余热锅炉是回收和利用各种燃油、燃气发电机组、工业窑炉、矿热炉和石油化工等设备烟气余热的节能锅炉。生成热水或蒸汽等再次用于工业生产或生活。从而达到了节省能源和经济效益的双重目的。来说说越热锅炉的应用和分类。
一、按照回收烟气的来源分类:
发电机组余热锅炉:是专为发电机组的烟气余热回收而设计的节能产品。
矿热炉余热锅炉:专为冶炼行业,如炼钢电炉、炉,硅锰、硅铁、硅钙、钨铁等合金矿热炉的烟气余热回收而设计的节能设备。
焦化炉余热锅炉:专为焦化炉等设备的烟气的余热回收而设计的高节能产品。
窑炉余热锅炉:专为玻璃窑、搪瓷窑、砖窑等窑炉尾部烟气余热回收的节能设备。
二、按照循环驱动分类:
自然循环余热锅炉:依靠炉外下降管和炉内上升管间工质密度差而推动水循环的锅筒锅炉。
强制循环余热锅炉:靠炉水循环泵加压强制进行。设备上强制循环锅炉有炉水循环泵(强制循环泵)。
余热锅炉的基本原理
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,由于“余热”种类的多样性从而使余热锅炉的结构形式各式各样,不尽相同。如,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。余热锅炉的选购技巧冶炼炉能耗高,排烟温度也高,选配余热锅炉来节约能源,降低污染势在必行。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。
大型燃机电厂采用三压再热循环余热锅炉,汽水系统主要由低压、中压、高压三部分组成,可同时产生低压过热蒸汽、中压过热蒸汽、高压过热蒸汽,分别驱动低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机,可充分地把燃气的热能转换成机械功。
低压部分由低压省煤器、低压汽包、低压蒸发器、低压过热器组成。从凝结水泵来的冷水,通过低压省煤器预热后输入低压汽包,汽包下面连接着蒸发器,水在低压蒸发器内加热成饱和蒸汽上升到低压汽包。能源的短缺是目前全世界都面临的一项严重考验,在这样一个大背景下谋求发展,开发新新能源是一个方面,更重要的是在节约能源上下足功夫。饱和蒸汽从低压汽包输出再通过低压过热器加热,产生低压过热蒸汽,用来驱动低压蒸汽轮机旋转做功。
余热锅炉的结构设计
余热锅炉是很多冶炼厂不可缺少的设备之一,它不但可以回收高温烟气中的二次能源,降低烟气温度,更重要的是捕集高温烟气中的,回收***,降低烟气的含尘量,保证工艺系统的畅通,为尾部工艺创造有利条件。
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,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。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;在再热器中再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。此外,还有一种直流型余热锅炉,即给水在泵作用下直接进入受热面形成蒸汽引出,取消了水循环。
多通道式结构设计:烟气在锅炉中成多回程式流动。比如双进气双通道模块式余热锅炉,它包括锅炉烟道,在锅炉烟道内设置将锅炉烟道分隔成左、右两个烟道的中间隔板,左、右烟道分别与左、右进气口相通,左、右烟道与同一个出烟口相通,锅炉的受热面布置在左、右烟道中,且左、右烟道共用同一受热面。余热锅炉是重要的节能设备,由于“余热”种类的多样性从而使余热锅炉的结构形式各式各样,不尽相同。
直通式:这两种余热锅炉在结构布置上特点各异,根据铜冶炼生产过程的特点,大多数冶金炉排出的SO2和含量高,烟气量波动,烟气温度高,而且中含有粘结性很强的金属。为了防止积灰,常采用直通式余热锅炉。
具体到锅炉管径大小的设计,管径愈小,传热愈好,重量愈小;对于对流受热面的设计为了防止结渣堵塞管间,常在冷却室出口设计凝渣管,具体计算情况在此不再赘述。
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