余热锅炉汽轮机的原理和结构
燃气-蒸汽联合循环电厂(余热锅炉)
主要由分离器、除氧器、， 除氧水箱（低压汽包）等组成。
5.支撑、构架、平台扶梯
余热锅炉本体和支撑根据容量和型式的不同，可采用自立支撑 型和钢架悬吊型。
三.余热锅炉重要参数
1.余热锅炉－汽轮机蒸汽参数
蒸汽压力：取决于汽轮机功率的大小。 蒸汽温度：受燃气轮机排气温度的限制
美国GE公司生产的燃气－蒸汽联合循环中蒸汽参数选择基本如下： （1）汽机功率≤ 60MW时，采用非再热，初参数5.86MPa，502℃ ； （2）汽机功率> 60MW时，采用非再热，初参数8.62MPa，502℃ ； （3）汽机功率> 60MW时，当燃机排气温度偏高时，采用再热，初参数 10.0MPa，537.8℃ ；
余热锅炉换热过程属低温换热范畴，辐射 换热效应可以忽略不计，它几乎全部依靠 对流换热的作用。
二.余热锅炉分类
1.按余热锅炉烟气侧热源分类分类
1.1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。
1.2有补燃的余热锅炉
在余热锅炉适当的位置安装补燃燃烧器，补燃天然气或燃油等燃料进行 燃烧，提高烟气温度，保持蒸汽参数和负荷的稳定，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，采用无补燃的联合循环效率高。目前，大型联合循环大多采 用无补燃的余热锅炉。
4.2立式布置余热锅炉
从汽包下部引出的水借助于强制循环泵压入蒸发器的管簇，通过强制循 环泵来保证蒸发器内循环流量的恒定。
4.3直流余热锅炉
膜式壁余热锅炉原理
膜式壁余热锅炉原理今天咱们来唠唠膜式壁余热锅炉的原理，这可超级有趣呢！你看啊，余热锅炉是啥呢？简单来说，就是把那些生产过程中产生的余热给收集起来，然后转化成有用的能量，就像把那些本来要白白溜走的“小能量精灵”给抓住，让它们再发挥大作用。
那膜式壁在这当中可是个大明星哦。
膜式壁呢，是由好多根管子和扁钢组成的。
想象一下，那些管子就像一群小伙伴，手拉手站成一排，扁钢就像是把它们紧紧连在一起的小丝带。
这种结构特别巧妙，为啥这么说呢？因为它密封性特别好。
就好比是小伙伴们紧紧抱在一起，不让热量偷偷跑掉。
当那些带着余热的气体或者其他介质跑过来的时候，就像是一群调皮的小热风或者热气团。
它们冲向膜式壁，这时候膜式壁就开始大展身手啦。
那些管子里面可是有“秘密通道”的哦，里面流着水或者其他的介质。
余热就开始把自己的热量传递给膜式壁的管子，就像是在给管子里面的水“加热打气”。
这里面的热量传递就像是一场有趣的接力赛。
余热把热量传给膜式壁的管子，管子再把热量传给里面的水。
水呢，得到热量之后就开始变得兴奋起来，温度越来越高，状态也开始发生变化。
从平静的液态水开始慢慢变成小气泡，就像水里面开始冒泡泡糖一样。
这些小气泡越来越多，水就开始沸腾啦，变成了蒸汽。
膜式壁的结构对于这个热量传递的过程可重要啦。
它的大面积就像是一个大大的“能量捕捉网”，能够尽可能多地把余热给抓住。
而且啊，因为它密封性好，热量就只能乖乖地在这个“小天地”里做它该做的事情，也就是把水加热。
再说说这个蒸汽的产生。
蒸汽可是个很有用的东西呢。
它可以用来推动汽轮机发电，就像是一个大力士，推动着汽轮机的叶片转动起来。
这一转可不得了，电能就产生啦。
就像魔法一样，余热变成了电，又可以去照亮我们的家，让电器工作。
膜式壁余热锅炉还有个很棒的地方，就是它的安全性。
因为膜式壁的结构很稳定，不容易被那些高温高压的环境给破坏。
就像一个坚强的小城堡，守护着里面的热量转化过程。
它不会轻易地被热气给冲垮，也不会让里面的水或者蒸汽乱跑。
余热发电的工艺流程、主要设备和工作原理简单介绍讲课教案
余热发电的工艺流程、主要设备和工作原理简单介绍纯低温余热发电工艺流程、主机设备和工作原理简介直接利用水泥窑窑头窑尾排放的中低温废气进行余热回收发电，无需消耗燃料，发电过程不产生任何污染，是一种经济效益可观、清洁环保、符合国家清洁节能产业政策的绿色发电技术，具有十分广阔的发展空间与前景。
工艺流程: 凝汽器热水井内的凝结水经凝结水泵泵入No.2闪蒸器出水集箱，与出水汇合,然后通过锅炉给水泵升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热,经省煤器加热后的水(223℃)分三路分别送到AQC炉汽包,PH炉汽包和No.1闪蒸器内。
进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热,最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入No.1闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第三级后做功，而№.1闪蒸器的出水作为№.2闪蒸器闪蒸饱和蒸汽的热源，№.2闪蒸器闪蒸出的饱和蒸汽送入汽轮机第五级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。
生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵打入热水井。
主机设备性能特点：一、余热锅炉: AQC炉和PH炉AQC锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为立式,锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成。
锅炉前设置一预除尘器（沉降室），降低入炉粉尘。
废气流动方向为自上而下,换热管采用螺旋翅片管,以增大换热面积、减少粉尘磨损的作用。
锅炉内不易积灰，由烟气带走，故未设置除灰装置，工质循环方式为自然循环方式。
过热器作用：将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备，通过对蒸汽的再加热，提高其过热度（温度之差），提高其单位工质的做功能力。
蒸发器作用：通过与烟气的热交换，产生饱和蒸汽。
省煤器作用：设置这样一组受热面，对锅炉给水进行预热，提高给水温度，避免给水进入汽包，冷热温差过大，产生过大热应力对汽包安全形成威胁，同时也避免汽包水位波动过大，造成自动控制困难。
一方面最大限度地利用余热，降低排烟温度，另一方面，给水预热后形成高温高压水，作为闪蒸器产生饱和蒸汽的热源。
水泥窑纯低温余热发电概况-余热锅炉 全文-临时分类-文档在线
定期排污的主要目的是，定期地排除锅水中不溶解的沉淀杂质——水渣。所以定期排污的地点应选在沉淀杂质聚积最多的地方，即水渣浓度 最大的部位，一般是在蒸发设备系统的最低部位——水冷壁下联箱。定 期排污量的多少及间隔时间，主要视水汽品质来确定。当补给水量很大、水质较差时，排污量较大，排污的次数较多；若补给水的水质较好，则 排污量可以减小，排污的间隔时间也可加长。
余热发电用余热锅炉
1余热锅炉结构及作用
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.过热器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。蒸发器在蒸发器内，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。
锅内水处理
为了防止水垢的形成，广泛采用对锅水 进行锅内补充处理的措施。方法是在锅水中加入一些专用的药剂，这些药剂的阴离子，与给水中的钙离子和镁离子发生作用，生成难溶且不易粘附在受热面上的泥浆状的沉淀物，很容易随排污水排出。常用的药剂是磷酸三钠。它能使锅水中的钙离子和镁离子与磷酸根化合，生成难溶的磷酸钙和磷酸镁沉淀物，
卧式锅炉
立式锅炉
2.3 按工质在蒸发受热面中的流动特点(工作原理)分类
余热锅炉汽水流程的工作原理
余热锅炉汽水流程的工作原理
余热锅炉汽水流程的工作原理是利用工业生产过程中的余热，通过热交换将热能传递给锅炉中的水，使其蒸发成为蒸汽，然后将蒸汽用于发电或供热等用途。
具体来说，余热锅炉汽水流程一般包括以下几个步骤：
1. 给水系统：将经过处理的水送入锅炉中。
2. 省煤器：给水在进入锅炉前先经过省煤器，利用烟气的余热将水加热，提高水的温度，减少燃料的消耗。
3. 蒸发器：经过省煤器加热后的水进入蒸发器，在蒸发器中受到烟气的加热，水蒸发成为蒸汽。
4. 过热器：蒸汽从蒸发器中出来后，进入过热器，在过热器中进一步受到烟气的加热，提高蒸汽的温度和压力。
5. 汽轮发电机组：过热器出来的蒸汽进入汽轮发电机组，驱动汽轮机转动，带动发电机发电。
6. 凝结水系统：蒸汽在汽轮发电机组中做功后，凝结成为水，经过凝结水泵送入凝结水箱。
7. 给水加热系统：凝结水经过除氧器除氧后，再经过给水加热器加热，提高温度后送回锅炉中循环使用。
总之，余热锅炉汽水流程的工作原理是利用余热将水加热成为蒸汽，然后将蒸汽用于发电或供热等用途，从而实现能源的高效利用。
余 热 锅 炉
锅炉本体通常由省煤器、蒸发器、过热器等换热管组和容 器等组成，在有再热器的蒸汽循环中，可以加设再热器。
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。
汽水混合物在蒸发器中向上流动，进入对应压力的汽 包。
汽包
余热锅炉中，汽包是必不可少的重要部件。 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 。 是比较大的储水容器，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。
余热锅炉不用风机 (通风来自于燃气轮机的排气)。 余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热回收效率。 对流热交换而不是辐射热交换。 余热锅炉不采用膜式水冷壁结构。 余热锅炉采用翅片管提高传热效率。
余热锅炉与常规锅炉的区别
余热锅炉
常规电站锅炉
典型的余热锅炉断面图
余热锅炉的结构
通常，大型余热锅炉采用模块结构，这种经过工厂试验的 各模块，便于装运，可缩短安装工期，降低建造费用。
什么是锅炉
锅炉是一种能量转换设备，是利用燃料或其他能源的 热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅的原 义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所， 锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽 可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通 过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机 械能转换为电能。
卧式与立式燃机余热锅炉对比
项 水循 启 占 目 环 动地
余热发电锅炉内部结构及检查内容
锅炉内部结构及检查内容
一、内部结构
1、省煤器
省煤器的作用是为了利用尾部低温烟气的热量来加热给水，以降低排烟温度，提高锅炉效率，一般装设在锅炉尾部的烟道中。
省煤器前的烟温总要高于锅炉压力下水饱和温度，锅炉压力越高，排除的烟气温度越高，含有的热量也越多。
这些热量如果不予充分利用，将是很大的热损失。
省煤器对锅炉的作用：
①节省燃料。
吸收尾部烟气热量，降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。
②改善汽包的工作条件。
采用省煤器后，进入汽包的给水温度升高，降低了汽包壁与给水之间的温差，从而使汽包壁的热应力降低，延长了汽包的使用寿命。
2、蒸发器
装设在余热锅炉中间部位，是余热锅炉最主要的蒸发受热面。
蒸发器的作用：
是主要的受热设备，为过热器提供大量的饱和蒸汽。
3、过热器
余热锅炉的过热设备是过热器
过热器的作用
主要作用是将锅炉蒸发受热面产生的饱和蒸汽加热到额定温度和压力的过热蒸汽温度，并保证在锅炉允许的负荷波动范围内及其他工况变动时，蒸汽温度保持在正常范围内。
过热蒸汽焓值比饱和蒸汽的焓值高很多，采用过热蒸汽在汽轮机内做功，可以提高汽轮机效率，减少汽轮机的汽耗量，减轻汽轮机末级叶片的水滴侵蚀作用，并可减少蒸汽输送管道中的凝结水损失，从而大大提高了余热电站的安全性和经济性。
二、内部检查
内部检查主要以管道积灰情况、管道焊口、各级集箱焊口、炉膛磨损情况进行检查，锅炉内部有无结块状水泥原料，漏水、滴水现象。
余热锅炉的结构设计与布置
余热锅炉的结构设计与布置余热锅炉型式为:无补燃、卧式烟道、单压汽水系统自然循环余热锅炉。
余热锅炉由烟道系统和余热锅炉本体两大部分组成.此外，余热锅炉还装有压力表、温度计、水位计、安全阀、吹灰器等主要附件。
一、烟道系统从燃气轮机排出的高温烟气有两路出口：一路进入余热锅炉,流过各级受热面，从主烟囱排入大气：另一路进入旁通烟囱，排入大气。
余热锅炉入口烟道上装有入口挡板，旁通烟道上装有旁通挡板.当燃气轮机工作而余热锅炉不工作时，旁通挡板开启，入口挡板关闭。
燃气轮机和余热锅炉同时工作时，旁通挡板关闭,入口挡板开启。
同时，相应调节挡板的开度可以使余热锅炉、汽轮机和燃气轮机在负荷方面更好的匹配。
入口烟道和旁通烟道都装有膨胀节，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，从而减小热应力.主烟道型式采用长方体结构，卧式烟道，长、宽、高分别为H=9m、W=2m、L=3m.二、余热锅炉本体余热锅炉本体采用模块式结构.经过工厂试验的各模块便于装运，可缩短现场安装工期，降低建造费用。
（一）入口过渡段烟道入口过渡段烟道内装设导流板，使烟气均匀地流入过热器段。
入口过渡段烟道由内壁面耐热不锈钢板、中间保温层和箱体钢板、外壁铝合金护板组成。
（二)受热面组件受热面组件包括：过热器、蒸发器、省煤器、低压蒸发器。
各组件由管束、联箱、支吊架等组成。
1、管组每个受热面组件均采用不同数量的螺旋肋片管组成特定结构的管组。
选定的螺旋肋片管主要尺寸为:管束,材料为20钢;翅片材料为20钢,翅片高度=15.5mm,翅片厚度Y=1mm，翅片节距s=5mm。
过热器受热面管组采用蛇形管组型式，管束正三角形错列布置，横向节距=76.9mm，纵向节距=66.6mm，横向管子根数为26,纵向管子排数为12。
蒸发器受热面管组为双集箱立式管组。
管束正三角形错列布置，横向节距=78.4mm,纵向节距=67.9mm，横向管子根数为25/26，纵向管子排数为39，每3排一组,一共13组。
第三章 燃气轮机(2)
10．进气与排气系统燃气轮机的性能与可靠性，跟进入机组的空气质量和清洁度有关，进气系统就是对进入机组的空气进行处理，滤掉固体颗粒和污染物，以提高机组的性能和运行的安全可靠性。
进气与排气系统的示意图如图3-35所示。
进气系统主要由进气过滤器室、进气压差控制箱、进气管道、进气消音器及各有关的指示仪表和控制仪表组成。
对不同的机组来说，进气过滤器室的变化也是较大的，在早期生产的燃气轮机上，如MS5001燃气轮机，其过滤器室里由棉絮状的过滤材料组成过滤系统；而在近期生产的一些燃气轮机上，如MS9001E燃气轮机，其进气过滤器室里由棉絮状的过滤材料组成粗滤，再由垂直或水平安装的一些灯笼式过滤器筒构成精滤，由粗滤和精滤两部分组成进气过滤系统。
这些灯笼式的过滤器筒具有自清洗能力，配备有自清洗系统。
根据进气系统压差控制箱的压差，自动地由压气机的某级后的抽气或排气引入一股高压空气对过滤器筒分别进行反向清吹，以清除掉过滤网筒外表面上的积垢，恢复过滤器筒的性能，这种过滤系统称为自清洗式过滤系统。
在多数过滤器室里安装有爆破门，以防止过滤系统因积垢过分严重导致进气量过少而引起压气机喘振。
空气经过滤后进入进气管道，再经进气消音器降低进气噪音后进人压气机的进气缸，然后依次经过压气机的逐级增压，最后进入燃烧室。
排气系统主要由排气消音器、排气烟囱或排气烟道和一些有关的控制仪表组成。
对于简单循环的燃气轮机来说，采用向上排气，排气烟囱就垂直地安装在排气室的顶部，而排气消音器就安装在排气烟囱里。
透平的排气从排气室里向上经排气烟囱排人大气。
对于联合循环的燃气轮机来说，透平的排气要进入余热锅炉，所以无论是卧式还是立式余热锅炉，透平的排气都是从排气室里经一水平烟道引入余热锅炉。
在机组起动或作简单循环运行时，排气经水平烟道和安装在水平烟道里的排气消音器后从垂直安装的旁通烟囱排人大气；在联合循环运行时，旁道烟囱关闭，透平排气经水平烟道和排气消音器后进入余热锅炉，最后从主烟囱排人大气。
汽轮机工作原理
二、汽轮机装置在电厂中的地位 能量转换示意图
锅 化学能 (燃料)
炉 蒸汽
发电机 电能 机械能
热能
汽轮机车间图
图为位于法国 CHOOZ 的世界上第一大核电厂的 HP/IP 汽机 (1560 MW)
比利时一汽机改造项目的优化流动低压转子
美国阿拉巴马州680MW冲动式机组高压缸
三、汽轮机的发展概述
汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械， 是蒸汽动力装置的主要设备之一。汽轮机是一种透平机械， 又称蒸汽透平。 公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用 力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的反动式汽轮 机的雏形；1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片 而旋转的转轮。 19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽 轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单 级冲动式汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。 单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。 20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽 轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路，已被广泛采 用，机组功率不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利，制 成了第一台10马力的多级反动式汽轮机，这台汽轮机的功率 和效率在当时都占领先地位。
根据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率 也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率 低于20％。随着单机功率的提高，30年代初新蒸汽压力已提 高到3～4兆帕，温度为400～450℃。随着高温材料的不断 改进，蒸汽温度逐步提高到535℃，压力也提高到6～12.5兆 帕，个别的已达16兆帕，热效率达30％以上。50年代初， 已有采用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。以后又有新蒸汽温 度为650℃的汽轮机。 现代大型汽轮机通常采用新汽压力24兆帕，新汽温度和 再热温度为535～565℃的超临界参数,或新汽压力为16.5兆 帕、新汽温度和再热温度为535℃的亚临界参数。使用这些 汽轮机的电站热效率约为40％。 另外，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越 高。不过排汽压力主要取决于冷却水的温度，如果采用过低 的排汽压力，就需要增大冷却水流量或增大凝汽器冷却面积， 同时末级叶片也较长。凝汽式汽轮机常用的排汽压力为 0.005～0.008兆帕。船用汽轮机组为了减轻重量，减小尺寸, 常用0.006～0.01兆帕的排汽压力。