第6章余熱鍋爐與聯合循環的汽水系統余熱鍋爐系統及設計要求

在聯合循環中余熱鍋爐是回收燃氣輪機的排氣余熱，借以產生推動蒸汽輪機發電所需蒸汽的換熱設備。余熱鍋爐是由省煤器、蒸發器、過熱器以及集箱和鍋筒等換熱管簇和容器等組成余熱鍋爐分類汽水發生系統不同分：單壓余熱鍋爐雙壓余熱鍋爐三壓余熱鍋爐按循環驅動力分：自然循環余熱鍋爐強制循環余熱鍋爐1-余熱鍋爐2-除氧器3-凝汽器4-蒸汽透平5-發電機6-燃氣透平7-燃燒室8-壓氣機9-高壓過熱器10-高壓蒸發器11-鍋筒12-高壓省煤器13-低壓蒸發器余熱鍋爐的汽水系統自然循環方式的余熱鍋爐

1-膨脹節2-進口煙道3-內部保溫材料4-鍋筒5-煙囪6-出口煙道7-膨脹節8-省煤器段9-下降管10-蒸發器11-過熱器段12-人孔13-整體結構鋼14-上升管兩種循環方式對余熱鍋爐的影響關系循環方式變量自然循環強制循環傳熱面積可用率(%)(約)在燃氣輪機運行范圍內的使用性水循環的自平衡性循環泵的設置外部耗功占地面積鋼結構與管道基礎和撐腳安裝所需設備運行及維護相同99.95廣有無無較多輕而多輕而多輕較易相同97.50窄有限有有泵的耗功較少重而少重而少重較難余熱鍋爐設計要求

追求盡可能高的當量效率適當減少燃氣側的壓損快速啟動變工況穩定性好盡量避免管束燒壞和腐蝕利于制造安裝及檢修概念及影響節點溫差指余熱鍋爐小蒸發器入口處燃氣的溫度與飽和水溫度之間的差值，即節點溫差下降，鍋爐總換熱面積增加，排煙溫度下降，流量增加，功率增大。一般選取8~20°C。接近點溫差指余熱鍋爐中省煤器出口的水溫與相應壓力下飽和水溫之間的差值，即接近點溫差增大，換熱面積增大；如果接近點溫差過小，易出現省煤器過熱，受限。一般選取5~20°C。節點溫差及接近點溫差的選擇在“單壓汽水發生系統”的余熱鍋爐中 Q=f（T）的關系在“雙壓汽水發生系統”的余熱鍋爐中 Q=f（T）的關系相對總投資費用和相對單位熱回收費用隨的變化關系對的影響關系

相對換熱面積A相對燃氣熱阻余熱鍋爐設計參數的選擇

主蒸汽參數，再熱蒸汽參數考慮管束、閥門壓損，管束散熱損失主蒸汽壓力大約要比蒸汽輪機入口處的蒸汽壓力高3％左右，主蒸汽溫度大約要高3－4℃再熱蒸汽的壓力則要比從蒸汽輪機的再熱蒸汽抽出口的壓力低12％－14％左右余熱鍋爐出口的排氣溫度與所選用的蒸汽循環型式、節點溫差以及燃料中的硫含量有密切關系下降受到一定的限制如燃料含硫量較高，應比酸露點高10°C：110°C~130°C如燃料含硫量較低，應比露點高10°C：80°C~90°C燃料的硫含量的轉化率X和過量空氣系數對燃氣酸露點的影響

材料的腐蝕損失與排氣溫度、硫酸濃度的變化關系

余熱鍋爐的變工況特性

滑壓運行時蒸汽壓力的變化滑壓運行時蒸汽流量的變化余熱鍋爐中當蒸汽壓力恒定時過熱蒸汽溫度的變工況特性余熱鍋爐中接近點溫差的變工況特性時間min過熱蒸汽溫度過熱蒸汽流量起動過程中，蒸汽流量和蒸汽溫度隨時間的變化關系余熱鍋爐的汽水系統1-省煤器2-蒸發器3-過熱器4-鍋筒單壓無再熱循環的余熱鍋爐之汽水系統強制循環的余熱鍋爐中雙壓無再熱循環的汽水系統1-高壓過熱器2-高壓蒸發器3-高壓省煤器4-低壓蒸發器5-低壓省煤器6-低壓鍋筒7-給水傳送泵8-高壓鍋筒強制循環的余熱鍋爐中雙壓有再熱循環的汽水系統1-高壓蒸發器2-低壓過熱氣3-高壓省煤器4-低壓蒸發器5-低壓省煤器6-低壓鍋筒7-給水傳送泵8-高壓鍋筒9-高壓過熱器10-再熱器1-冷凝水加熱器2-整體除氧器3-低廠蒸發器4-給水傳送泵5-中壓省煤器6-高壓省煤器7-中壓鍋筒8-中壓蒸發器9-高壓省煤器10-中壓過熱器11-高壓鍋筒12-高壓蒸發器13-高壓過熱器三壓無再熱但帶整體除氧器的余熱鍋爐之汽水系統1-冷凝水加熱器2-整體除氧器3-低壓蒸發器4-給水泵5-中壓省煤器6-高壓省煤器(第1級)7-中壓鍋筒8-中壓蒸發器9-高壓省煤器(第2級)10-中壓過熱器11-高壓鍋筒12-高壓蒸發器13-再熱器14-溫度控制器15-高壓過熱器三壓有再熱但帶整體除氧器的余熱鍋爐之汽水系統l-壓氣機2-燃燒室3-燃氣透平4-煙道旁通閥5-過熱器6-蒸發器7-省煤器8-單壓鍋簡9-蒸汽輪機10-高壓旁通閥11-低壓旁通閥12-凝汽器13-水泵14-除氧器15-高壓給水泵16-加熱回路的水泵17-低壓鍋筒18-低壓給水泵19-加熱回路的蒸發器20-余熱鍋爐設有低壓蒸汽加熱回路的單壓汽水系統之余熱鍋爐設有加熱回路的單壓汽水系統余熱鍋爐中的關系曲線1-空氣濾清器2-壓氣機3-燃燒室4-燃氣透平5-發電機6-蒸汽輪機7-凝汽器8-余熱鍋爐9-除氧器LP-低壓IP-中壓HP-高壓E-省煤器B-蒸發器S-過熱器RH-再熱器三壓式再熱循環的余熱鍋爐之汽水系統三壓式再熱循環的余熱鍋爐的Q=f(T)圖TapadadoOuteiro