【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下幾種主要型式： (1)廢煙氣不需要進(jìn)一步處理的余熱鍋妒； (2)廢煙氣需要進(jìn)一步處理的余熱鍋爐； (3)廢煙氣要進(jìn)一步處理， 且其冷卻應(yīng)在給定的間時(shí)內(nèi)完成的余熱鍋爐； (4)固體顯熱的余熱鍋爐 余熱鍋爐的發(fā)展 我國(guó)在上世紀(jì) 50、 60 年代還沒(méi)有研究和設(shè)計(jì)余熱鍋爐的專業(yè)隊(duì)伍，主要是仿制一些余熱鍋爐。在 70 年代初發(fā)生世界性石油危機(jī)和各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家爭(zhēng)相加快余熱鍋爐的開(kāi)發(fā)時(shí)，我國(guó)也著手并開(kāi)始實(shí)施發(fā)展余熱鍋爐的規(guī)劃，并從 1974年～ 1980 年，先后投資擴(kuò)建余熱鍋爐研究和制造基地，現(xiàn)已具有一定的余熱鍋爐研制能力及雄厚的科研基礎(chǔ)。至今已開(kāi)發(fā)并制造了涉及 19 各類別、 92 各品種、129 各規(guī)格、用于冶金、化工、建材和輕紡等行業(yè)的余熱鍋爐。 但是和外國(guó)先進(jìn)的技術(shù)來(lái)說(shuō)，還是有許多不足，所以 加強(qiáng)與國(guó)外的技術(shù)交流，借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn) 是必不可少的。 美國(guó)在 50 年代就開(kāi) 始研究用于回收鋼鐵工業(yè)余熱回收的余熱鍋爐，此后相繼開(kāi)展了用于回收其它行業(yè)余熱源的余熱鍋爐研制，至今已經(jīng)有四五十年的歷史，并積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。上世紀(jì) 7O 年代末，美國(guó) Q— DOT 公司開(kāi)始研制 Q— DOT 式熱管式余熱鍋爐，首臺(tái)鍋爐用于甲苯的蒸發(fā)加熱。到目前為止，正在運(yùn)行中的熱管式余熱鍋爐已有數(shù)十臺(tái)。另外，美國(guó)能源研究開(kāi)發(fā)中心開(kāi)發(fā)了以甲苯為工質(zhì)，回收利用燒結(jié)機(jī)排煙余熱的發(fā)電系統(tǒng)。這一余熱發(fā)電系統(tǒng)除利用燒結(jié)機(jī)排煙余熱外，還可利用其它各種工藝或各種設(shè)備產(chǎn)生的中低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電。美國(guó)十分重視利用城市垃圾的能源資源，目前有大約 160 個(gè)垃圾一能源工廠。已投人運(yùn)行的垃圾余熱發(fā)電站有 28 座，裝機(jī)容量已達(dá)到 1270MW。在今后十年內(nèi)，垃圾發(fā)電事業(yè)將成為發(fā)展最快的行業(yè)之一。 余熱鍋爐水位控制的現(xiàn)狀和發(fā)展 對(duì)于余熱鍋爐的水位控制系統(tǒng)方面來(lái)說(shuō)，由于 目前國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都已經(jīng)開(kāi)始對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行仔細(xì)研究 ， 希望通過(guò)研究幣斷提高整個(gè)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的效率。在這種背景下余熱鍋爐的自動(dòng)控制 ， 無(wú)論在 控制規(guī)律、控制算法和實(shí)現(xiàn)方法等方面都得到了大幅提高 。 在 控制規(guī)律方面 ， 有單沖量、雙沖量、及各種三沖量控制方案 ，這些方案 克服了傳統(tǒng) PID 控制器參數(shù)不可改變的缺點(diǎn)， 提高了系統(tǒng)的控制品質(zhì) ，在精準(zhǔn)度上有了很高的提升。 目前國(guó)內(nèi)外 關(guān) 于鍋爐水位控制一般均采用三沖量控制 ， 有以下兩種常用的方案 ： 單級(jí)三沖量控制系統(tǒng) 。 由鍋筒水位調(diào)節(jié)器和給水流量調(diào)節(jié)器組成的串級(jí)控制方案 。 這兩種方案都有著或多或少的缺點(diǎn)，前者 如果系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不能確保物料平衡 ， 則負(fù)荷變化時(shí) ， 水位將有余差 。后者雖然精確較高可以消除余差，但其構(gòu)成復(fù)雜，成本過(guò)高。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ， 數(shù)字式控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸代 替 了儀表控制系統(tǒng) ， 在鍋爐水位控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng) ， PLC 控制系統(tǒng)、單片機(jī) 控制 系統(tǒng) 等技術(shù)方案。近年來(lái) ， 以基 PLC 的控制系統(tǒng)最為普遍 ，其特點(diǎn)是硬件穩(wěn)定可靠、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、二次 開(kāi) 發(fā)能力較強(qiáng)。 因此其系統(tǒng)的壽命很高，便于收回成本。 余熱鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 余熱鍋爐的 分類及 結(jié)構(gòu) 余熱鍋爐的分類 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，余熱鍋爐可分為管殼式和煙道式余熱鍋爐。管殼式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與管殼式換熱器無(wú)多大區(qū)別，并同樣有固定管板式、浮頭式及 U 形管式等。煙道式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與普通鍋爐的相似，有耐火磚砌成爐膛，爐膛內(nèi)裝設(shè)管束，高溫氣體通過(guò)爐膛，將管束內(nèi)流動(dòng)的水加熱汽化。 煙道式余熱鍋爐是一種用以回收利用各 種爐窯的排煙余熱的鍋爐。由于余熱源是爐窯排出的，一般都是常壓或微正壓的熾熱煙氣（或工藝氣）。且這類余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與工業(yè)鍋爐或電站鍋爐相似，故稱為煙道式余熱鍋爐。常用于硫酸生產(chǎn)裝置、石油裂解裝置、催化裂化裝置等。 煙道式余熱鍋爐是水管鍋爐，水或蒸汽在受熱管的管內(nèi)流動(dòng)，煙氣在受熱管管外的煙道中流動(dòng)。煙氣通過(guò)沖刷管子的外表面將熱量傳遞給管內(nèi)的水或蒸汽。煙道式余熱鍋爐的顯著特點(diǎn)是，在一個(gè)煙道里有預(yù)熱器、過(guò)熱器、蒸發(fā)器、省煤器、煙囪、汽包、上升管、下降管、等部件。 管殼式余熱鍋爐是火管鍋爐，煙氣在受熱管管內(nèi)流動(dòng)，水在 管外的鍋殼中流動(dòng)。熱量通過(guò)管壁傳遞給管外的水。通常管殼式余熱鍋爐只是水的蒸發(fā)，沒(méi)有過(guò)熱段和省煤段。大型管殼式余熱鍋爐有汽包、上升管、下降管。而小型管殼式余熱鍋爐采用鍋殼上部的空間進(jìn)行汽水分離。 根據(jù)高溫氣體通過(guò)管內(nèi)還是管外，余熱鍋爐分為火管余熱鍋爐和水管余熱鍋爐。水管余熱鍋爐有雙套式（俗稱刺刀形）、立式 U 形管式等形式；火管余熱鍋爐有一段式結(jié)構(gòu)和二段式結(jié)構(gòu)。 火管余熱鍋爐是高溫氣體在爐管內(nèi)流動(dòng)。沸水從汽包經(jīng)下降管流入鍋爐底部，在管壁受熱，變?yōu)槠旌衔?，由上升管返回汽包。這種余熱鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因殼體承受蒸 汽壓力，適用于生產(chǎn)壓力不高的蒸汽。 水管余熱鍋爐是沸水流過(guò)管內(nèi)，高溫氣體流經(jīng)關(guān)外。因鍋爐的殼體不承受蒸汽壓力，適用于生產(chǎn)高壓蒸汽。根據(jù)沸水的流動(dòng)形式，水管余熱鍋爐又可分為以下形式； ①自然循環(huán)式，管內(nèi)沸水流動(dòng)的推動(dòng)力是下降管內(nèi)的水與上升管內(nèi)的汽水混合物之間的密度差。為保證一定的存環(huán)量，汽包需有足夠的安裝高度。②強(qiáng)制循環(huán)式，在下降管路中安裝循環(huán)泵，借以提高管內(nèi)沸水流速，防止汽包停滯惡化傳熱。因這種鍋爐在運(yùn)轉(zhuǎn)、維修、投資等方面有許多不利因素，僅在特殊場(chǎng)合 采用。 余熱鍋爐的結(jié)構(gòu) 圖 1 強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋 爐 上圖所示的余熱鍋爐就是強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐。從汽包下部出來(lái)的水經(jīng)一臺(tái)循環(huán)泵后，進(jìn)入蒸發(fā)器，是靠循環(huán)泵產(chǎn)生的動(dòng)力使水循環(huán)的，稱為“強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐”。其特點(diǎn)是；各受熱面組件的管子是水平的，受熱面之間是沿高度方向布置，可節(jié)省地面的面積，并使出口處的煙囪高度縮短。但在運(yùn)行中需要循環(huán)泵，使運(yùn)行復(fù)雜，增加維修費(fèi)用。目前油田進(jìn)口的余熱鍋爐，多數(shù)采用此種型式。 圖 2 自然循環(huán)余熱鍋爐 上圖是一臺(tái)自然循環(huán)余熱鍋爐，全部受熱面組件的管子是垂直的。給水進(jìn)入省煤器吸熱后，進(jìn)入汽包。汽包有下降管與蒸發(fā)部的下聯(lián)箱相連，下降管 位于煙道外面，不吸收煙氣的熱量。汽包還與蒸發(fā)器的上聯(lián)箱相連。直立管簇吸收煙氣的熱量。當(dāng)水吸收煙氣熱量就有部份水變成蒸汽，由于蒸汽的密度比水的密度要小得多，所以直立管內(nèi)汽和水混合物的平均密度要小于下降管中水的密度，兩者密度差形成了水的循環(huán)。 也就是說(shuō)：不吸熱的下降管內(nèi)的水比較重，向下流動(dòng)。直立管內(nèi)的汽水混合物向上流動(dòng)，形成連續(xù)產(chǎn)汽過(guò)程。此時(shí)進(jìn)入蒸發(fā)器的水不是靠循環(huán)泵的動(dòng)力，而是靠流 體的密度差而流動(dòng)，這種余熱鍋爐稱為“自然循環(huán)余熱鍋爐”。其特點(diǎn)是：省去循環(huán)泵，使運(yùn)行和維修簡(jiǎn)單。但各受熱面是沿水平方向布置，占地面積大，在排煙處所需煙囪的高度要高。 余熱鍋爐生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)介 銅轉(zhuǎn)爐生產(chǎn) 過(guò)程簡(jiǎn)介 銅轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過(guò)程主要是從進(jìn)料口送入原料至爐膛內(nèi)進(jìn)行高溫熔煉。轉(zhuǎn)爐在吹煉過(guò)程中產(chǎn)生的火量高溫?zé)煔?，由余熱鍋爐降溫后再經(jīng)除塵、脫硫后排至大氣中。 轉(zhuǎn)爐熔煉的主要原料是：主料（電爐粗煉出的低品位冰銅）、冷料（用以調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度的固態(tài)冰銅）、熔劑 (石英砂，用于造渣 )。冷料和熔劑由運(yùn)輸皮帶送來(lái)裝入 各自的料倉(cāng)，再經(jīng)皮帶秤、活動(dòng)溜槽加入轉(zhuǎn)爐中。在轉(zhuǎn)爐爐體后下方，有 30 多個(gè)風(fēng)眼。熔煉過(guò)程中，由空壓機(jī)房送來(lái)的壓縮空氣，通過(guò)風(fēng)眼向爐內(nèi)送風(fēng)用以氧化爐內(nèi)雜質(zhì)，形成爐渣。風(fēng)壓約為約 ~ 風(fēng)量為 20xx0~46000 立方米 /小時(shí)。為提高爐內(nèi)溫度，縮短吹煉時(shí)間，需在鼓風(fēng)中加入一定量的純氧，含氧量的多少，由工藝要求設(shè)定，一般約為總風(fēng)量的 25%左右。銅轉(zhuǎn)爐在吹煉過(guò)程中，爐內(nèi)溫度 1300 攝氏度左右，產(chǎn)生的煙氣溫度在 900 攝氏度左右，含有大量熱能，煙氣被密封煙罩收集送往余熱鍋爐進(jìn)行降溫并生產(chǎn)蒸汽。最后旋風(fēng)吸塵器對(duì)余熱鍋爐出口煙氣（約 300 攝氏度）收塵。 余 熱鍋爐生產(chǎn)工藝過(guò)程 余熱鍋爐是專門用于與轉(zhuǎn)爐配套的熱能利用轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括熱交換、鍋筒、除氧水箱等三部分。它利用轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱?duì)鍋筒中的水循環(huán)加熱，并在鍋筒中進(jìn)行汽水分離，把產(chǎn)生的蒸汽送往廠區(qū)熱力網(wǎng)。余熱鍋爐工藝結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 圖 3 余熱鍋爐工藝機(jī)構(gòu)圖 其中，鍋簡(jiǎn)的給水來(lái)自除氧器，通過(guò)給水調(diào)節(jié)閥門來(lái)調(diào)整給水流量。同時(shí)，鍋簡(jiǎn)內(nèi)的水通過(guò)循環(huán)泵循環(huán)流經(jīng)熱交換器，吸取熱交換器中煙氣的熱量，以獲得能量。鍋筒內(nèi)的水溫遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，由此產(chǎn)生蒸 汽，經(jīng)過(guò)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥門送入廠區(qū)熱力網(wǎng)，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。從轉(zhuǎn)爐來(lái)的煙氣通過(guò)熱交換器