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以燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中起承上啟下重要作用的余熱鍋爐為研究對象，從總體上介紹了余熱鍋爐各種型式，論述了余熱鍋爐的熱力特點，并分析了余熱鍋爐的各種影響因素。

關(guān)鍵字：聯(lián)合循環(huán) 余熱鍋爐類型 影響因素

　　改革開放以來，我國經(jīng)濟有了突飛猛進的發(fā)展，同時也伴隨著我國能源的火量消耗。為此，能源消耗巨大的電力部門對發(fā)電機組高效、節(jié)能的要求不斷提高。為了適應(yīng)發(fā)展要求，發(fā)電效率高、環(huán)境污染小的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電逐漸得到推廣運用。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)是將在燃氣輪機內(nèi)做功后的高溫排氣送入余熱鍋爐，余熱鍋爐受熱面吸收煙氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，再將蒸汽注入蒸汽輪機，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機發(fā)電。隨著燃氣輪機的單機功率和熱效率的提高，燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)也有了長足的發(fā)展：燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的供電效率早己超過50％，正在向60％邁進。在燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中，余熱鍋爐起著承上啟下的重要作用，它的性能對整個系統(tǒng)性能的影響很大。
　　
　　1 余熱鍋爐類型
　　
　　隨著聯(lián)合循環(huán)的不斷發(fā)展，余熱鍋爐在型式上從小型向大型發(fā)展，設(shè)計結(jié)構(gòu)不斷由簡單向復(fù)雜過渡，形式逐漸趨于多樣化，鍋爐效率也不斷得到提升。
　　
　　依據(jù)水循環(huán)所采用的動力不同，可將余熱鍋爐分為自然循環(huán)余熱鍋爐和強制循環(huán)余熱鍋爐兩種。自然循環(huán)余熱鍋爐依靠汽、水密度差形成水循環(huán)，為使水循環(huán)穩(wěn)定、安全，管內(nèi)工質(zhì)的阻力應(yīng)該比較小，因而需要較粗的管子且具備較大的汽包。這就意味著金屬耗量增大，鍋爐存在較大的水空問和熱容量，熱慣性比較大，延長了鍋爐的啟動時間，在負荷變化時，容易產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力[1]。因此，這一類余熱鍋爐適合在負荷較穩(wěn)定的工況下工作。強制循環(huán)余熱鍋爐依靠循環(huán)泵使系統(tǒng)工質(zhì)循環(huán)流動，但泵要額外消耗功，降低了整個系統(tǒng)效率。在實際運用中，可以在鍋爐啟動階段先利用循環(huán)泵建立起穩(wěn)定的水循環(huán)，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后關(guān)閉循環(huán)泵，依靠自然循環(huán)方式進行汽水循環(huán)，這就是所謂的復(fù)合式余熱鍋爐。此外，還有一種直流型余熱鍋爐，即給水在泵作用下直接進入受熱面形成蒸汽引出，取消了水循環(huán)。這一類鍋爐的最大特點在于沒有汽包，水空問大幅減小，熱慣性減弱，從而改善了鍋爐對負荷變化的響應(yīng)性能。但是，它對水質(zhì)、材料、運行的要求較高。
　　
　　臥式鍋爐和立式鍋爐的區(qū)別在于余熱鍋爐中煙氣的流動方向不同。臥式鍋爐內(nèi)煙氣流動主要沿水平方向，通過沖刷垂直布置的受熱面，二者進行換熱。結(jié)合臥式鍋爐受熱面垂直布置的方式，通常采用的水循環(huán)方式是自然循環(huán)，但臥式鍋爐占地比較大。立式鍋爐內(nèi)煙氣流動主要沿垂直方向，受熱面水平布置。其水循環(huán)方式主要是強制循環(huán)，否則易在啟動階段造成產(chǎn)生的蒸汽無法及時被帶走，蒸汽段受熱面由于冷卻條件惡化容易燒壞。立式布置的最大優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。
　　
　　根據(jù)余熱鍋爐所能產(chǎn)生的蒸汽壓力以及蒸汽再熱與否可以將其分為單壓、雙壓、雙壓再熱、三壓和三壓再熱等5種類型。早期的余熱鍋爐只是作為低壓設(shè)備以回收各種工藝中的余熱，使用的都是單壓系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能意識的提高，為了回收更多的余熱，逐漸出現(xiàn)了多壓汽水系統(tǒng)。采用多壓汽水系統(tǒng)可以降低余熱鍋爐排煙溫度，提高鍋爐熱效率，但是增加了受熱面。另外，多壓汽水系統(tǒng)的采用將使燃氣輪機出口背壓升高，有使系統(tǒng)效率下降的趨勢[1]，并且多壓汽水系統(tǒng)使整個系統(tǒng)的復(fù)雜性提高，導(dǎo)致成本增加，所以如何選擇合理的汽水系統(tǒng)需要依據(jù)燃氣輪機參數(shù)，結(jié)合經(jīng)濟性進行分析。
　　
　　根據(jù)有無額外供給熱量可以將余熱鍋爐分為3種不同型式：①非補燃式余熱鍋爐，這類鍋爐只回收燃氣輪機排氣余熱，不再額外補充燃料，因而結(jié)構(gòu)簡單，投資低；由于沒有燃燒系統(tǒng)，所以運行可靠性高，但是受燃氣輪機排氣流量、溫度限制，余熱鍋爐蒸汽參數(shù)不易控制。當(dāng)燃氣輪機的壓比很高時，蒸汽參數(shù)不容易提高；②部分補燃式余熱鍋爐，這類余熱鍋爐利用燃氣輪機排氣中的部分氧氣支持投入余熱鍋爐中的燃料燃燒，以達到改善余熱鍋爐的變工況特性的目的。通過補燃能夠增大蒸汽流量，提高蒸汽參數(shù)，使得蒸汽參數(shù)不再受燃氣輪機排氣限制。