【摘 要】本文主要介紹了國內(nèi)外燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀，并簡單介紹了余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)組成、分類，以及部分種類的余熱鍋爐在聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)用，最后介紹了余熱鍋爐的自身特點。

【關(guān)鍵詞】余熱鍋爐 發(fā)展 分類 特點

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的能源消耗正在加速上升。電力工業(yè)作為經(jīng)濟發(fā)展的強力后盾，是一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志?，F(xiàn)階段我國的電力供應(yīng)主要以燃煤電站為主。但是隨著發(fā)電效率和環(huán)境要求的提高，許多新的發(fā)電技術(shù)方式正在逐漸被應(yīng)用。特別是隨著我國西氣東輸工程的落成以及LNG項目的發(fā)展，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組正越來越受到人們的重視。

一、余熱鍋爐的發(fā)展

余熱鍋爐是聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中的三大主要設(shè)備之一，它利用上級燃?xì)廨啓C排放的煙氣作為熱源加熱工質(zhì)，然后工質(zhì)進入汽輪機做工，實現(xiàn)能量的梯級利用，提高能源利用率。因此余熱鍋爐在系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，是聯(lián)合循環(huán)中的一個關(guān)鍵設(shè)備。

（一）國內(nèi)余熱鍋爐的發(fā)展

當(dāng)前我國面臨的環(huán)境壓力越來越大，因此對清潔發(fā)電的聯(lián)合循環(huán)電站的需求也是越來越大，我國對余熱鍋爐的研究正處于快發(fā)發(fā)展時期，走的是邊引進邊消化邊吸收的路子。隨著聯(lián)合循環(huán)技術(shù)的進步，該技術(shù)正向著大容量、高參數(shù)的方向發(fā)展。余熱鍋爐作為聯(lián)合循環(huán)的重要部件，也從最初的結(jié)構(gòu)簡單、低參數(shù)的單壓系統(tǒng)，逐漸發(fā)展到雙壓、雙壓再熱，以至到目前的三壓、三壓再熱系統(tǒng)。在我國，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的使用時間不是很長，但是在20世紀(jì)70年代后期就開始研究此項技術(shù)。最初由杭州鍋爐廠先后研發(fā)出雙鍋筒自然循環(huán)、單鍋筒強制循環(huán)和單鍋筒自然循環(huán)的燃?xì)廨啓C余熱鍋爐，參數(shù)也從最初的8t/h、2.75MPa發(fā)展到目前的65t/h、3.82MPa。與此同時一批余熱鍋爐的研究所以及相應(yīng)的科研設(shè)備如大型的傳熱風(fēng)洞試驗臺也建立起來，上鍋、東鍋等國內(nèi)廠家成功試制了螺旋翅片管等技術(shù)含量較高的部件，這些工作都為我國的余熱鍋爐的發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。在2000年以后我國已經(jīng)可以自行開發(fā)并成功運行E級燃機余熱鍋爐，說明我國距離世界先進水平越來越近了。

（二）國外余熱鍋爐的發(fā)展

國外的余熱鍋爐研究和應(yīng)用起步較早，從上個世紀(jì)60年代末經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在美國、德國、日本等許多國家的聯(lián)合循環(huán)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。如今，其供電效率可以達到50%以上。比如，美國GE公司的為53%左右，德國西門子的為52%，日本三菱重工為51%-52%。這些公司都具有比較成熟的熱鍋爐性能設(shè)計、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及完善的生產(chǎn)制造技術(shù)。并且已經(jīng)完全掌握了余熱鍋爐的運行及熱力特性。

隨著燃?xì)廨啓C技術(shù)的發(fā)展，排氣溫度逐年提高，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽溫度和壓力也隨之上升。因此鍋爐的蒸汽系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。隨著環(huán)保要求的提高，現(xiàn)代鍋爐還需安裝脫硝、脫硫等裝置。為了獲得更高的傳熱效率，部分廠家采用鋸齒形翅片管代替整體型翅片管。這些措施使得整體結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，同時也更為緊湊。

二、余熱鍋爐的應(yīng)用及特點

（一）余熱鍋爐的組成及應(yīng)用

余熱鍋爐通常是由省煤器、蒸發(fā)器、過熱器、再熱器以及集箱和鍋筒等組成。其分類可參照圖1。

按照有無附加設(shè)備可以分為不補燃型和補燃型鍋爐；按照鍋爐中的煙氣流通方式可以分為立式布置和臥式布置鍋爐；按照汽水系統(tǒng)的循環(huán)方式可以分為自然循環(huán)、強制循環(huán)和直流鍋爐；按照鍋爐的結(jié)構(gòu)特點又可以分為管殼式和煙道式。補燃型的鍋爐是指在鍋爐內(nèi)再添加一定數(shù)量的燃料，產(chǎn)生更高參數(shù)的蒸汽；管殼式的余熱鍋爐一般為緊湊型的小型鍋爐，大型鍋爐一般采用煙道式，在熱電聯(lián)產(chǎn)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)中廣泛應(yīng)用。通常大型燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐有自然循環(huán)和強制循環(huán)兩種循環(huán)方式?，F(xiàn)在在新上的大型機組中使用較多的是臥式自然循環(huán)，一是該循環(huán)方式操作簡單，對燃?xì)廨啓C所排放的尾氣熱力波動適應(yīng)性強且具有自平衡能力，因此熱流量不宜超過臨界值；二是可用性可以達到99%以上，而強制循環(huán)只有97%。三是管束結(jié)垢均勻，不易發(fā)生塑性變形，不易因結(jié)垢而使鍋爐的熱力性能下降。

（二）余熱鍋爐的特點

1.較高的排氣溫度及大流量。隨著F級燃機的大規(guī)模應(yīng)用，燃機參數(shù)和流量不斷增大，燃?xì)廨啓C的排氣溫度也越來越高，排氣流量也越來越大。在沒有補燃的情況下燃?xì)廨啓C排氣溫度進入余熱鍋爐時為500-600℃，在有補燃的情況下溫度還會高出100℃左右；流量較以前也發(fā)生了很大的變化，與此同時，燃?xì)廨啓C的背壓逐漸提高，造成燃機效率下降。

2.換熱強度明顯增加。聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的煙氣流程為，燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C的透平做工之后進入余熱回收鍋爐。在余熱回收鍋爐內(nèi)煙氣與工質(zhì)進行換熱，經(jīng)過換熱之后工質(zhì)溫度上升，由低溫水變?yōu)檎羝蜔崴?，然后品質(zhì)合格的蒸汽進入汽機做工，煙氣溫度下降，最終排入大氣。

3.變工況運行。燃?xì)廨啓C具有啟停方便，升降功率迅速的優(yōu)點，因此適合應(yīng)用于調(diào)峰運行。伴隨工況的變化和負(fù)荷的調(diào)整，燃?xì)廨啓C的排氣流量、溫度都會變化，但是蒸汽輪機的調(diào)節(jié)特性比較差，因此這就要求處于燃?xì)廨啓C和蒸汽輪機之間的余熱鍋爐能夠同時按組兩者之間的要求才可以。因此，這對余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計和自動化控制提出了更高的要求。

三、結(jié)語

隨著燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的不斷完善，現(xiàn)在此項技術(shù)正越來越受到人們的歡迎。它具有較高的供電效率、投資費用低、占地面積小、運行可靠性較高，特別是調(diào)峰運行時能夠快速啟停，在帶基本負(fù)荷時可用率較高。并且建設(shè)周期短，、環(huán)境污染小等眾多優(yōu)點。正是聯(lián)合循環(huán)有如此之多的優(yōu)點，特別是在天然氣作為清潔能源得到全面開發(fā)之后，使得聯(lián)合循環(huán)的能源瓶頸得到解決，在最近十年間燃?xì)?蒸汽得到了飛速發(fā)展，可以預(yù)見，在此過程中聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐定會得到長足有效的發(fā)展。

參考文獻：

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[2] 高峰.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)中余熱鍋爐的新發(fā)展[J].鍋爐制造，2007，（l）：26-27