摘 要：在當(dāng)前能源供應(yīng)緊張的形勢(shì)下，大力開(kāi)展回收利用余熱并發(fā)揮其在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的巨大效用是極為重要的。文章將重點(diǎn)對(duì)余熱鍋爐在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的應(yīng)用以及發(fā)展情況進(jìn)行分析，并且將會(huì)進(jìn)一步分析余熱鍋爐的特點(diǎn)，并且研究余熱鍋爐各部分主要部件的功用以及相關(guān)的制造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：余熱；余熱鍋爐；結(jié)構(gòu)

近年來(lái)，我國(guó)重工業(yè)產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展，但是隨之而來(lái)的便是能源的問(wèn)題。資源匱乏、能源短缺、新能源研發(fā)周期過(guò)長(zhǎng)已經(jīng)制約著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的再一次躍進(jìn)，節(jié)能增效的問(wèn)題得到了廣泛的關(guān)注。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)節(jié)能降耗的比例仍在20%左右，也就是說(shuō)還具有較大的壓縮空間，其重點(diǎn)是對(duì)于節(jié)能措施的研究。余熱鍋爐能夠利用工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行供暖、發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了能源二次回收利用。因而，余熱鍋爐本身得到了廣泛的關(guān)注，有著廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用空間。

據(jù)分析，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能耗的損失重要集中于熱效能的損失，因而余熱鍋爐的研究對(duì)于能源節(jié)約以及能效提高具有重要的價(jià)值意義。同時(shí)，對(duì)于能源節(jié)約研究的重要性絲毫不亞于新能源的開(kāi)發(fā)，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)于能源節(jié)約問(wèn)題研究的不斷深入，能夠回收各個(gè)工藝過(guò)程中余熱的余熱鍋爐隨之產(chǎn)生，且能夠適用于現(xiàn)有的各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，但是從節(jié)能效果方面來(lái)說(shuō)，還具有較大的改良空間。因而本文將對(duì)余熱鍋爐設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的研究。進(jìn)而有利于行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)改良，以實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

1 余熱鍋爐的類(lèi)型以及特點(diǎn)分析

總的來(lái)說(shuō)，余熱鍋爐是設(shè)置在工業(yè)生產(chǎn)中各個(gè)工藝流程中回收余熱以提高設(shè)備的整體熱效率，進(jìn)而能夠有效減少一次能源消耗的理想化設(shè)備，其對(duì)于節(jié)約能源以及提高工藝過(guò)程質(zhì)量均具有一定的促進(jìn)作用，余熱鍋爐能夠適用于電力、鋼鐵、有色金屬、石油石化、建材等高耗能產(chǎn)業(yè)，因而在國(guó)內(nèi)外工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。

1.1 余熱鍋爐的主要類(lèi)型以及應(yīng)用形式

余熱鍋爐熱回收對(duì)象主要為工藝氣體以及煙道氣體中存在的顯性熱效能，同時(shí)也能夠回收固體余熱交換后的排氣顯熱，固體輻射熱等。按照原有工藝設(shè)備的性質(zhì)來(lái)區(qū)分，余熱鍋爐可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)為對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行冷卻，滿(mǎn)足工藝要求也實(shí)現(xiàn)了回收余熱；另一類(lèi)是為工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能進(jìn)行熱回收。根據(jù)余熱鍋爐使用場(chǎng)合不同，可以將余熱鍋爐分為燒結(jié)余熱鍋爐、水泥窯余熱鍋爐、合成氨余熱鍋爐等等。從水循環(huán)方式不同的角度來(lái)區(qū)分，可以分為自然循環(huán)余熱鍋爐與強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐。總之，可以根據(jù)余熱鍋爐本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)不同種類(lèi)、不同用途的余熱鍋爐進(jìn)行區(qū)分，如也可以根據(jù)余熱鍋爐的氣體通道、熱交換形式、結(jié)構(gòu)形式等特點(diǎn)對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行合理區(qū)分。一般來(lái)說(shuō)，各個(gè)工業(yè)爐窯上所使用的余熱鍋爐均為煙道式，即水管式鍋爐，該鍋爐煙氣側(cè)處于微正壓或負(fù)壓的狀態(tài)，進(jìn)而有利于高壓余熱氣體的回收，適用于高氣壓、高蒸發(fā)率、高傳熱速率的工業(yè)廢氣的回收。對(duì)于常壓以及低壓余熱廢氣的回收鍋爐的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)必要的防止空氣漏入的裝置。

從余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)形式上來(lái)分析，管殼式余熱鍋爐的適用介質(zhì)以及操作條件較為廣泛，這是因?yàn)楣軞な接酂徨仩t是由鍋筒、管子及金屬殼體組成，結(jié)構(gòu)緊湊、單位換熱面積內(nèi)的節(jié)約了大量的金屬結(jié)構(gòu)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，管殼式余熱鍋爐與熱交換器的結(jié)構(gòu)差別不大。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，管殼式余熱鍋爐是具有固定管板的列管式換熱器。

1.2 余熱鍋爐的特點(diǎn)

余熱鍋爐與常規(guī)鍋爐最大的差別在于余熱鍋爐缺少相應(yīng)的燃燒裝置，其載熱介質(zhì)以及來(lái)源并沒(méi)有統(tǒng)一的要求，因而在材料以及受熱面布置上與工業(yè)鍋爐具有較為顯著的差別。余熱鍋爐多作用于某一工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程的各個(gè)部位中，處于較為復(fù)雜的環(huán)境，因而對(duì)于余熱鍋爐的安全性以及穩(wěn)定性要求較高。同時(shí)，工業(yè)廢氣具有高溫、高壓的特點(diǎn)，有些工業(yè)廢氣也具有一定的易爆性與腐蝕性，這對(duì)于余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與材料具有特殊的要求，如余熱鍋爐需要具有高度的嚴(yán)密性，并且應(yīng)該具有較強(qiáng)的耐腐蝕以及耐高溫的特性。同時(shí)，余熱鍋爐的入口處也會(huì)受到較強(qiáng)的冷熱沖擊性，因而對(duì)于余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定特點(diǎn)。下面將會(huì)對(duì)余熱鍋爐的主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行分析

1.2.1 余熱鍋爐的過(guò)熱器結(jié)構(gòu)研究。余熱鍋爐的過(guò)熱器一般是由蛇形盤(pán)管、分配集箱集、流集箱以及其他組件等組成。在余熱鍋爐中，過(guò)熱器多布置在冷卻室的頂棚，有時(shí)也會(huì)將過(guò)熱器作為煙道個(gè)請(qǐng)或者側(cè)墻。根據(jù)過(guò)熱蒸汽溫度的高低不同，可以設(shè)置一級(jí)或二級(jí)過(guò)熱器，同時(shí)根據(jù)過(guò)熱器布置處的溫度區(qū)間，可以分為輻射式過(guò)熱器和對(duì)流式過(guò)熱器。一般來(lái)說(shuō)，余熱鍋爐采用立式過(guò)熱器，以應(yīng)對(duì)煙氣及煙塵條件惡劣的情況。但是對(duì)于在煙氣及煙塵條件極其惡劣的有色冶煉爐余熱鍋爐中，由于煙氣的粘結(jié)性較強(qiáng)，且具有較強(qiáng)的腐蝕性，常常不設(shè)置過(guò)熱器。

1.2.2 余熱鍋爐省煤器。省煤器位于余熱鍋爐的尾部，是鍋爐尾部的重要受熱面，鍋爐給水能夠從省煤器上獲得一部分熱量以后在進(jìn)入鍋爐，進(jìn)而有效的減少了煙氣所攜帶的熱量，實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用。另外鍋爐給水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后進(jìn)入汽包，有效的降低了汽包本身所承受的熱應(yīng)力，在一定程度上保證了汽包的可靠性。為了防止低溫腐蝕，提高余熱鍋爐的壽命周期，有些余熱鍋爐不會(huì)設(shè)置省煤器，但是這就會(huì)導(dǎo)致排煙溫度較高（一般在80℃左右）。

2 對(duì)于余熱鍋爐制造中的工藝性要求

余熱鍋爐的主要部件可以分為鍋筒、管子、集箱、膜式壁、管屏、管箱等，這些部件均為余熱鍋爐中具有特定工藝要求的部件。如對(duì)于鍋筒來(lái)說(shuō)，應(yīng)該經(jīng)過(guò)金屬探傷、熱處理以及水壓試驗(yàn)等工序，進(jìn)而提高余熱鍋爐的穩(wěn)定性，同時(shí)由于管箱需要較高的密封性，則需要采用手工焊接，并且需要對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)?？梢?jiàn)，由于余熱鍋爐工作環(huán)境的復(fù)雜性，其對(duì)于其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件均具有一定的特殊要求。在進(jìn)行余熱鍋爐設(shè)計(jì)與制造的過(guò)程中，工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮到各種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而選擇合理的工藝完成余熱鍋爐的制造，如余熱鍋爐中的蛇形部件無(wú)法采用機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)彎管，因而僅能進(jìn)行人工彎管。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，余熱鍋爐在能源高效利用、環(huán)境保護(hù)等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其本身具有較為廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間，因而在余熱鍋爐設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，因而對(duì)余熱鍋爐作用環(huán)境以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行必要的分析，并且需要進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：安軍偉（1979- ），男，河北保定人，本科，中材節(jié)能股份有限公司，工程師，主要從事中低溫余熱發(fā)電方面的工作。