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。按结构特点可分为管壳式余热锅炉和烟道式余热锅炉两大类。按余热锅炉进口烟气含尘量和烟气特性又可分为以下五类:
1、烟气中含尘量不大于20g/Nm3的余热锅炉为类余热锅炉;
2、烟气中含尘量大于20g/Nm3且不大于70g/Nm3的余热锅炉为第二类余热锅炉;
3、烟气中含尘量大于70g/Nm3的余热锅炉为第三类余热锅炉;
4、烟气中含有粘结性烟尘的余热锅炉为第四类余热锅炉;
5、烟气中含有强腐蚀成分或具有有毒烟气的余热锅炉为第五类余热锅炉。
余热锅炉组成及工作过程
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。
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。
我国习惯上称为“余热锅炉,并把燃气轮机的排气简称为“烟气”。
从燃气轮机出来的高温烟气有两路出口,一路进入余热锅炉,从主烟囱排入大气,另一路进入旁路烟囱排入大气。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。
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。
例如某余热锅炉不装燃烧器时,烟气温度为500℃,装设附加燃烧器后,可使烟气温度达到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。
余热锅炉主要是利用废气作为热源,因此不需要燃烧系统(除非有补燃要求)。
焦化余热锅炉
焦化厂在炼焦生产中,产生大量的550~950℃的炼焦废气。补燃型锅炉采用自动焦炉煤气燃烧机,焦炉煤气在余热锅炉内或炉外燃烧后再与炼焦废气混合成高温烟气进入锅炉换热产生额定蒸汽。
废气经凝渣管束、过热器、对流管束和钢管省煤器后排出炉外,进入尾部脱硫除尘装置,再经引风机由烟囱排入大气。
炼焦废气余热锅炉,克服了以往卧式单烟道或多烟道余热锅炉的缺点,它能够将锅炉的各主要部件在功能不变的情况下相互有机的结合,集中布置受热面,简化了炉内结构,实现部件的多功能化组合。
炼焦废气余热锅炉,具有传热、两级炉内烟尘分离的功能,并以其结构紧凑新颖、成本低、占地面积小和、环保、节能等优点。
该型余热锅炉主要水冷屏、过热器、对流管束、省煤器和空气预热器等受热面组成,其具有以下优点:
锅炉整体受热面采用悬吊结构,利于吸收锅炉膨胀,运行安全性高;
锅炉采用的密封装置,降低锅炉的漏风,提高了锅炉的效率;
锅炉各受热面采用合理烟速设计,利于防止积灰;
锅炉采用直通型布置,能利用灰尘自重进行自除灰,能保持受热面的清洁,提高锅炉换热效率;
锅炉合理组织烟气动力场,使烟气流动平稳均匀,避免产生偏流,同时采用的防磨结构,利于防止锅炉磨损,提高锅炉的寿命;
锅炉对流管束采用组装结构,安装周期短,费用低 。
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