余热锅炉基本原理.doc

余热锅炉，全称为热回收蒸汽发生器（Heat Recovery Steam Generator，简称HRSG），是燃气-蒸汽联合循环发电系统中的核心设备。它的主要任务是利用燃气轮机排出的高温废气中的余热，通过一系列的换热管（如螺旋鳍片管）来生产蒸汽，这个蒸汽可以用于驱动汽轮发电机发电或满足其他工业加热需求。HRSG的设计和选择对整个系统的能效和经济效益具有重大影响。 HRSG主要有两种循环类型：强制循环和自然循环。强制循环余热锅炉的受热面水平布置，通过循环泵提供动力，确保水在蒸发器内的流动。这种设计适用于燃烧含灰较多的重油，因为需要定期清理受热面。例如，9E级和6B级燃机余热锅炉在某些国内电厂应用了强制循环设计。相反，自然循环余热锅炉的受热面垂直布置，依赖工质的密度差进行循环，常用于燃烧天然气和轻油等清洁燃料的场合，如6B、FT-8和V94.2型燃机余热锅炉。 余热锅炉还根据是否需要额外燃烧燃料分为补燃型和非补燃型。非补燃型更常见，因为它能保持更高的热效率。如果需要补燃，通常会在烟道中安装烟道式燃烧器，只利用废气中的残余氧气，避免引入额外空气，以保持补燃后的烟气温度在750℃以下。 根据产生的蒸汽压力等级，余热锅炉可以是单压、双压或三压。每个压力等级对应特定的受热面，如过热器、蒸发器和省煤器。此外，锅炉还可以根据是否包含除氧器和是否进行蒸汽再热进行分类。带整体式除氧器的锅炉能直接去除水中的氧气，而再热型锅炉则在蒸汽经过汽轮机一次膨胀后再次加热，提高热效率。 各类受热面的组合决定了余热锅炉的运行特性。例如，单压锅炉流程简单，而双压和三压锅炉可以实现更高效的热量转换。温度-换热关系图（如图5至图12所示）用于描述不同压力级别下换热过程的详细情况，帮助设计者优化热效率和蒸汽品质。 余热锅炉的基本原理是通过高效利用燃气轮机排气的余热来生产蒸汽，其设计和配置可根据燃料类型、热电需求、效率要求等因素进行调整。理解和掌握这些知识对于设计、操作和维护余热锅炉至关重要，以确保电力生产过程的经济性和环保性。