
3余热锅炉资料.
配联合循环的余热锅炉性能特点1．概述在燃气一蒸汽联合循环中，余热锅炉是回收燃气轮机排气中的余热，产生蒸汽，推动蒸汽轮机发电的换热设备。
余热锅炉的英文名称为Heat Recovery Steam Generator，意为热回收蒸汽发生器，常用缩写HRSG来表示。
我国习惯上称为“余热锅炉”。
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500℃一600℃左右，随着透平进口温度的不断提高，排气温度也越来越高。
通过余热锅炉有效利用这部分气体的热能，可以大大提高整个装置的热效率。
表1列出了一些发电用燃气轮机的排气温度及简单循环和联合循环的效率比较。
表1 一些发电用燃气轮机的排气温度及简单循环和联合循环的效率由表中数据可以看出，对简单循环的燃气轮机发电装置，加装余热锅炉和蒸汽轮机组成余热锅炉型的联合循环发电装置后，其总发电能力和净效率都大幅度提高。
这是因为余热锅炉回收了燃气轮机排气的热量产生蒸汽，并在蒸汽轮机中作功发电，在不需要增加燃料量的情况下，使发电能力和净效率提高大约50％。
图1给出了一台F级燃气一蒸汽联合循环发电机组的热平衡示意图。
随着近几年燃气轮机透平进口温度的高温化和大容量化等形成的高效率化，余热利用式联合循环已成为联合循环发电的主流。
在燃气轮机的排气中补加燃料燃烧的排气补燃式，在透平进口温度比较低的情况下（如800℃），排气的氧浓度高，可以比较容易的进行补充燃料燃烧。
因此，可以使温度比较低的燃气轮机的排气提高到比较容易进行热回收的温度区域，以提高热效率。
但是，近几年的燃气轮机为提高效率，减少冷却用的空气量，透平进口温度不断提高，所以，减少了排气中的残留氧浓度（氧浓度约为13％－15％）。
由于燃气轮机单体热效率的提高和排气温度的上升，排气补燃式中燃料补充燃烧造成的热效率提高的效果减弱了。
另外，增压流化床燃烧方式由于炉子成为压力容器，是一种耐压构造，所以，控制系统也比较复杂。
给水加热式存在燃气轮机容量和汽轮机容量平衡的问题。
余热锅炉课件
余热锅炉课件余热锅炉概述本厂余热锅炉为杭州锅炉厂的三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，与Siemens 54000F型燃气轮机相配套，锅炉的型号为NG-54000F-R。
余热锅炉的作用是回收燃气轮机的热量，将产生的蒸汽推动汽轮机做功。
与我们常规的燃煤电厂锅炉相比，余热锅炉只主要由进口烟道、锅炉本体（本体受热面和钢架护板）、出口烟道、主烟囱、高中低压锅筒、管道、平台扶梯等部件及给水泵、凝加再循环泵、连排定排扩容器等辅机组成。
余热锅炉烟道采用内保温形式钢护板结构。
一般情况下护板应符合外表面任一点的温度不超过50℃（环境温度不大于25℃时）。
护板所能承受的内压及烟气侧最大压力为6.3kPa。
烟道和设备接口上安装有膨胀节。
每个余热锅炉配备一个自支撑的烟囱，烟囱内安装有蝶形对开式出口挡板，烟囱挡板有维持余热锅炉温度的作用，可以加快启动时间。
挡板门具有良好的密封性能，当余热锅炉停运时，可以保护受热面免受雨水冲袭。
烟囱顶部标高为60米。
关于烟囱挡板的保护：1.烟囱挡板未开足，燃机不能启动。
2.燃机转速降至5S-1，延时2小时关闭余热锅炉烟囱挡板。
3.烟囱挡板未开足状态（3取2），跳余热锅炉，联跳燃机。
锅炉受热面采用模块式结构，由垂直布置的顺列和错列螺旋鳍片管和进出口集箱组成，高压过热器和再热器为顺列布置外，其余受热面管束均为错列布置。
采用鳍片管解决了燃机排气与工质间小温差、大流量、低阻力传热困难的问题。
锅炉和烟气通道均按地震烈度七度设防。
锅炉为正压运行，各区段烟道系统均能承受燃机正常运行的排气压力及冲击力。
本机组燃机最高的排烟温度为592℃，锅炉受热面材料的选择上保证锅炉具有承受5min的短时干烧能力。
（厂家承诺）●凝结水加热器在余热锅炉末级受热面段，布置凝结水加热器，尽可能利用锅炉余热。
凝水加热器设有再循环管路和凝加旁路。
再循环管路用来提高凝水加热器的进口温度，防止受热面发生低温腐蚀。
（低温腐蚀是指在较低的排气温度下，由于燃气中的硫形成硫酸，液体状态下的硫酸直接与金属发生作用，从而形成腐蚀。
余热锅炉
在炉口段烟道上设有下料管，下料管由管束、上下集箱、防磨板组成。ZG系列针形管余热回收装置，是专为 烟气余热回收而设计的专用高效节能产品。采用针形管强化热元件扩展受热面，水管烟侧的受热面可大大增加， 同时烟气流经针形管表面时形成强烈的紊流，起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。该余热回收装置具有结 构简介、热效率高、运行寿命长、安全可靠、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。
产品分类
余热锅炉按燃料分为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉及外媒余热锅炉等。按用途分为余热热水 锅炉、余热蒸汽锅炉、余热有机热载体锅炉等。
产品特点
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。汽水混合物离开蒸发器进入上部锅筒通过汽水分离设备分离，水落到锅筒内水空 间进入下降管继续吸热产汽，而蒸汽从锅筒上部进入过热器，吸收热量使饱和蒸汽变成过热蒸汽。根据产汽过程 的三个阶段对应三个受热面，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。当有再热蒸汽时，则可加设再热器。
由于工艺的原因，活动烟罩经常需要上下移动，活动烟罩和炉口段间就存在间隙，为防止高温烟气向外泄露， 在活动烟罩上部制作水封槽，采用水封的形式进行密封，为防熔渣溅入密封槽，在密封槽端部设置有挡渣板，为 便于清理水箱中的杂物，在水封槽上还开设有清理手孔。
余热锅炉与汽水系统PPT课件
余热锅炉的汽水系统
第43页/共42页
1-余热锅炉 2-除氧器 3-凝汽器 4-蒸汽透平 5-发电机 6-燃气透平 7-燃烧室 8-压气机 9-高压过热器 10-高压蒸发器 11-锅筒 12-高压省煤器 13-低压蒸发器
2、余热锅炉的分类
（1）按汽水发生系统分类
单压余热锅炉 双压余热锅炉 三压余热锅炉
2、节点温差、接近点温差的影响因素分析及选择
（1）接近点温差 tx Tg7 Ts
相对总换热面积；
现对余热锅炉排气温度；
相对蒸汽产量； 锅炉当量效率
考虑锅炉当量效率与节点温差关系
节点温差↓， 锅炉总换热面积↑， 燃气侧的流阻损失↑
综合考虑燃气侧流动阻力损失、 换热面积与燃气轮机效率、功 率的关系
第176页/共42页
二、节点温差、接近点温差的选择
2、节点温差、接近点温差的影响因素分析及选择
（２）接近点温差 tw Ts Tw7 接近点温差↑，总换热面积↑（省煤器面积↓、蒸发器面
积↑）；
机组负荷↓ ，接近点温差↓ 。如果接近点温差过小，在 部分负荷工况下→ 省煤器内就会发生部分给水蒸发汽 化的问题，这会导致部分省煤器管壁发生过热现象，
• 燃气轮机：10-20 min； • 余热锅炉： 30-90 min ； • 蒸汽轮机： 90-120 min 。
第321页/共42页
6.5 余热锅炉的汽水系统
1-省煤器 2-蒸发器 3-过热器 4-锅筒
单压无再热循环的余热锅炉之汽水系统
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第343页/共42页
➢强制循环的 余热锅炉中双 压无再热循环 的汽水系统
三压式再热循环的余热锅炉的Q=f(T)图
第4309页/共42页
余热锅炉ppt课件
力的蒸汽供给汽轮机。
余热锅炉的分类
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
卧式布置余热锅炉
立式布置余热锅炉
锅炉的热力过程
一.锅炉的传热 导热 对流换热 辐射换热
传热方程式
Q＝K·t·A J/s或W
Q一传热量； K一传热系数，W/(m2℃)； t一平均温差，℃； A一管子的传热面积，m2。
锅炉的热力过程
二.锅炉热量转换的过程 在发电锅炉的热量传递过程中，前面所述的导
热、对流、辐射三种传热方式同时存在，只是 在锅炉不同的部位，以一种传递方式为主。
过热器
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
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。
压
部
分
48.9 t/h
0.37 MPa（g）
248 ℃
4.
5.
最大连续蒸发量
中
额定蒸汽出口压力
额定蒸汽出口温度
压 部
分
41.7 t/h
3.48 MPa（g）
276.2 ℃
其
他
部 分
凝结水温度 低压省煤器1入口温 低压省煤器1再循环量
参
度
数
39.9 ℃
60 ℃
254.3 t/h
余热锅炉介绍 ppt课件
AQC HRSG
SP HRSG
空气冷却器 Air Quenching Cooler
悬浮预热器 Suspension Preheater
带悬浮预热器的水泥回转窑 Cement rotary kiln that has suspension preheater
一、水泥窑余热锅炉 Cement Kiln Waste Heat Boiler
2.锅炉结构及特点 Boiler structure and features
一、水泥窑余热锅炉
Cement Kiln Waste Heat Boiler
1.工作原理及基本组成 Working principles and basic components
1.1水泥窑余热来源(Source of Cement Kiln Waste Heat) 纯低温余热发电系统中热源来源于两部分: The heat source of pure low temperature waste heat power system comes from 2 parts: 窑尾预热器预热生料后产生的废气； Waste gas produced by the preheater in kiln tail preheats raw meal； 窑头冷却机冷却熟料后的热空气。 Hot air produced by cooling machine in kiln head cools clinker.
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翅片管(续上)
余热锅炉
螺旋锯齿状翅片管
2020/4/6
螺旋环片状翅片 管
世界级的经验
余热锅炉
燃机容量
>151 MW
101 MW to 150 MW 50 MW to 100 MW
Totals
卧式*(汽包型余热锅 立式**(汽包型余热 卧式(直流型余热锅炉)
炉)
锅炉)
120
42
33
自然循环三压带再热的余热锅炉
自然循环余热锅炉
130巴/过热568C/再热568C
• 三压(高压、中压和低压) • 模块化钢结构和墙板 • 大模块的受压部件 • 配置了环保触媒装置
2020/4/6
Optimized for Cycling and Constructability
余热锅炉
可靠性和运行的灵活性 业主对某些大容量余热锅炉作调峰运行时出现故障的报告如下：
2020/4/6
• 锯齿形螺旋翅片管设计
立式余热锅炉受压部件布 置设计特点
• 连续高频焊接的螺旋翅片管 • 所有直管与U型弯头的焊口均经车间试验 • 所有管子与联箱的焊口均经车间试验 • 所有联箱均设有焊口检验用手孔 • 管子与联箱均呈辐射形连接 • 所有的联箱均可疏水 • 管子由管板支撑 • 省煤器循环回路在低负荷工况条件下不会产生沸 腾 2020/4/6
立式和卧式余热锅炉 机械设计特性的比较
• 立式余热锅炉
–占地面积可能较小
–在老厂改造项目中，较 易在现有锅炉房中布置
–比较容易解决就地分包 项目
–现场安装时无需使用重 型起吊器械
2020/4/6
2020/4/6
立式余热锅炉技术
2020/4/6
立式余热锅炉技术
• 顶部悬吊受压部件，护板和进口管道 –减少了钢结构耗量
• 车间完成受压部件模块制造 –任何运输尺寸的限制都可以满足
• 辅助循环 –减少了泵的容量/有条件时可以不用泵
• 冷护板设计 –护板无需用合金板 –易与管道燃烧器相配 –缩短了安装时间 –加工质量由车间保证
一项卧式余热锅炉技术
2020/4/6
余热锅炉的优化设计
•烟气水平流动，自然循环 •三压带再热(高压、中压和低压) •大容量补燃能力 •模块化钢结构和外护板 •大型模块化的受压部件 •可配置环保触媒装置
2020/4/6
Optimized for Cycling and Constructability
1. 多排管与联箱连接造成局部热应力偏高 2. 厚壁的高温受压部件引起热应力偏高 3. 燃气轮机吹扫时，管内产生的凝结水造成热应力
偏高
2020/4/6
余热锅炉
可靠性和运行的灵活性
为适应调峰运行而必须采取的技术措施： 1. 联箱之间采用单管排连接 2. 翅片管不设弯头 3. 受压部件之间采用鞣性联接 4. 联箱内部避免采用分隔板 5. 高温区受压件采用抗蠕变强度高的材料(P91，T91) 6. 采用小直径联箱，热应力减少60% 7. 过热器区和再热器区采用多联箱，使金属壁温更趋一致 8. 强化疏水的布置使得燃机吹扫时在过热器和再热器中的凝水不能集聚
24
32
0
44
9
0
188
83
33
2020/4/6
直流锅炉
2020/4/6
余热锅炉
直流式余热锅炉
168巴/过热565.5C/再热565.5C • 热灵活性高 (无高压汽包) • 快速启动 (25分钟冷启动) • 日启停不受限制 • 全自动启动 • 汽机旁路运行不受限制
(燃机单循环干再热状态运行)
余热锅炉
• 余热锅炉无需配备风机(通风来自燃气轮机的排气) • 余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽以提高热回收效率 • 热传导靠对流而不是靠辐射 • 余热锅炉不采用膜式水冷壁结构 • 余热锅炉采用翅片管最大限度地强化传热
202炉的区别
2020/4/6
余热锅炉
常规锅炉
典型的余热锅炉的纵剖面图
2020/4/6
余热锅炉
典型的蒸汽参数
典型的带再热的三压余热锅炉的运行参数： • 高压级 - 120 巴, 550 C • 再热级 - 27 巴, 550 C • 中压级 - 28 巴, 330 C • 低压级 - 5 巴, 155 C
2020/4/6
余热锅炉
余热锅炉与常规锅炉的区别
• 余热锅炉利用燃气轮机排出的废气为热源，因此无需 燃烧系统(除非有补燃要求)
余热锅炉
余热锅炉的一般特性
2020/4/6
余热锅炉
• 余热锅炉是锅炉的一种，它利用燃气轮机排气中的 余热产生蒸汽。
空气进入
燃料进入
蒸汽输出
烟气排出
燃气轮机排气
余热锅炉
燃气轮机
2020/4/6
给水进入
余热锅炉
余热锅炉的应用
余热锅炉的应用领域： • 热电联产为工厂提供工艺用气 • 在联合循环电厂中向蒸汽轮机供汽
余热锅炉的优化设计
• 联箱-减少现场焊口 • 液冷支吊 • 流动挡板的重新布置 • 减少模块数量 • 无现场焊接平台 • 保留调峰运行的特点
2020/4/6
设计特点
2020/4/6
设计特点
2020/4/6
设计特点
2020/4/6
设计特点
2020/4/6
设计特点
2020/4/6
设计特点
2020/4/6
2020/4/6
余热锅炉
翅片管
• 采用翅片管增加传热
• 两种形式-螺旋环片状翅片管和螺旋锯齿状翅片管
• 锯齿状翅片管具有更高的传热效率，因此在余热 锅炉中除高温区域(余热锅炉进口及补燃用燃烧器 后部)外，均被采用
• 传热率可通过改变翅片管的高度和密度布置(每米 长度的翅片数)调节
• 被螺旋缠绕在管子上的翅片是利用连续高频焊工 艺同管子外壁焊接固定的
2020/4/6
过热器下联箱
余热锅炉
多排疏水管道，防止下联箱和管内积 水
大尺寸疏水联箱能尽量增加疏水 流量
排至大口径疏水阀和下 部排污扩容器
为快速靠重力疏水而设计的疏水 管线
2020/O4/6ptimized Drain Arrangement for High Cycling Duty
余热锅炉
设计特点
汽冷支吊
2020/4/6 Optimized Design for Constructability
余热锅炉
受热件制造 - 模块式受压件
• 管子和联箱组件(竖琴式组件) • 互连管道及集管 • 上部联箱支吊 • 上部护板及支吊钢性梁
2020/4/6
余热锅炉
余热锅炉的现场安装 - 将模块从竖立的框架上分 离并吊入钢结构中