燃气轮机余热锅炉情况简介
燃气轮机余热锅炉情况简介
杭州锅炉厂
1．概述
燃气一蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术，它己成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。
经过近三十年的研究和不断改进，联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率（后者
<=42％），而且在众多方面均体现出明显的优势。它己成为全世界公认的具有发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短。占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。1．1原理及应用
燃气一蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。众所周知，锅炉一蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽（通常参数为3.82～16.7MPa，450～550℃）在汽轮机中作功转换成机械能，完成朗肯循环过程；燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程，这种热力循环又称布雷顿循环，它是由压气机将空气加压进入燃烧室，燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功，燃机将高温高压燃气的能量（通常参数约0．5～1Mpa 1000～1300℃）转换成机械能。在烟气温度降至500℃左右时排放，人们充分利用这两种热力循环的特点，把它们结合在一起，组成“联合循环”，使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度，为提高电站热效率开辟了一条新途径，这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。
目前燃气轮机发电在世界上已广为应用，其发电容量占世界总发电容量的11％。近些年来，世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展；每年新增的联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量的的40％～50％。据报道，1981～1990年，世界各燃机制造公司共售出1661台燃机，总容量为54900MW，其中用于联合循环的占37．9％,1992年，这个比例上升为44．7％。美国在1992～1996年中，新增火力发电厂总装机容量的38．5％是采用燃机联合循环的。当今世界上单台燃机最大功率己达250MM，联合循环总功率达350MW。能生产300MW等级联合循环厂家有GE、SIEMENS、ABB和ALSTOM等著名公司，联合循环电站效率高达58％以上。现在燃气轮机正向着大功率、高燃烧温度发展。联合循环采用三压再热循环机组，具有更高的机组效率和可靠性。燃气一蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设的重要组成部分。
我国早在六十年代就己开始关注这项技术的发展，由于工业技术、经济能力及能源政策等诸多因素的影响，这种高难度的大型设备在我国一直停留在研究状态。近些年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展和电力供应的需要。燃气轮机发电机组在我国己开始投入使用并获得快速发展。我国己陆续引进了几十套燃气轮机发电机组和联合循环系统，到1998年6月，20MW以上的燃气轮机发电机组及联合循环电站总装机容量为6268．9MW，占国内火电机组总容量的3．5％。为联合循环发电设备在我国的推广应用建立了良好的条件。1．2杭州锅炉厂开发燃机余热锅炉概况
1．2．1基础工作
杭州锅炉厂长期致力于燃机余热锅炉的研究和产品开发，早在七十年代中，就被原机械工业部定点作为我国余热锅炉的研究开发和制造基地。并于1977年批准成立杭州余热锅炉研究所。七十年代后期，我厂成功研制了燃机余热锅炉的高效换热元件及其关键非标绕制设备；八十年代初建成大型传热风洞试验台，进行了国产螺旋鳍片管的热力和阻力特性研究，获得
了可普遍应用的热力和阻力计算准则方程式及其它研究结果，并通过了专家鉴定，为燃机余热锅炉产品开发创造了条件。
1．2．2产品开发概况
发展我国燃气一蒸汽联合循环发电技术，开发燃气轮机余热锅炉机组一直是国内动力行业梦寐以求的愿望，杭州锅炉厂在立足自我开发的基础上积极开展与国外著名公司的技术交往，分别与美国GE、法国ALST0M、英国R．R、荷兰NEM、比利时CMI、日本MHI等著名公司开展考察、交流、监造等活动。
八十年代中期，我厂在国家的支持下，通过技贸结合的方式与英国约翰·布朗（J．B）公司、荷兰斯坦特·法索（S．F．L．）公司建立了电力伙伴集团，合作为辽河、胜利、中原等油田及重庆江北电厂制造燃气轮机余热锅炉。通过消化、吸收、创新，杭州锅炉厂具备了独立设计制造多种各类新型燃气轮机余热锅炉的能力。迄今为止。我厂自行开发的燃机余热锅炉己有13台（套），其中7台（套）己投入商业运行，包括配FT8双联轻型燃机的三压余热锅炉和配PG6551B型（Ms6000系列）的燃重油燃机立式余热锅炉。如果计入与国外合作生产的己达24台（套），它们分别安装在广东的广州、深圳，江苏的无锡、苏州、常州，浙江的金华、瑞安、余姚、镇海，广西的柳州及天津等地。与荷兰NEM公司合作生产的配PG9171E型燃重油立式余热锅炉也己于1998年投入联合循环试运行。
近十年来，杭州锅炉厂燃机余热锅炉技术开发能力得到迅速提高。
?1990年，为广东汕头燃机电厂修复了法国斯坦因（stein）公司36MW燃气轮机余热锅炉并更换了大部分受压元件。
?1991年，为深圳金岗电厂设计制造了我国首台23MW燃气轮机余热锅炉，开创我国独立设计制造联合循环机组余热锅炉的业绩，该锅炉一次投运获得成功，为用户创造了极好的经济效益。
?1993年深圳金岗电厂向深圳市和国家有关部门申请建设国产50MW联合循环发电工程，并获国家经贸委批准立项。我厂承担了其中配36MW燃机余热锅炉的研制工作。
该锅炉与国产pG6531B型燃气轮机相匹配，利用燃机排出的543℃烟气热能，产生压力为3．82Mpa、温度为450℃的过热蒸汽用于发电，锅炉蒸发量达65t/h。这也是当时我国自行设计制造单台容量最大的燃机余热锅炉。该锅炉于1995年1月投入运行，同年3月经浙江省机械工业锅炉产品热工测试中心测试。结果表明设备性能达到了设计要求。从1995年1月到1996年6月的一年半实际运行结果表明，余热锅炉累计工作近5000小时，发电5700万kW，启停363次,所带最大负荷15.2MW。锅炉的主要技术性能和安全可靠性均达到国际先进水平。机组的发电成功，实现了联合循环高效发电设备的国产化目标。1996年7月。国家经贸委、机械部、电力部在深圳召开了国产首台36MW燃机余热锅炉产品鉴定会，得到了各级领导和有关专家的肯定和赞扬。?1994年，我厂为无锡爱依斯一凯瑞克电厂设计制造了配美国TPM公司的FT8双联燃机的三压余热锅炉，它由中压和低压及除氧三部分组成。该锅炉的试制成功，在技术上实现了从单压到三压的飞跃，并进入燃机余热利用的国际先进行列。与此同时，我厂先后为余姚、苏州等地电厂设计制造了36MW的双压燃机余热锅炉。
?1996年。我厂与荷兰NEM公司合作。为镇海燃机电厂300MW燃气一蒸汽联合循环电站制造了余热锅炉，该锅炉单件管箱最大重量达190吨，它的制造成功，为我厂研制开发更大容量的燃机余热锅炉打下了扎实的基础。
?1996年，杭州锅炉厂在成功开发配燃天然气、轻柴油燃机的单压、双压、三压自然循环（卧式）余热锅炉后，为适应配各类燃重油燃机的需求，研制和开发了强制循环
（立式）燃机余热锅炉，强制循环燃机余热锅炉的开发又为我厂燃机余热锅炉家族增添了一个新系列。
1．2．3产品特点
我厂对产品的系列化和扩大燃机燃料的适用范围方面，进行了大量的研制开发工作，归纳起来主要有以下几个方面；
（1）锅炉压力等级
完成了从单压余热锅炉向双压、三压发展，锅炉自带除氧蒸发器。实现锅炉压力的多级化，可提高能源的利用率；
（2）锅炉水循环方式
在自然循环卧式锅炉的基础上又开发了强制循环立式燃机余热锅炉，以满足不同用户的需求；
（3）燃料适用范围
燃机的燃料随着其来源和地域的不同而变化。本厂己开发了适应燃轻油、天然气、重油、原油等燃料的燃机余热锅炉，以适应形势和满足用户的需求；
（4）燃机容量适应范围
从最初研制的8t／h，2.75Mpa余热锅炉，到配MS5000，MS6000系列及WH251B11型燃机的中压、次高压余热锅炉，并于1996年与荷兰NEM合作生产了MS9000型燃机余热锅炉。
杭州锅炉厂生产的燃机余热锅炉主要特点：
（1）采用优化系列设计。标准单元模块结构，布置合理，性能先进，以实现高效节能；（2）锅炉能适应不同燃料的燃机，能满足不同余热利用需求，在配不同燃料燃机的锅炉运行实践中，均达到了安全可靠，操作方便；
（3）锅炉能够适应燃机频繁启停要求。调峰能力强，启动快捷：
（4）锅炉受热面采用本厂制造的高效换热元件一螺旋鳍片管，适应小温差、大流量、低[阻力的传热方式。实践证明，本厂生产的该高效传热元件己达到国际同类产品水平，可替代进口。
（5）锅炉采用良好绝热保温结构，设置多层护板，严密性强，外形美观。
（6）锅炉组装出厂，安装方便，周期短。
杭州锅炉厂现己具备设计制造各种压力等级、不同容量的燃气轮机余热锅炉的能力，成为目前国内唯一一家有经验的能够设计制造各类燃机余热锅炉及成套供应厂家。本厂供货范围：从燃机出口到主烟囱为止，包括烟道系统，管路系统和各受压部件，辅机配件等。
杭州锅炉厂生产的36MW燃机余热锅炉产品受到国家和地方政府的高度重视，先后被国家科委列入1997年国家级火炬推广项目，并获得了杭州市科技进步一等奖和浙江省科技进步一等奖。
随着电力事业的不断进步，燃机正向着大容量，高效率方向发展，这将对余热锅炉提出更高的技术要求，任重而道远。我们将继续走自主开发和引进技术相结合的道路，发展大容章，高参数，配各类燃机的余热锅炉，继续拓宽国产化的道路，适应燃气一蒸汽联合循环乃至更复杂的动力系统技术发展形势，为我国电力事业的发展作出新的贡献。
2．联合循环余热锅炉的炉型
2．1自然循环余热锅炉
本厂生产的自然循环型燃机余热锅炉整体布置及各部件关键结构参照1987年通过合作生产方式引进的英国John Brown Engineer荷兰Standard Faselentjes同类产品（该公司引进美国Vogt公司技术）模式。锅炉结构合理。能适应燃机负荷变化，运行操作方便，维修方便，性能稳定，适宜与燃用天然气、轻柴油燃机相配套，满足快速后停的要求，可确保联合循环发电机组长期安全、可靠、高效、经济运行。
自然循环余热锅炉多为卧式布置。
锅炉烟气流程为：烟气从燃气轮机排出，经进口烟道或转弯烟道进入三通烟道，当机组单循环时，烟气经上部调节门由旁通烟囱排空；当需要联合循环时，烟气从三通烟道经调节门和过渡烟道进入锅炉本体，依次水平横向冲刷两级高压过热器，高压蒸发器，高压省煤器和低压蒸发器，最后经出口烟道及主烟囱排空。烟气流向和流量由与三通相联的调节门控制，过程可在主控室遥控，也可在调节门就地手动调节。锅炉汽水流程为：给水由高压省煤器人口集箱进入省煤器管屏加热后流入高压锅筒个通过锅筒下部的集中下降管进入高压蒸发器管屏。吸热后上升进入锅筒进行汽水分离。分离后饱和水再进入集中下降管，而饱和蒸汽从锅筒上部引至高压过热器，经过热管屏吸热后由出日集箱引出锅炉。在两级过热器之间布置喷水减温装置，从而可有效地保证出日过热蒸汽温度。双压余热锅炉的另一路给水直接进入低压锅筒，由下降管引入低压蒸发器管屏，蒸发吸热后上升进入低压锅筒进行汽水分离，分离后饱和水回下降管，低压蒸汽由低压锅筒上部引出、经减压后进入除氧器用于除氧。
自然循环余热锅炉采用标准单元模块结构，由垂直布置的错列螺旋鳍片管和上下两集箱组成管屏，各级受热面管屏尺寸基本相似。该结构适应能力强，便于布置受热面，检修方便，烟气压降小，能彻底疏排水。
2．2强制循环余热锅炉
本厂设计制造的强制循环燃机余热锅炉吸取了国外进口产品优点，露天布置，采用国际上流行的塔式悬吊结构。该类型锅炉结构先进合理。适于与燃用天然气、轻油及劣质重油的燃气轮机相配套，特别适应于快速启停。对燃机负荷适应性强，占地面积小，运行性能稳定，操作方便，可确保联合循环发电机组的长期安全、可靠、高效、经济运行。
强制循环余热锅炉多为立式布置。
锅炉的烟气流程：烟气经人口烟道、三通烟道和过渡烟道进入受热面管箱后自下而上，先后依次冲刷高低温过热器、高压蒸发器、高压省煤器和低压蒸发器。最后经主烟囱直接排空。锅炉的汽水流程也类似于自然循环，但高、低压下降管均设有两套强制循环泵（一用一备）。高低压蒸发器内本循环动力由强制循环泵提供，确保水循环安全可靠。这类炉型的低压锅筒也可兼作除氧水箱，并安置于锅炉钢架上，可简化管路系统，减少占地面积。
强制循环余热锅炉受热面按部件制成管箱形式出厂，管箱由穿过数块管板的水平错列布置的螺旋鳍片管及进出口集箱组成，在厂内组装成大型箱体，现场整体安装。
2．3卧式自然循环与立式强制循环余热锅炉对比如下：
卧式与立式燃机余热锅炉对比
杭州锅炉厂开发的具有代表性的燃机余热锅炉介绍如下：
3．1配MS5000和MS6000系列燃气轮机自然循环余热锅炉
3．1．1配MS5000系列燃气轮机余热锅炉
该锅炉为带烟气旁路系统的单压余热锅炉，与PG5301型23MW燃气轮机相匹配，单层露天布置。
锅炉规范：
·燃机排气参数
流量410000kg/h
温度460℃
燃机燃料0＃轻柴油，油田伴生气
环境温度15℃
·锅炉设计参数
蒸发量40t／h
额定蒸汽压力2.75MPa
额定蒸汽温度390℃
给水温度105℃
锅炉本体受热面采用标准单元模块式结构，烟气水平依次流过高低温过热器、蒸发器和省煤器。
锅炉于1993年5月在深圳金岗电厂投运成功，通过了72小时试运行。每天启停的运行工况表明，锅炉启停迅速，负荷调节灵敏，参数达到设计要求，最大蒸发量超过40t／h，完全能够适应燃气一蒸汽联合循环发电系统的运行要求和对锅炉压降的要求，锅炉运行简单，水循环安全可靠。
深圳金岗电厂是使用国产燃气轮机余热锅炉的我国第一座燃气一蒸汽联合电站，燃机和汽轮机为老机组，整个循环系统总投资约8个月可回收，企业年受益1600万元，缓和了当时区域电力供需矛盾，取得了良好的社会效益。
3．1．2配MS6000系列燃气轮机余热锅炉
该锅炉与PG6531B型36MW燃气轮机相匹配。
锅炉规范
·燃机排气参数
烟气流量491000kg/h
烟气流量543℃
燃机燃料0＃轻柴油，油田伴生气
环境温度15℃
·锅炉设计参数
蒸发量65t/h
额定蒸汽压力3.82MPa
额定蒸汽温度450℃
给水温度104℃
排烟温度185.4℃
锅炉本体结构形式与受热面组成与上述40t／h锅炉相同。
该余热锅炉于1995年3月由浙江省工业锅炉热工测试中心进行了热工测试，结果表明，锅炉本体性能良好，达到了设计参数，能满足联合循环运行要求。
装在深圳金岗电厂的这套燃气一蒸汽联合循环机组是我国首台全部国产设备组成的联合循环机组，这表明联合循环发电设备国产化已进入了一个新阶段，对我国电力事业的发展起广定的推动作用。
3．2配FT一8轻型双联燃气轮机的自然循环余热锅炉
配FT8轻型双联燃气轮机余热锅炉为带除氧蒸汽系统的三压余热锅炉。
锅炉规范
·燃机排气参数
烟气流量597600kg/h
烟气温度467℃
燃机燃料0＃轻柴油
环境温度15℃
·锅炉设计参数
蒸发量中压／低压59．2／11t/h
额定蒸汽压力中压／低压3．48／0．88MPa
额定蒸汽温度中压／低压435／230℃
给水温度／除氧器进水温度104／35℃
排烟温度～130℃
锅炉本体受热面仍采用标准单元模块式结构，受热面由中压高低温过热器、中压蒸发器、中压省煤器、低压过热器、低压蒸发器。低压省煤器和除氧器组成，在中压高低温过热器之间设置喷水减温器。
该锅炉是国内首台带除氧蒸发系统的燃气轮机余热锅炉，国内产生的中压、低压蒸汽分别进入汽轮机的中压缸和低压缸作功。此外在烟温较低处还布置了一组更低压力等级的蒸发器，产生的蒸汽用以加热除氧水箱中的来自冷凝器的冷凝水。采用三压汽水系统结构复杂，但可更充分利用烟气热烙因而节能效果最佳。这种联合循环机组设计发电效率可达到49％。
3．3配MS6000系列PG6551B型燃气轮机的强制循环余热锅炉
锅炉规范
·燃机排气参数
烟气流量514000kg/h
烟气温度538℃
燃机燃料180cst重油
环境温度15℃
·锅炉设计参数
蒸发量中压／低压65．6／10．2t/h
额定蒸汽压力中压／低压3．82／0．4MPa
额定蒸汽温度中压／低压450／151℃
烟气自下而上依次冲刷高？低温过热器、蒸发器和省煤器，然后经烟囱排入大气。鳍片管受热面水平错列布置，而各级受热面分成若干管箱，组装出厂。采用喷水减温控制蒸汽温度。本厂产品严格遵守中华人民共和国劳动人事部颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和机械部颁发的有关锅炉制造标准及技术条件进行设计、制造，确保性能安全可靠，本厂能及时为用户提供各种配件及优良的产品服务工作。
余热锅炉设备概述和规范
2. 锅炉概述及规范 2.1 锅炉概述 2.1.1 本锅炉是带烟气旁路系统、带凝结水加热器、自除氧、无补燃、自然循环、三压燃气轮机余热锅炉，与M251S型燃气轮机相匹配，为燃气--—蒸汽联合循环电站的配套主机。 2.1.2 本锅炉露天单层布置，锅炉本体和旁通系统均按七度地震烈度设防，锅炉正常运行时，各区段烟道均能承受燃机正常运行时的排气压力及冲击。 2.1.3 本锅炉严格按照中华人民共和国劳动人事部96年颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和我国现行的锅炉专业制造标准及技术条件进行设计和制造，确保产品的安全可靠性。 2.1.4 本锅炉适用于以高炉煤气+焦炉煤气为燃料的燃气轮机排气条件，亦可作为含尘量低的大流量中低温烟气余热回收设备。 2.1.5 本锅炉整体布置及各部件关键结构参照国际上同类型先进产品，结构设计合理，能适应燃气轮机快速启停的特性，确保联合循环发电机组长期、安全、可靠、高效、经济运行。 2.1.6 本锅炉为三压无补燃自然循环型燃机余热锅炉，带烟气旁通系统，由一台M251S型燃气轮机配一台锅炉。该锅炉主要由进口烟道、烟气调节门、旁通烟囱、过渡烟道、水平烟道、锅炉本体、出口烟道、主烟囱及烟道膨胀节、钢架、平台扶梯等部件组成。 2.1.7 系统单循环时，烟气经进口烟道、烟气调节门及烟气消音器后，从旁通烟囱排出；系统联合循环时，旁通烟囱由调节门关闭，烟气从调节门后依次流经过渡烟道、水平烟道，然后进入锅炉本体的烟道，进入锅炉本体的烟气依次水平横向冲刷高压过热器、高压蒸发器、高压高温省煤器、低压过热器、低压蒸发器、高压低温省煤器与低压省煤器、除氧蒸发器、凝结水加热器，最后经出口烟道由主烟囱排出。 2.1.8 锅炉本体由三个不同压力参数的独立系统组成。受热面采用标准单元模块
余热锅炉锅炉设计说明书
下载可编辑 .专业.整理. 型号：NG-M701F-R 锅炉设计说明书 编号：03569BSM/03570SM 版本：A版 杭州锅炉集团有限公司 （杭州锅炉厂） 20022005年52月
下载可编辑 一. 前言 二. 锅炉规范 1.燃机排气烟气参数（设计工况） 2.余热锅炉设计参数 3.锅炉给水和补给水品质要求 4.锅炉炉水和蒸汽品质 三. 锅炉结构 1.总体概述 2.锅筒及内部装置 3.过热器、再热器与减温器 4.蒸发器及下降管、上升管 5.省煤器 6.钢架和护板及平台扶梯 7.锅炉岛范围内管道及附件 8.进口烟道、出口烟道及主烟囱 9.膨胀节 10.保温、内护板和护板 11.检查门及测量孔 12.配套辅机 13.附表－受热面数据表 .专业.整理.
下载可编辑 一. 前言 燃气---蒸汽联合循环电站是目前国际上发展最快的发电形式，它具有发电效率高，建设周期短，操作运行方便，调峰能力强等优点，对我国的电力供应具有重大意义。这类发电机组有利于改善电网结构，特别适合用于地区调峰发电。 杭州锅炉集团公司为配合“西气东输”工程及广东液化天然气（LNG）引进工程，在多年自身开发研究制造燃气轮机余热锅炉的基础上，引进美国NOOTER/ERIKSEN公司全套燃气轮机余热锅炉设计技术，设计制造本套燃气轮机余热锅炉。 本余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，它与PG9341FAM701F 型燃气轮机相匹配,是燃气---蒸汽联合循环电站的主机之一。本锅炉适用于以液化天然气等清洁燃料为设计燃料的燃气轮机排气条件，其主要优点有： 1．采用优化的标准设计，模块化结构，布置合理，性能先进，高效节能。 2．适应燃机频繁起停要求，调峰能力强，启动快捷。 3．采用自然循环方式，水循环经过程序计算，安全可靠，系统简洁，运行操作方便可靠。 4．采用高效传热元件——开齿螺旋鳍片管，解决了燃机排气与工质间小温差、大流量、低阻力传热困难的问题。 5．采用全疏水结构，锅炉疏排水方便，彻底。 6．锅炉采用单排框架结构，全悬吊形式，受力均匀，热膨胀自由，密封性能好。 7．采用内保温的冷护板形式，散热小，热膨胀量小。 8．锅炉受热面及烟道、护板在考虑现场安装条件的基础上，尽量加大模块化程度，工艺精良，安装方便，周期短。 9．锅炉受热面采用顺列布置，可以在规定的压降范围内提供最优化的热交换，并提供了有效的清理空间。 10．优化选择各受热面内工质压降，使工质侧阻力降低且沿锅炉宽度方向流速均匀。 本锅炉按室外布置设计，锅炉和烟气通道均按地震烈度七度设防。锅炉为正压运行，各区段烟通道系统均能承受燃机正常运行的排气压力及冲击力。 .专业.整理.
余热锅炉系统工作原理及技术特点
余热锅炉系统工作原理及技术特点 中国锅炉网资讯栏目.glwww./news/5/ §1概论 一、简述 在燃气轮机做功后排出的燃气，仍具有比较高的温度，一般在540℃左右，利用这部分气体的热能，可以提高整个装置的热效率。通常是利用此热量加热水，使水变成蒸汽。蒸汽可以用来推动蒸汽轮机一发电机，也可用于生产过程的加热或供生活取暖用。对于稠油的油田可以用蒸汽直接注入油井中，以提高采油量。根据不同的蒸汽用途，要求有相应的蒸汽压力和蒸汽温度，也就需要不同参数的产汽设备。利用燃气轮机排气的热量来产汽的设备，称为“热回收蒸汽发生器”，表明回收了排气的热量，用英文字母HRSG来表示。我国习惯上称为“余热锅炉，本文也采用“余热锅炉”的名称，并把燃气轮机的排气简称为“烟气”。 “余热锅炉”通常是没有燃烧器的，如果需要高压高温的蒸汽，可以在“余热锅炉”装一个附加燃烧器。通过燃料的燃烧使整个烟气温度升高，能够产生高参数的蒸汽。例如某余热锅炉不装燃烧器时，入口烟气温度为500℃，装设附加燃烧器后，可使入口烟气温度达到756℃。蒸汽的压力可以从4MPa升到10MPa，蒸汽的温度可以从450℃升到510℃，蒸汽可以供高温高压汽轮机用，从而增加了电功率输出。目前我国油田进口的余热锅炉的蒸汽参数有：4MPa配450℃及1.4MPa配195℃（饱和蒸汽）。前者供给中压汽轮机来发电，后者可以供生产或供生活取暖用。 注：关于多种余热锅炉，余热锅炉利用燃气轮机排气的方式，补燃问题。 二、余热锅炉的组成 （一）蒸汽的生产过程 图19－1是一台余热锅炉的结构示意图，从图中可以看出产汽的过程。
图19－1强制循环余热锅炉 （注意蒸发器为顺流布置，即管束流向自下而上，以免上下弯头处积汽。） 从燃气轮机出口的烟气，经烟道到余热锅炉入口，烟气自下而上流动，流经过热器、两组蒸发器和省煤器，最后排入烟囱。排烟温度约为150－180℃，烟气温度从540℃降到排烟温度，所放出的热量用来使水变成蒸汽。进入余热锅炉的给水，其温度约为105℃左右，先进入上部的省煤器，水在省煤器吸收热量使水温上升，水温升到略低于汽包压力下的饱和温度，就离开省煤器进入汽包。进入汽包的水与汽包的饱和水混合后，沿汽包下方的下降管到循环泵，水在循环泵中压力升高，分别进入两组蒸发器，在蒸发器的水吸热开始产汽，通常是只有一部份水变成汽，所以在蒸发器管流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器进入汽包上部。在汽包装有汽水分离设备，可以把汽和水分开，水落到汽包水空间，而蒸汽从汽包顶部出来到过热器。在过热器吸收热量，使饱和蒸汽变成过热蒸汽。根据产汽过程有三个阶段，对应的应该要有三个受热面，即省煤器、蒸发器和过热器。如果不需要过热蒸汽，只需要饱和蒸汽，可以不装过热器。 （二）余热锅炉的型式 1、强制循环余热锅炉 图19－1所示的余热锅炉就是强制循环余热锅炉。从汽包下部出来的水经一台循环泵后，进入蒸发器，是靠循环泵产生的动力使水循环的，称为“强制循环余热锅炉”。其特点是；各受热面组件的管子是水平的，受热面之间是沿高度方向布置，可节省地面的面积，并使出口处的烟囱高度缩短。但在运行中需要循环泵，使运行复杂，增加维修费用。目前油田进口的余热锅炉，多数采用此种型式。 2．自然循环余热锅炉 图19－2是一自然循环余热锅炉，全部受热面组件的管子是垂直的。给水进入省煤器吸热后，进入汽包。汽包有下降管与蒸发部的下联箱相连，下降管位于烟道外面，不吸收烟气的热量。汽包还与蒸发器的上联箱相连。直立管簇吸收烟气的热量。当水吸收烟气热量就有部份水变成蒸汽，由于蒸汽的密度比水的密度要小得多，所以直立管汽和水混合物的平均密度要小于下降管中水的密度，两者密度差形成了水的循环。也就是说：不吸热的下降管的水比较重，向下流动。直立管的汽水混合物向上流动，形成连续产汽过程。此时进入蒸发器的水不是靠循环泵的动力，而是靠流体的密度差而流动，这种余热锅炉称为“自然循环余热锅炉”。其特点是：省去循环泵，使运行和维修简单。但各受热面是沿水平方向布置，占地面积大，在排烟处所需烟囱的高度要高。 图2 自然循环余热锅炉
燃气轮机余热锅炉技术
燃气轮机余热锅炉技术 燃气轮机余热锅炉技术 燃气一蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术，它己成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。 经过近三十年的研究和不断改进，联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率（后者 <=42％），而且在众多方面均体现出明显的优势。它己成为全世界公认的具有发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短。占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。 1．1原理及应用 燃气一蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。众所周知，锅炉一蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽（通常参数为3.82～16.7MPa， 450～550℃）在汽轮机中作功转换成机械能，完成朗肯循环过程；燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程，这种热力循环又称布雷顿循环，它是由压气机将空气加压进入燃烧室，燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功，燃机将高温高压燃气的能量（通常参数约0．5～1Mpa 1000～1300℃）转换成机械能。在烟气温度降至500℃左右时排放，人们充分利用这两种热力循环的特点，把它们结合在一起，组成“联合循环”，使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度，为提高电站热效率开辟了一条新途径，这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。 目前燃气轮机发电在世界上已广为应用，其发电容量占世界总发电容量的11％。近些年来，世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展；每年新增的联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量的的40％～50％。据报道，1981～1990年，世界各燃机制造公司共售出1661台燃机，总容量为54900MW，其中用于联合循环的占37．9％,1992年，这个比例上升为44．7％。美国在1992～1996年中，新增火力发电厂总装机容量的38．5％是采用燃机联合循环的。当今世界上单台燃机最大功率己达250MM，联合循环总功率达350MW。能生产300MW等级联合循环厂家有GE、SIEMENS、ABB和ALSTOM等著名公司，联合循环电站效率高达58％以上。现在燃气轮机正向着大功率、高燃烧温度发展。联合循环采用三压再热循环机组，具有更高的机组效率和可*性。燃气一蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设的重要组成部分。 我国早在六十年代就己开始关注这项技术的发展，由于工业技术、经济能力及能源政策等诸多因素的影响，这种高难度的大型设备在我国一直停留在研究状态。近些年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展和电力供应的需要。燃气轮机发电机组在我国己开始
燃气轮机余热锅炉
燃气轮机余热锅炉 2004年5月
目录 1、概述 2、国内外燃机余热锅炉现状 3、不同类型燃机余热锅炉的比较 4、重要热工特性的确定 5、重要结构特性的确定 6、燃机余热锅炉热平衡方程 7、螺旋翅片管的设计 8、受热面管组的设计 9、典型燃机余热锅炉规范 10、本公司燃机余热锅炉特点 11、锅炉的重量构成与价格构成 12、主要的设计标准 13、提供审查的主要设计文件
1. 概述 1.1 联合循环分为两大类 a. 蒸汽－燃气联合循环 ●以蒸汽作功为主的联合循环。 ●以增压锅炉、蒸汽轮机为主，燃气轮机作为废气透平使用，不对外作功或提供一定的剩余功。 b. 燃气－蒸汽联合循环 ●以燃气轮机为主的联合循环 ●燃气轮机为其主机，余热锅炉和蒸汽轮机作功约占燃气轮机的50％。 1.2 燃气－蒸汽联合循环发电机组与常规火电机组比较 ●循环效率高 ●可靠性好 ●重量尺寸小 ●启动速度快 ●耗水量少 ●建设周期短 ●投资费用省 ●环保指标优异 由于上述优点，发展迅速，大有后来居上，取代常规火电机组之势。世界各主要工业国家，均已将燃气－蒸汽联合循环确立为电工工业发展方向。日本更宣布新建电厂必须采用联合循环。据报导，1998年世界新建电站中，联合循环与常规火电总功率之比为1:1，2000年则达到3.7:1。我国正在大力发展。 1.3 燃机余热锅炉是联合循环电站不可或缺的设备。在联合循环电站中，其地位仅次于燃机轮机，高于蒸汽轮机。 1.4 余热锅炉与废热锅炉的区别 ●燃机余热锅炉不称为废热锅炉。 ●余热锅炉属烟道式锅炉范畴，划归锅炉专业，按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》设计，一般是水管锅炉。 ●废热锅炉划归压力容器专业，按《压力容器安全技术监察规程》设计，一般
燃机余热锅炉基本原理
1 燃机余热锅炉基本原理介绍 燃机余热锅炉，英文简写为HRSG （Heat Recovery Steam Generator ），是燃气－蒸汽联合循环的重要组成部分。其主要工作原理是通过布置大量的换热管（通常采用螺旋鳍片管）来吸收燃机排气的余热，产生蒸汽供汽机发电或作为供热及其它工艺用汽。 燃机余热锅炉发展至今，形成了各种结构形式和布置方法，简单介绍如下。 燃机余热锅炉按照其循环方式主要分为两种形式：即受热面水平布置的强制循环余热锅炉和受热面垂直布置的自然循环余热锅炉，两者的主要区别是强制循环锅炉需配置循环泵依靠循环泵的压头实现蒸发器内的水循环，而自然循环则主要靠下降管和受热的蒸发管束中工质的密度差来实现循环。强制循环就国外而言主要在欧洲使用较多，国内主要用于燃机燃用重油等含灰较多燃料、受热面需吹灰和清洗的情况，如我厂提供深圳南山电厂、月亮湾等电厂的9E 级燃机余热锅炉及浙江金华、广州明珠等6B 级燃机余热锅炉。自然循环就国外而言主要用于美国，国内主要用于燃机燃用天然气、轻油等清洁燃料的燃机余热锅炉，如我厂提供的深圳金岗、天津滨海等的6B ，江苏无锡、海南南山的FT-8及海南洋浦V94.2燃机余热锅炉。 强制循环和自然循环余热锅炉的结构形式见附图1和附图2 。 附图1强制循环余热锅炉
2 附图2自然循环余热锅炉 燃机余热锅炉按照是否补燃分为补燃型余热锅炉和非补燃型余热锅炉，除非是用于热电联产或其它特殊工艺要求，一般应选用非补燃型余热锅炉，因为补燃会降低余热锅炉的效率。 一般补燃采用烟道式燃烧器，布置在进口烟道中，仅利用燃机排气中的氧气而不掺入补燃空气，补燃后烟气温度控制在750℃以下。 烟道式补燃燃烧器的布置位置见附图3，其结构见附图4 。
燃气轮机余热锅炉情况简介
燃气轮机余热锅炉情况简介 杭州锅炉厂 1．概述 燃气一蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术，它己成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。 经过近三十年的研究和不断改进，联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率（后者 <=42％），而且在众多方面均体现出明显的优势。它己成为全世界公认的具有发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短。占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。1．1原理及应用 燃气一蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。众所周知，锅炉一蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽（通常参数为3.82～16.7MPa，450～550℃）在汽轮机中作功转换成机械能，完成朗肯循环过程；燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程，这种热力循环又称布雷顿循环，它是由压气机将空气加压进入燃烧室，燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功，燃机将高温高压燃气的能量（通常参数约0．5～1Mpa 1000～1300℃）转换成机械能。在烟气温度降至500℃左右时排放，人们充分利用这两种热力循环的特点，把它们结合在一起，组成“联合循环”，使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度，为提高电站热效率开辟了一条新途径，这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。 目前燃气轮机发电在世界上已广为应用，其发电容量占世界总发电容量的11％。近些年来，世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展；每年新增的联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量的的40％～50％。据报道，1981～1990年，世界各燃机制造公司共售出1661台燃机，总容量为54900MW，其中用于联合循环的占37．9％,1992年，这个比例上升为44．7％。美国在1992～1996年中，新增火力发电厂总装机容量的38．5％是采用燃机联合循环的。当今世界上单台燃机最大功率己达250MM，联合循环总功率达350MW。能生产300MW等级联合循环厂家有GE、SIEMENS、ABB和ALSTOM等著名公司，联合循环电站效率高达58％以上。现在燃气轮机正向着大功率、高燃烧温度发展。联合循环采用三压再热循环机组，具有更高的机组效率和可靠性。燃气一蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设的重要组成部分。 我国早在六十年代就己开始关注这项技术的发展，由于工业技术、经济能力及能源政策等诸多因素的影响，这种高难度的大型设备在我国一直停留在研究状态。近些年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展和电力供应的需要。燃气轮机发电机组在我国己开始投入使用并获得快速发展。我国己陆续引进了几十套燃气轮机发电机组和联合循环系统，到1998年6月，20MW以上的燃气轮机发电机组及联合循环电站总装机容量为6268．9MW，占国内火电机组总容量的3．5％。为联合循环发电设备在我国的推广应用建立了良好的条件。1．2杭州锅炉厂开发燃机余热锅炉概况 1．2．1基础工作 杭州锅炉厂长期致力于燃机余热锅炉的研究和产品开发，早在七十年代中，就被原机械工业部定点作为我国余热锅炉的研究开发和制造基地。并于1977年批准成立杭州余热锅炉研究所。七十年代后期，我厂成功研制了燃机余热锅炉的高效换热元件及其关键非标绕制设备；八十年代初建成大型传热风洞试验台，进行了国产螺旋鳍片管的热力和阻力特性研究，获得
余热锅炉设备概述和要求规范
2. 锅炉概述及规范 2.1锅炉概述 2.1.1 本锅炉是带烟气旁路系统、带凝结水加热器、自除氧、无补燃、自然循环、三压燃气轮机余热锅炉，与M251S型燃气轮机相匹配，为燃气--—蒸汽联合循环电站的配套主机。 2.1.2 本锅炉露天单层布置，锅炉本体和旁通系统均按七度地震烈度设防，锅炉正常运行时，各区段烟道均能承受燃机正常运行时的排气压力及冲击。 2.1.3 本锅炉严格按照中华人民共和国劳动人事部96年颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和我国现行的锅炉专业制造标准及技术条件进行设计和制造，确保产品的安全可靠性。 2.1.4 本锅炉适用于以高炉煤气+焦炉煤气为燃料的燃气轮机排气条件，亦可作为含尘量低的大流量中低温烟气余热回收设备。 2.1.5 本锅炉整体布置及各部件关键结构参照国际上同类型先进产品，结构设计合理，能适应燃气轮机快速启停的特性，确保联合循环发电机组长期、安全、可靠、高效、经济运行。 2.1.6 本锅炉为三压无补燃自然循环型燃机余热锅炉，带烟气旁通系统，由一台M251S型燃气轮机配一台锅炉。该锅炉主要由进口烟道、烟气调节门、旁通烟囱、过渡烟道、水平烟道、锅炉本体、出口烟道、主烟囱及烟道膨胀节、钢架、平台扶梯等部件组成。 2.1.7 系统单循环时，烟气经进口烟道、烟气调节门及烟气消音器后，从旁通烟囱排出；系统联合循环时，旁通烟囱由调节门关闭，烟气从调节门后依次流经过渡烟道、水平烟道，然后进入锅炉本体的烟道，进入锅炉本体的烟气依次水平横
向冲刷高压过热器、高压蒸发器、高压高温省煤器、低压过热器、低压蒸发器、高压低温省煤器与低压省煤器、除氧蒸发器、凝结水加热器，最后经出口烟道由主烟囱排出。 2.1.8 锅炉本体由三个不同压力参数的独立系统组成。受热面采用标准单元模块式结构，由垂直布置的错列开齿螺旋鳍片管和上下集箱组成，以获得最佳的传热效果和最低的烟气压降。 2.1.9 由冷凝器来的凝结水首先进入布置在锅炉最后面的凝结水加热器，然后进入除氧器，除氧器中的水再以自然循环的方式在除氧蒸发器中加热除氧，然后作为锅炉高、低压的给水储存在除氧水箱中，此为一压。然后此给水又被分为高、低压两路。一路经低压给水泵加压后进入低压省煤器，并从下方进入低压锅筒，然后经低压蒸发器后，再经低压过热器加热至额定参数，即第二压。另一路给水经高压给水泵加压后进入高压低温省煤器、高压高温省煤器，然后从上方进入高压锅筒，经高压蒸发器加热变为高压饱和蒸汽，再经高压过热器加热至额定参数，此为第三压。由此形成了三压系统。 2.1.10 其中，高压低温、低压省煤器并列布置。高、缸锅筒都采用自然循环蒸发系统，分别用两根集中下将管将水引入各蒸发器管屏，根据其蒸发强度的差异，以不同口径的导管引出至锅筒。锅筒内设有汽水分离装置以保证蒸汽的品质，饱和蒸汽由锅筒顶部引出。 2.1.11 高压过热器中段设置了喷水减温器，以调节出口过热蒸汽的温度。低压过热器不设减温器。 2.1.12 本锅炉从入口膨胀节至锅炉出口主烟囱中心的总长约为30米，最大宽度约为9．3米，旁通烟囱和主烟囱标高同为30米，锅炉本体钢架中心尺寸(长x