余热锅炉技术讲座汇总

项目 高压过热器出口温度 高压过热器出口压力 高压过热器出口流量 中压过热器出口温度 中压过热器出口压力 中压过热器出口流量 低压过热器出口温度 低压过热器出口压力 低压过热器出口流量 再热器出口温度 再热器出口压力 再热器出口流量 入口烟温 排烟温度
单位 ℃
MPa t/h ℃
MPa t/h ℃
MPa t/h ℃
《余热锅炉技术》
2020/9/25
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燃气轮机的理想简单循环
余热锅炉联合循环T－S图
单轴联合循环机组布置示意
燃气轮机及其联合循环的功率效率曲线
燃气轮机及其联合循环的相对效率与输出功率与大气温度关系
气压对联合循环机组影响
▪ 在联合循环中由于燃气轮机和蒸汽轮机的
功率都与大气压力成正比，因而，联合循 环的总功率与大气压力成正比。
因此，省煤器设计要保证在最低的外界环境温度下运 行。
几个概念
▪ 余热锅炉的排烟温度 ▪ 对于余热锅炉来说，降低排烟温度就意
味着排烟热量损失减小。
▪ 当燃气轮机采用天然气为燃料，排气温
度不受露点的限制，可把余热锅炉的排 气温度降低到80℃～90℃左右，甚至更 低。
余热锅炉出口的排气温度常常不是独立的热 力变量，而与所选的蒸汽循环型式、节点温 差以及燃料中的硫含量有密切关系。
如果大气的温度保持恒定不变，那么， 大气压力的变化不会导致燃气轮机效率 的增或减，即：大气压力对燃气轮机效 率的影响为零。
大气湿度影响
▪ 一般情况，大气中所含的水蒸气数量是
很少的(即绝对湿度值很小)，其影响可以 忽略不计的。相对湿度的增加将使燃气 轮机的净比功增大，而热效率却有所下 降。
余热锅炉汽水侧的流程与受热面
•
•
最大连续蒸发量（大型锅炉） 在额定蒸汽参数，额定给水温度，长期
连续运行所能达到的最大蒸发量，单位为t/h（或kg/s ）
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蒸汽锅炉额定蒸汽参数 在规定负荷范围内长期连续运行应能保证的出 口蒸汽参数， ➢ 额定蒸汽压力（对应规定的给水压力），单位是Mpa ； ➢ 额定蒸汽温度（对应额定蒸汽压力和额定给水温度），单位是0C。
几个概念
▪ 节点温差 ▪ 节点温差也叫窄点温差，是换热过程中
蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之 间的最小温差，通常是余热锅炉T-Q图中 最窄的部位。
当节点温差减小时，由于余热锅炉 换热面积的增加幅度较大，锅炉的 投资费用就会增大很多。
几个概念
▪ 接近点温差 ▪ 接近点温差是指余热锅炉省煤器出口压
▪ 余热锅炉汽水侧的流程： ▪ 给水进入余热锅炉后吸收热量，蒸发后成为过热
蒸汽。给水吸收的总热量根据热力学分析可以分 为预热热、汽化热和过热热三部分。
▪ 余热锅炉: ▪ 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。
锅炉参数
额定蒸发量 在额定蒸汽参数，额定给水温度，保证热效率时所规定的 蒸发量，单位为t/h（或kg/s）
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余热锅炉基本情况
型号 HG-9FA-281.7-9.92/567.5-3P（R）
形式 三压、再热、卧式、无补燃、自然 循环余热锅炉
制造商 哈尔滨锅炉厂有限责任公司
热源 PG9351FA型燃气轮机排气
尺寸 结构
31M×11.8M ， 余 热 锅 炉 烟 囱 标 高
80M 露天塔式全悬吊结构
余热锅炉主要参数
余热锅炉基本情况
▪ 高、中、低三个汽包前都有省煤器(低压加热器）模
块，汽包下设有蒸发器模块，汽包出口设有过热器模 块，汽机高压缸排汽和中压过热器出口的蒸汽混合经 再热器加热后到中压缸作功。
▪ 高压过热器通过一级减温水减温来保证主蒸汽温度不
超限，再热蒸汽有一级减温水控制再热蒸汽温度在规 定范围内。
余热锅炉基本情况
燃气蒸汽联合循环蒸汽参数的选择
▪ 美国GE公司 ▪ (1)汽机功率≤60MW时，采用非再热，初参数常用
5.86MPa，502℃；
▪ (2)汽机功率>60MW时，当燃机排气温度偏低时，
采用非再热，初参数常用8.62MPa，502℃；
▪ (3)汽机功率>60MW时，当燃机排气温度偏高时，
采用再热，初参数常用10.0MPa，537.8℃。
力下饱和水温度和出口水温之间的温差。 给出了当节点温差选定后，余热锅炉的 相对总换热面积随接近点温差而变化的 关系。
接近点温差增大时，余热锅炉的总换热 面积（省煤器＋蒸发器）会增加。
如果设计时接近点温差取得过小，那么在 部分负荷工况下或 启动过程中，省煤器内 就会发生部分给水蒸发汽化的问题，自然 循环余热锅炉则可能导致水动力循环破坏 。
▪ 低压省煤器有再循环泵提高低压省煤器
入口水温，防止产生烟气低温腐蚀。
▪ 高中压汽包和中低压汽包之间有联络门，
在启动时可以由上一级汽包给下一级汽 包补充蒸汽，加快启动速度。
蒸汽压力参数与抽气回热 对热效率的影响
T4* 527 ℃
双压循环还存在着参数优化的问题
如果高压循环压力很高，高压循环中的流量就 低，低压循环中所回收的能量就更多。
MPa t/h ℃ ℃
数值 567.5 9.92 281.7 301 2.36 34.3 295 0.39 38.2 567.6 2.19 304.3 619 86
余热锅炉的发展动向
（1）大型化； （2）高参数 ； （3）自动化 ； （4） 定型化 ； （5） 高、中、低温预热同时开发利用 ； （6）强化传热技术引入余热锅炉 ； （7） 出现外加热载体余热锅炉 ； （8）垃圾焚烧处理用余热锅炉 ； （9） 燃气轮机组用余热锅炉
几个概念
几个概念
▪ 热端温差 ▪ 热端温差是指换热过程中过热器入口烟
气ห้องสมุดไป่ตู้过热器出口过热蒸汽之间的温差。
降低热端温差，蒸汽可以得到较高的过热 度，从而提高过热蒸汽质量。
但降低热端温差，同时也会使过热器的对 数平均温差降低，也就是增大了过热器的 传热面积，加大了金属耗量。
大量计算表明，热端温差选择在30～60℃范围。
当节点温差选很较小时，余热锅炉出口的排烟温度就能降低 。当采用双压或三压蒸汽循环时，可以比单压式蒸汽循环降 低很多。例如，单压系统排烟温度就比较高，为 150℃~180℃，双压系统为100℃～150℃，三压系统的排烟 温度最低，可达80℃～100℃。