余热锅炉系统详细介绍

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余热锅炉(分类、原理、特点、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。

余热锅炉简单介绍

余热锅炉简单介绍

余热锅炉简单介绍余热锅炉简单介绍一、什么是余热锅炉余热锅炉是综合利用工业炉余热的一种辅助设备,一般安装在烟道里面,吸收排放烟气的余热(或叫废热)产生蒸汽,并使烟气温度降低。

若不装引风机,放置余热锅炉时,其总阻力要小于烟囱抽力。

若有引风机,则因为引风机只能承受250℃以下的温度,烟气温度应降至250℃以下,一定要设置余热锅炉,才能保证整个加热炉系统的安全运行。

若余热锅炉在运行时发生故障,又没有旁通烟道,则会影响加热炉的正常运行。

余热锅炉与一般锅炉的区别就在于,余热锅炉是不需用燃料,而是利用烟气余热来产生蒸汽的锅炉,因此虽然一次投资较大,但若蒸汽能充分的利用时,则其投资最多在4~6个月内就能回收。

相对一般锅炉来讲,因余热炉烟气温度低,故要求的受热面积要比一般锅炉大很多。

余热锅炉还有如下特点:1. 热负荷不稳定,会随着生产的周期而变化。

2. 烟气中含尘量大。

3. 烟气有腐蚀性。

4. 余热锅炉的安装会受场地条件限制,另外还存在如何与前段工艺的配合问题等等。

二、余热锅炉的结构形式1. 按循环系统来分,可有强制循环和自然循环两种。

前者因要用电,设备也较多,运行成本较高,故现在比较少用。

2. 按受热面形式,主要有烟管锅炉和水管锅炉两种。

前者管内通烟气,管外通水,后者与此相反。

从综合考虑,一般多采用水管锅炉形式。

3. 从水管结构形式来看,有排管式、蛇形管式、双汽包弯管式、直排管式、斜排管式等等。

另外还有一种叫热管余热锅炉,其管内为特殊液体,并抽真空,管外通烟气上部在汽包内加热汽包内的水。

我们本次是采用的直排管式余热锅炉,结构简单,制作方便,便于操作管理。

三、余热锅炉系统流程介绍汽包→下降管→排管受热器→上升管→汽包(水消耗后给水泵补充给水)四、受热面介绍由φ89、φ108、φ133、φ159管道组成,共六组,每组重约2350kg,约88m2受热面,共重14100kg,约530 m2受热面(见排管图),可以产0.4~0.6MPa的蒸汽4~5t/h饱和蒸汽(达产正常时)。

余热锅炉设备与运行pdf

余热锅炉设备与运行pdf

余热锅炉设备与运行
余热锅炉是一种利用工业生产过程中产生的余热进行发电或供热的设备。

它可以将高温烟气中的热能转化为电能或热能,实现能源的回收和利用,具有节能减排、降低生产成本等优点。

下面是余热锅炉的设备和运行方面的一些介绍:
1. 设备组成:余热锅炉通常由烟道、燃烧室、过热器、再热器、省煤器、烟囱等组成。

其中,烟道是连接燃烧室和烟囱的管道,燃烧室是燃料燃烧的地方,过热器和再热器用于提高烟气温度,省煤器用于减少燃料消耗。

2. 运行方式:余热锅炉的运行方式通常分为两种,即直接空冷和间接热交换。

直接空冷是将高温烟气通过空气冷却器直接冷却,将热能转化为电能;间接热交换是通过热交换器将烟气的热能传递给水或蒸汽,然后再通过发电机将热能转化为电能。

3. 运行管理:余热锅炉的运行管理包括设备维护、燃料供应、烟气排放等方面。

设备维护包括定期检查、清洗和更换设备部件,确保设备正常运行;燃料供应包括保证燃料供应的稳定和质量;烟气排放需要符合环保标准,确保对环境的影响最小。

4. 优点:余热锅炉的优点包括能源回收和利用、降低生
产成本、减少环境污染、提高能源利用效率等。

总之,余热锅炉是一种重要的能源回收和利用设备,其设备和运行方面需要注意管理和维护,以确保设备的正常运行和能源的高效利用。

余热锅炉系统详细介绍

余热锅炉系统详细介绍

余热锅炉系统详细介绍余热锅炉系统§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。

余热锅炉的烟气系统介绍

余热锅炉的烟气系统介绍余热锅炉的烟气系统是整个余热回收系统的重要组成部分,它的功能是将高温的烟气有效转换为中温中压蒸汽或者热水。

烟气系统的运作过程大致如下:高温的烟气从余热锅炉的尾部空间通过,经过受热面加热后,温度降低,从而产生蒸汽或者热水。

这个受热面是由很多个不同的受热面部件组成的,例如蒸发受热面和省煤器等。

这些部件按照一定的顺序排列,形成一个完整的烟气通道。

烟气系统的作用是提高锅炉的热效率,减少能源浪费。

在实际应用中,余热锅炉的烟气系统可以回收和利用大量的热能,为企业节省能源成本。

同时,烟气系统的稳定运行也是保证余热锅炉正常工作的关键因素之一。

请注意,具体的运行过程可能会因设备型号、工况等因素而略有差异。

如有需要,建议咨询人士。

余热锅炉,顾名思义是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉。

余热锅炉的产气过程你了解嘛?余热锅炉给水首先要进入省煤器,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。

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,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。

在应用时需求坚持锅炉正常的气温气压,均衡给水,坚持汽包正常的水位;留意过热器的出口温度、省煤器出口温度和锅炉给水温度的操控,避免发生超温爆管和因低温引起的给水含氧出现;采纳防磨办法并在停炉或年修时查看,避免循环气体中的颗粒对锅炉设备形成严峻磨损。

M701F燃机发电厂余热锅炉汽水系统


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接管引入低压汽包,分离后的蒸汽进入过热器过热
后导出去低压缸。低压蒸发器整个回路采用自然循环 形式,在变负荷工况时,能保持水位稳定。经水循环 计算,确保各管屏循环倍率基本一致且在各运行工况 下最小循环倍率大于15。
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2. 中压ห้องสมุดไป่ตู้水系统
中压省煤器工质流程为全回路,工质一次流过锅炉
1
0.79
低压汽包安全阀2
1
0.81
中压省煤器入口安全阀 1
8.03
凝结水进口安全阀
1
4.0
连拍扩容器安全阀
1
1.0
TCA入口安全阀
1
22.75
FGH入口安全阀
1
7.93
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三 汽水系统启停操作
锅炉汽水系统监视调整的目的就是保证锅炉安全的 前提下为汽机提供合格的蒸汽即
1、防止锅炉受热面、各容器及连接管道阀门超温超 压。
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6、密封性能好。
7、散热小,热膨胀量小。
8、锅炉受热面采用顺列布置,可以在规定的烟气压 降范围内提供最优化的热交换,并提供了有效的清理 空间。
9、优化各受热面内工质压降,工质沿锅炉宽度方向 流速分布均匀。
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二 汽水系统简介
一、总体介绍:
余热锅炉汽水系统主要由四个子系统构成,分 别是:低压汽水系统、中压汽水系统、高压汽水系统 及锅炉排污及疏放水系统,四个系统既各自独立,又 相互联系。
1、组成
本锅炉由烟气系统、锅炉本体、本体安全门及排放管、仪器仪 表、给水操作台及减温水操作台、除氧系统、给水系统(含高、 中压给水泵,低压省煤器再循环泵)、蒸汽管道及疏放水(高、 中、低压)、氮气系统,整组脱硝(SCR)系统、连续排污、定 期排污及扩容器、余热锅炉疏放水系统管道、阀门支吊架等电 气系统、本体照明、保温等组成。锅炉本体包括汽包(高、中、 低压),省煤器(高、中、低压),蒸发器(高、中、低压)、 过热器(高、中、低压),再热器、给水泵(高、中压),低 压省煤器再循环泵,锅炉本体上安装的管道、阀门、仪表、护 壳及保温等。

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。

余热锅炉的结构和原理

余热锅炉的结构和原理一、余热锅炉的结构余热锅炉一般由锅筒、炉膛、燃烧设备、烟气道及热交换设备等组成。

1. 锅筒:余热锅炉的主要组成部分,用于容纳水和热气体。

锅筒通常采用水管式或火管式结构,以优化热传递效果。

2. 炉膛:炉膛是热燃烧空间,用于燃烧燃料产生高温烟气。

炉膛通常采用燃烧室和燃烧器等结构,以保证燃料充分燃烧并提供高温烟气。

3. 燃烧设备:燃烧设备包括燃料供给系统和风机系统。

燃料供给系统用于输送燃料到炉膛中进行燃烧,而风机系统则提供所需的空气以维持燃烧过程。

4. 烟气道:烟气道用于导出燃烧后的烟气,并将其引导至热交换设备。

烟气道通常包括烟气进口、烟气出口以及与锅筒相连的烟气侧。

5. 热交换设备:热交换设备用于将烟气中的热能转移到锅筒中的水,以产生蒸汽或热水。

热交换设备一般采用板式换热器、管壳式换热器或螺旋板换热器等形式。

二、余热锅炉的工作原理余热锅炉通过利用工业生产过程中产生的余热,将其转化为热能供应给其他设备或系统。

1. 燃料燃烧:余热锅炉首先将燃料供给到炉膛中,燃烧产生高温烟气。

燃料可以是煤、油、气等不同形式的能源。

2. 烟气通过烟气道:烟气从炉膛中产生后,通过烟气道进入热交换设备。

烟气道的设计可以减小烟气的阻力,提高热交换效率。

3. 热能转移:烟气在热交换设备中与锅筒中的水进行热能转移。

烟气的高温热量通过与水接触,使水的温度升高,从而产生蒸汽或热水。

4. 蒸汽或热水输出:在热交换过程中,通过适当的控制和调节,将蒸汽或热水输出到需要热能的设备或系统中,从而实现热能的利用。

总之,余热锅炉利用工业生产过程中产生的烟气余热,通过热交换设备将其转化为蒸汽或热水,以满足其他设备或系统的热能需求。

同时,通过有效回收和利用烟气中的余热,可以实现能源的节约和环境的保护。

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余热锅炉系统§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19-1 内壁 2 外壁 3 保温层 4 连接螺栓5 法兰6 法兰螺栓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。

如果过热器传过热量少,“就使蒸汽出口温度低。

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