余热锅炉特点及主要部件探析丛洋

余热锅炉特点及主要部件探析丛洋

丛洋

（华能洋浦热电有限公司海南洋浦578101）

摘要：随着经济的发展，工业发展迅速，余热锅炉作为当下应用较为普遍的一种工业设备，其在节能减排的时代背景下有着十分显著的应用价值。本文就余热锅炉的主要特点以及其相关部件的相关因素展开探析，同时就余热锅炉的构造类型以及结构特点加以分析。旨在通过相关研究工作的开展，为今后余热锅炉市场的优化与发展提供积极的参考。

关键词：余热锅炉；特点；主要部件

随着社会对能源需求的日益增长，各国都越来越关注如何应对日益严峻的能源危机。面对这种形势，我国在“十一五”期间，先后发布了《节能减排综合性工作方案》、《可再生能源中长期发展规划》、《中国应对气候变化国家方案》，一方面要求大力发展可再生能源，另一方面要抓好重点节能工程。“十一五”期间，我国通过节能提高能效，少消耗能源6.3亿吨标准煤，减少二氧化碳排放14.6亿吨，全国单位GDP能耗下降19.1%，得到国际社会的广泛赞誉。根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要（草案）》，“十二五”期间，我国单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放要分别下降16％和17％，国家节能减排任务艰巨，实施钢铁、建材、有色、石油石化、化工等重点耗能行业余热余压利用、节约等项目仍然是节能工作的重点。因此作为一种有效的节能设备的余热锅炉受到了广泛的重视，有着广阔的市场前景和应用空间。

1余热锅炉特点

与常规的工业锅炉相比，余热锅炉(除非有补燃要求)都没有燃烧装置，因此，其载热介质种类和来源多种多样，从而导致余热锅炉受热面的布置和材料的选择与常见的工业锅炉有很大的不同。余热锅炉多半是分散装置在工艺过程的各部位中，因此，它的安全、可靠性以及稳定持久性要求甚高。此外，工艺废气是高温高压的，有时气体还有爆炸性，这就要求余热锅炉有高度的严密性，要经受得住高温热应力、高温腐蚀和高温气体入口突然冷却冲击。特别是余热锅炉入口处，为解决其高温热应力，往往有很多结构上的变化而成为各种余热锅炉的特点。①余热锅炉过热器，过热器一般由蛇形盘管、分配集箱集、流集箱以及其他组件等组成。在余热锅炉中，有的布置在冷却室顶棚，有的把它当作第一、二烟道隔墙或侧墙，有的悬挂在第二烟道中。根据过热蒸汽温度的高低可以设置一级或二级过热器，同时根据过热器布置处的温度区间，又可分为辐射式过热器和对流式过热器;根据烟气与蒸汽流向的相互关系，对流过热器可分为顺流、逆流和混合流式过热器。按放置的方式，可分为立式和卧式过热器。由于烟气及烟尘条件恶劣的情况，余热锅炉多采用立式过热器。在烟气及烟尘条件极其恶劣的有色冶炼炉余热锅炉中，由于烟气的粘结性较强，且具有较强的腐蚀性，常常不设置过热器。②余热锅炉蒸发器，蒸发器是余热锅炉主要受热面，因此，蒸发器的受热面积是很大的。蒸发器主体结构是在上下锅筒(或集箱)之间布置管子，管子与上下锅筒采用胀接方式连接，但由于多种因素的制约，上下锅筒间可布置钢管数是有限的，单管长度也不可能太长，因此采用光管受热面积往往不够。解决办法之一是另加装有上下集箱的受热管排，上集箱与上锅筒相连，下集箱与下锅筒相连，但该法给安装和检修带来不便。另一种解决办法是选用传热效果好的结构，如采用翅片管。③余热锅炉省煤器，省煤器作为余热锅炉的尾部受热面，给水在进入锅炉前先经过它，用以吸收烟气的热量，使排烟温度降低，提高锅炉效率。同时，由于省煤器在同一部位比蒸发受热面的温压要大，传热好，既省受热面，又能更有效地冷却烟气，另外给水经过预热再送入汽包会减少汽包所承受的热应力，对汽包运行有很大好处。也有些余热锅炉不设置省煤器，因为这些锅炉为了防止低温腐蚀，排烟温度一般比较高(约350℃左右)。

2余热锅炉主要部件探析

2.1余热锅炉过热器结构简析

过热器作为余热锅炉的主要部件，其主要的作用是将锅炉所产生的饱和蒸汽，进行进一步的吸收热量。以此来达到一种过热的状态并最终形成过热蒸汽。过热器的组成相对复杂，一般有流集箱、分配集箱集以及其他组件。在余热锅炉的整体结构中，过热器一般装置在冷却室的顶棚部位。根据过热蒸汽温度的差异，过热器可设置为一级或是二级。而根据过热器布置区域的实际温度差异，过热器也分为对流式以及辐射式。由于余热锅炉的工作环境通常烟气及烟尘条件较差，所以余热锅炉多选用立式过热器。但是对于一些有色冶炼作业环境下，由于所属区域的空气具有较高的站粘性，所以这种环境下的余热锅炉也通常不设置过热器。

2.2管子

余热锅炉的管子主要分为蛇形管、散管和导管。多数余热锅炉的载热介质品质不高，产品设计时要么采用加大受热面，要么采用传热效果好的结构形式，因此蛇形管又分为：光管蛇形管和翅片蛇形管。光管蛇形管的制作工艺和常见的工业锅炉蛇形管制作相同，都是：接长→工业电视探伤→系统弯管机弯制，可以采用自动化生产线。翅片蛇形管分为螺旋翅片管和直条状翅片管，螺旋翅片管需要采用专用的螺旋翅片管生产线进行绕制和焊接，直条状翅片管也是先要进行管子和翅片的焊接。这两种翅片管的接长和弯制只能待绕制完成后或翅片焊接完成后再采用手工弯制和接长，蛇形管部件制作目前无法采用自动化生产线。余热锅炉蛇形管部件的制作还有一个特别之处是：为了增加受热面，设计时出现了大量的小R弯头，需要单独的小R挤压机及配套装置。散管和导管的制作主要采用手工弯管机，因为余热锅炉受热面布置较散，大量的导管带有空间弯头，手工弯制工作量较大。

2.3膜式壁

余热锅炉膜式壁制作和常见的工业锅炉膜式壁制作没有太大的差别，都是采用膜式壁生产线进行焊接。只是有些余热锅炉根据结构形式的要求，需要将焊接后的膜式壁管屏进行压制，形成圆形的通道式受热面，其需要较大的装配场地。

2.4管屏

余热锅炉管屏一般由管子和集箱，或蛇形管和集箱组成，两者的焊接连接要求较高，一般在车间内采用手工焊接完成，而常见的工业锅炉管子和集箱在现场进行焊接。余热锅炉对流管束管屏中有较大部分采用的结构是两集箱间用较多的螺旋翅片管连接，翅片管与集箱间用插入式角焊缝的形式。由于翅片管密集焊接在集箱上，焊角高度又较高，集箱焊后收缩变形量大，如不注意合理的焊接顺序、方法，可能导致两边翅片管因集箱变形而无法装配。同时，由于焊缝密集导致集箱焊后残余应力较大，较易产生冷裂纹。从而使装配质量难以保证。有的甚至锅炉运行一段时间后，管子与集箱的焊缝处出现撕裂现象。因此，为确保管屏的制造质量，在制造工艺上需采取一些措施，如设计专用胎具刚性固定，预留焊接收缩余量；选择合理的装配、焊接顺序、选用焊接线能量较低的焊接方法、焊后局部热处理等。管子和集箱组成管屏后，其部件重量也变得较大，其对厂房起吊能力要求较高，是常见的工业锅炉相应部件制作起吊吨位的几倍。

结语

节能减排是我国经济可持续发展的需要，是国家长期的发展方针。余热锅炉在能源高效利用、环境保护等方面具有明显的优势，在节能环保的政策背景下，中国余热锅炉行业将迎来新的发展机遇。因此，在余热锅炉的制造生产过程中，不断总结和改进制造技术，对提高余热锅炉的制造能力和产品质量有着至关重要的作用。

参考文献:

［1］林宗虎，徐通模．实用锅炉手册［M］．北京:化学工业出版社，2009．

［2］虞国锋，姜广聪．纯低温余热锅炉管屏制造工艺［J］．中国特种设备安全，2007，23(6):24－25．

［3］谢奎．浅谈余热锅炉的安装方法［J］．现代物业，2011(12):108-109．