余热锅炉全面解析：原理、分类、特点及选型指南

大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下余热锅炉全面解析：原理、分类、特点及选型指南的问题，以及和的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

节能余热锅炉的设计是一项复杂复杂的大型工程，可靠性和经济性要求很高。目前普遍存在对经验设计师依赖度高、设计周期长、知识复用性差等问题。能否快速开发生产出客户需要的新产品，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种。其结构与工业锅炉相似。火管余热锅炉蓄水量大，在烟气量和蒸汽消耗量波动的情况下，蒸汽压力波动小。但其蒸发量和蒸汽压力均受到锅筒直径和操作条件的限制。

另外，由于烟管端部和管板冷却不良，温度应力较大，在烟气温度较高（高于600）、管板较厚时不宜使用。应改用水管余热锅炉。水管余热锅炉有辅助循环和自然循环两种循环方式。

余热锅炉是利用工业生产过程中的燃气或废气、废液以及某些动力机械排气的热量来产生蒸汽或热水的锅炉。余热锅炉是重要的节能设备。各种熔炼炉、焙烧窑的废气温度为6501250；燃气轮机、柴油机等动力机械的排气温度为370540。

安装余热锅炉吸收排烟中的部分热量，可以显着提高整个系统的热能利用率。例如，轧钢加热炉安装余热锅炉后，整个系统的热能利用率甚至可以提高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的重要因素。例如，进口烟气温度为400900时，锅炉主要采用对流管束，无炉膛；然而，当烟雾的熔点较低时也有例外。应设置冷却炉室，控制进入对流烟道的。。烟气温度。避免灰烬和碎片在多排对流管之间桥接。

在化工生产的裂解过程中，为了避免高温裂解气重新聚合，需要将高温裂解气快速冷却至裂解反应停止的温度。这时，余热锅炉就成为不可或缺的快速冷却工艺设备。

高温含尘废气经过余热锅炉后，除了温度降低外，部分粉尘颗粒还能沉降，有利于减少环境污染和选择除尘器。在化工生产过程中，余热锅炉的排烟温度取决于下道工序的要求。

工业炉使用的余热锅炉一般采用引风机将废气排放到大气中；动力机械和化工生产过程中使用的余热锅炉，依靠进入空气的压力通过余热锅炉，将其排放到大气或进入下一个过程。工艺设备。

当进口烟气温度或废气燃烧温度在1100以上时，其布置与普通工业锅炉没有太大区别。当高温废气中含有大量堆积的细灰时，锅炉管排应垂直布置，烟气应以高烟速（约20米/秒）纵向冲刷。

对于含有腐蚀性烟尘的高温废气，应流量低（约8米/秒）且均匀，并采取其他抗磨损措施。对于含有二氧化硫（SO2）的腐蚀性高温废气，排气温度通常应较高，且不采用加热供水的省煤器，以提高金属壁温，防止金属被硫酸腐蚀。

2、余热锅炉的分类

余热锅炉主要类型有：烧结机余热锅炉、三废混燃炉及鼓风余热锅炉、水泥窑余热锅炉、钢铁余热锅炉、危险余热锅炉、垃圾焚烧余热锅炉、焦化余热锅炉、有色金属冶炼余热锅炉、硫酸余热锅炉、矿石炉工业余热锅炉、玻璃窑余热锅炉、干熄焦余热锅炉、炭素窑余热锅炉、燃气轮机余热锅炉、炼钢余热锅炉等

(1)根据余热性质，可分为以下几类：

1、高温烟气余热：是常见的形式。其特点是产量大、生产点集中、连续性强、易于回收利用。带走的热量占总热量的40~50%。这种余热锅炉的热量被回收，可用于生产或生活供热和发电。

2、高温炉渣余热：如高炉炉渣、转炉炉渣、电炉炉渣等。炉渣温度在1000以上，其带走的热量占总热量的20%。

3、高温产品余热：如焦炉焦炭、钢锭、高温锻件等，一般温度很高，含有大量余热。

4、可燃废气、废液的余热：如高炉煤气、炼油厂催化裂化再生废气、造纸厂黑液等，均可利用。

5、化学反应余热：冶金、硫酸、磷酸、化肥、化纤、涂料等工业部门均产生大量的化学反应余热。

6、冷却介质废热：例如工业炉水套等冷却装置排出的大量冷却水，各种汽化冷却装置产生的蒸汽都含有大量的废热，它们都可以被合理利用。

7、凝结水余热：工业过程结束后凝结减少时，各工业部门生产过程中所使用的蒸汽的物理显热。

(2)由于余热与其他生产设备和工艺密切相关，余热利用具有以下特点：

1、热负荷不稳定，主要由生产工艺决定。

2、烟尘的成分、浓度、粒径变化较大。从而影响锅炉受热面的布置，必须考虑耐磨、阻尘、除尘等。

3、烟气成分的多样性，使得部分烟气具有腐蚀性。例如，烟气中的SO2、烟尘或炉渣中的各种金属和非金属元素都可能对余热设备造成低温或高温腐蚀和积尘。

4. 受安装的固有条件限制。例如，锅炉进出烟口的高度有一些限制；对锅炉排烟温度进行一些限制，以满足生产工艺的要求。

(3)由于余热烟气的性质不同，余热锅炉的类型和结构形式也不同。按结构特点可分为壳管式余热锅炉和烟道式余热锅炉两大类。根据余热锅炉进口烟气的含尘量和烟气特性，可分为以下五类：

1、烟气中粉尘含量不大于20g/Nm3的余热锅炉为I型余热锅炉；

2、烟气含尘量大于20g/Nm3且不大于70g/Nm3的余热锅炉为II型余热锅炉；

3、烟气含尘量大于70g/Nm3的余热锅炉列为第三类余热锅炉；

4、烟气中含有粘性烟尘的余热锅炉为四类余热锅炉；

5、烟气中含有强腐蚀性成分或有毒烟气的余热锅炉，列为第五类余热锅炉。

按余热锅炉产生蒸汽的压力等级分类

目前，余热锅炉采用单压、双压、双压再热、三压、三压再热五类汽水系统。

1、单压余热锅炉：余热锅炉仅产生一种压力的蒸汽供给汽轮机。

2、双压或多压余热锅炉：余热锅炉可产生两种不同压力或多种不同压力的蒸汽供给汽轮机。

按受热面布置方式分类

1、余热锅炉卧式布置

2、余热锅炉立式布置

按工质在蒸发受热面的流动特性（工作原理）分类

1、自然循环余热锅炉：烟气水平流经垂直安装的管束。管束中的水蒸气混合物与降液管中的冷水之间的密度差是维持蒸发器内水蒸气混合物自然循环的驱动力。

2、强制循环余热锅炉：烟气通常总是垂直流过水平方向排列的管束。循环泵用于保证蒸发器内恒定的循环流量。

3、直流余热锅炉：直流余热锅炉依靠给水泵的压头将给水通过各受热面一次性变成过热蒸汽。在蒸发受热面内，工质的流动是通过给水泵压头实现的。

三、余热锅炉特点

“余热锅炉”通常没有燃烧器。如果需要高压高温蒸汽，可在“余热锅炉”内增设燃烧器。通过燃料的燃烧，整个烟气的温度升高，可以产生高参数蒸汽。

例如，余热锅炉不配备燃烧器时，进口烟气温度为500。加装燃烧器后，进口烟气温度可达756。蒸汽压力可从4MPa升至10MPa，蒸汽温度可从450升至510。产生的蒸汽可用于高温高压汽轮机，从而增加电力输出。

余热锅炉主要利用废气作为热源，因此不需要燃烧系统（除非有辅助燃烧要求）。

余热锅炉与常规锅炉的区别：

废热锅炉利用废气或固体显热中的现有废热。

余热锅炉可以在多种压力下产生蒸汽，以提高热回收效率。

余热锅炉没有燃料燃烧装置。

余热锅炉作为余热利用，必须适应主工艺的需要，不能影响主工艺的运行。

余热锅炉受热面的布置形式多种多样。

通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、换热管组和集箱、汽包等容器组成。在带有再热器的蒸汽循环中，可以添加再热器。在省煤器中，锅炉给水完成预热任务，将给水温度提高到接近饱和温度；在蒸发器中，给水相转变为饱和蒸汽；在过热器中，饱和蒸汽被加热，成为过热蒸汽；在再热器中，再热蒸汽被加热到设定的再热温度。

4、余热锅炉选型

余热锅炉设计时应满足的条件

1、烟气侧参数：

烟气量（标准工况或工况）、烟气。。温度、烟气成分、烟气含尘量、烟气侧压力（正压或负压）、锅炉烟气侧系统阻力

2、锅炉参数：

锅炉额定蒸发量、锅炉额定蒸汽压力、锅炉额定蒸汽温度、锅炉排烟温度

3、其他参数：

主要烟气系统所属行业、系统工艺说明、锅炉安装形式、锅炉结构形式、锅炉安装气象参数或其他特殊要求。