余热锅炉的工作原理

文章出处:永昕小编人气:-发表时间:2019-12-02

  余热锅炉,内置系统通常不具备燃烧器,但是高压高温的蒸汽锅炉除外。主要的热源是利用废气,通过燃料进行有效的燃烧升温,这样的工序就可以让设备产生高参数的蒸汽,因此不需要燃烧系统(除非有补燃要求)。


  一、余热锅炉分类

  (1)根据余热的性质,可分为以下几类:

  1.烟气余热:这种形式比较常见,具有很多的优势,如:产量大、生产点集中、连续性强、回收利用方便等特点。

  2.炉渣余热:用来加温的燃料有很多,产生的炉渣类型设备也多种多样,如:高炉、转炉、电炉等等炉渣,炉渣温度在1000℃以上,其带走的热量占总热量的20%。

  3.产品余热:设备运行的过程中,会由于温度的不断的增高,而产生的一定的余热,如:焦炉焦炭、钢锭、高温锻造等。

  4.废气、余热:利用高炉煤气、炼油厂催化裂化气、造纸厂黑液等。

  5.化学反应废热:指的是由于如冶金、硫酸、磷酸、化肥、化纤、油漆等化学反应造成的废热。

  6.冷却介质余热:利用冷却装置,排出的大量冷却水,可以合理利用。

  7.冷凝水余热:各工业部门在生产过程中所使用的蒸汽的物理显热,用于减少工业过程后的冷凝。

  (2)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,主要由生产过程决定。

  2.烟尘的组成、浓度和粒径变化很大。因此锅炉受热面布置受到影响,必须考虑抗磨、除尘和除尘。

  3.烟气成分多样,对余热设备造成低温或高温腐蚀和积灰。

  4.受装置本身条件的限制。锅炉进出口烟气标高有限制的;有的锅炉排气温度限制,以满足生产工艺的要求。

  (3)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.烟气含尘量,如果不超过20g/Nm3,这样的锅炉被称之为一级余热锅炉。

  2.烟气含尘量,大于20g/Nm3、小于70g/Nm3,这类型的为第二类余热锅炉。

  3.第三类余热锅炉,是起烟气含尘量大于70g/Nm3。

  4.烟气中含有粘性粉尘的余热锅炉是第四类余热锅炉;

  5.烟气或有毒烟气中含有强腐蚀性成分的余热锅炉属第5类余热锅炉。

  (4)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、三压再热五种蒸汽水系统。

  1.单压级余热锅炉

  2.双压或多压级余热锅炉

  (5)按受热面布置分类

  1.卧式余热锅炉

  2.废热锅炉垂直布置

  (6)根据蒸发受热面中工质流动特性进行分类(工作原理)

  1.自然循环余热锅炉:通过垂直方向安装,密度差合宜。

  2.强制循环余热锅炉:烟气总是通过水平管簇垂直流动。通过循环泵保证蒸发器的循环流量恒定。

  3.直流余热锅炉:依靠水泵压头,通过各受热面,将实现其工质的流动。


  二、余热锅炉的工作原理

  余热锅炉分为火管式和水管式两种。它的结构类似于工业锅炉。火管式余热锅炉具有较大的储水能力,在排烟量和耗汽量波动的情况下,蒸汽压力波动较小。

  另外,烟管端和管板由于冷却不良和高温应力,在烟温较高(高于600℃)时,厚管板不适合使用本锅炉,而适当使用水管余热锅炉。水管余热锅炉有辅助循环和自然循环两种循环方式。

  余热锅炉在工业生产过程中,从废气、废气、废液和某些动力机械的废气中产生蒸汽或热水的锅炉。余热锅炉是一种重要的节能设备。各种冶炼炉、焙烧炉的排气温度为650~1250℃。燃气轮机、柴油机等动力机械的排气温度为370~540℃。

  通过安装余热锅炉来吸收废气中的部分热量,可以显著提高整个系统的热效率。例如,在轧钢加热炉中安装余热锅炉后,整个系统的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。如入口烟气温度为400~900℃时,对流管束主要设置在锅炉内,没有炉膛;然而,也有例外,当烟雾熔点低。设置冷却室,控制进入对流烟道的进口烟的温度,避免灰渣在对流管排之间架桥。

  高温含尘废气经过余热锅炉后,除降低温度外,还可沉淀部分粉尘颗粒,有利于减少环境污染,选用除尘器。在化工生产过程中,余热锅炉的排气温度取决于下一工序的要求。

  工业炉余热锅炉一般采用引风机向大气排放废气;动力机械和化工生产中使用的余热锅炉依靠入口本身的压力通过余热锅炉,并排进入大气或进入下一个工艺程序。


  三、余热锅炉设计应具备上述条件

  1.烟气参数

  烟气体积(标准工况或工况)、烟气进口温度、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:

  锅炉额定蒸汽容量、锅炉额定蒸汽压力、锅炉额定蒸汽温度、锅炉排气温度。

  3.其他参数:

  主要烟气系统行业,系统流程说明,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。


  余热锅炉,利用已有废气余热或固体加热来进行设备的运行,可在多种压状态下产生热回收效率,最终适应于主工艺的需求,不能影响主工艺的运行。

 


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