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余热锅炉知识

2023-11-22 16:17

      余热锅炉是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。

      一、余热锅炉的工作原理

      节能余热锅炉设计是一项复杂繁琐、可靠性和经济性要求很高的大型工 程,目前普遍存在着对有经验的设计师依赖性大、设计 周期长、知识重用性差等问题,能否快速开发出客户所需的新产品,关系到企业的生存和发展。

      余热锅炉分为火管式和水管式两类。其结构与工业锅炉相类似。火管式余热锅炉蓄水量大,在烟气量和用汽量波动的条件下汽压波动较小,但其蒸发量和蒸汽压力均受锅筒直径和运行条件的限制。

      此外,烟管端和管板由于冷却不佳和温度应力较大,在烟的温度高(高于600℃)、管板厚的情况下不宜采用这种锅炉,而宜采用水管余热锅炉。水管余热锅炉有辅助循环和自然循环两种循环方式。

      余热锅炉利用工业生产过程中的气体或废气、废液,以及某些动力机械排气的热量产生蒸汽或热水的锅炉。余热锅炉是重要的节能设备各种冶炼炉和焙烧窑的排烟温度为650~1250℃;燃气轮机和柴油机等动力机械的排气温度为370~540℃。

      安装余热锅炉吸收这些排烟中的部分热量,全系统的热能利用率可以显著提高。例如轧钢加热炉安装余热锅炉后,全系统热能利用率甚至可提高1倍左右。

       进入余热锅炉的烟气温度,是决定余热锅炉受热面布置形式的一个重要因素。如进口烟气温度为400~900℃时,锅炉内主要设置对流管束,不设置炉室;但烟尘熔化点低时也有例外,应设置冷却炉室以控制进入对流烟道的入口烟的温度,避免灰渣在对流管排间搭桥。

      在化工生产的裂解工艺中,为避免高温裂解气体的重新聚合,需要将高温裂解气体急速冷却到裂解反应停止的温度,这时余热锅炉就成为不可缺少的急冷工艺设备。

      高温含尘废气通过余热锅炉后,除温度降低外,还可沉降一部分尘粒,这对减轻环境污染和选择除尘器都是有利的。在化工生产过程中,余热锅炉的排气温度取决于下一道工艺的要求。

      工业炉窑用的余热锅炉,一般利用引风机将排气排往大气;动力机械和化工生产过程用的余热锅炉,则依靠进气自身的压力使之通过余热锅炉,并排往大气或进入下一道工艺装置。

      当进口的烟气温度或废气燃烧温度在1100℃以上时,其布置形式与一般的工业锅炉无多大区别。当高温废气中含有大量堆积性细灰时,锅炉的管排应垂直布置,并使烟气以较高烟速(约20米/秒)纵向冲刷管排。

      对于含有腐蚀性烟尘的高温废气,流速应低(约8米/秒)而均匀,并采取其他防磨措施对于含有二氧化硫(SO2)的腐蚀性高温废气,通常排烟温度应较高,而不采用加热给水的省煤器,目的是提高金属壁温,防止金属受到硫酸腐蚀。