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余热锅炉，是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉。具有烟箱、烟道余热回收利用的燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉也称为余热锅炉，余热锅炉通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给其它工段使用。
余热锅炉工作原理就是燃油、燃气、燃煤经过燃烧产生高温烟气释放热量，高温烟气先进入炉膛，再进入前烟箱的余热回收装置，接着进入烟火管，最后进入后烟箱烟道内的余热回收装置，高温烟气变成低温烟气经烟囱排入大气。
余热锅炉是重要的节能设备各种冶炼炉和焙烧窑的排烟温度为650～1250℃；燃气轮机和柴油机等动力机械的排气温度为370～540℃。安装余热锅炉吸收这些排烟中的部分热量，全系统的热能利用率可以显著提高。
扩展资料：
余热锅炉分类
余热锅炉按燃料分为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉及外媒余热锅炉等。按用途分为余热热水锅炉、余热蒸汽锅炉、余热有机热载体锅炉等。
余热锅炉结构
余热锅炉由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管（下料溜）槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、人孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成。
锅筒上开设有供酸洗、热工测量、水位计、给水、加药、连续排污、紧急放水、安全阀、空气阀等的管座，以及人孔装置等。
烟道由分配集箱、下集箱、管组、上集箱组成。
参考资料来源：百度百科-余热锅炉
垃圾焚烧电厂的余热锅炉为烟道式余热锅炉，烟气流动方向在锅炉中进行5次转折。锅炉压力4MPa，蒸发量15t/h。余热锅炉的结构如图所示，在炉膛、烟道以及高温烟气入口布置有水冷壁。
余热锅炉结构图
A.送风入口管道B.送风出口管道C.上部高温烟道D.下部烟道E.第二级过热器F.第一级过热器G.第二级空气预热器H.第一级空气预热器I.第二级省煤器J.第一级省煤器K.水冷壁L.汽包M.集箱控气型热解焚烧炉将焚烧过程分为二级燃烧室，一燃室进行垃圾热分解温度控制为700℃以内，让垃圾在缺氧状态下低温分解，这时金属Cu、Fe、Al等金属元素不会被氧化，会大大减少二恶英的量；同时，由于HCl的产生量受残氧浓度的影响，因而缺氧燃烧会减少HCl的产生；并且在还原气氛下也难以大量生成。由于控气型垃圾焚烧炉是固体床，所以不会产生烟尘，不会有未燃尽的残碳进入二燃室。垃圾中的可燃成份分解为可燃气体，并引入氧气充足的二燃室燃烧。二燃室温度在1000℃左右并且烟道长度使烟气能够停留2s以上，保证了二恶英等有毒有机气体在高温下完全分解燃烧。此外使用布袋除尘器避免了使用静电除尘时Cu，Ni，Fe颗粒对二恶英生成的催化作用。
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北极星垃圾发电网讯:摘要：在我国，垃圾焚烧前景很好，目前国内垃圾焚烧研究主要集中于大型化垃圾焚烧发电技术，但对用于小城镇及农村的小型垃圾焚烧炉研究依然有所欠缺，本文主要针对一种小型低污染垃圾焚烧处理方案进行研究，主要确定了垃圾焚烧流程，对垃圾焚烧炉选用了固定炉排炉，对炉膛进行了结构设计，对烟气中的有害成分及颗粒物通过烟气处理系统进行了处理，基本能控制垃圾焚烧减量化处理及实现烟气无害化处理。
引言
垃圾焚烧发电技术具有处理量大、可靠性较高、处理周期短、减量化显著、无害化彻底以及可回收余热等优点，适宜大规模处理未经分类的高热值城市生活垃圾，是目前国内外城市生活垃圾处理的最佳处理方式。大型机械炉排式垃圾焚烧炉是垃圾焚烧发电技术的核心设备，其研制开发对提升我国垃圾焚烧处理领域的技术水平，推动垃圾焚烧处理产业的发展具有重要的意义。
1、垃圾发电厂余热锅炉结焦原因
1.垃圾品质原因：城市生活垃圾内部含有工业垃圾及边角料，垃圾含水率低、热值高，低位热值为8000kJ/kg左右，而焚烧炉设计低位热值为LHV=4200kJ/kg。实际燃烧垃圾热值远远高于锅炉设计值，导致锅炉超温现象严重，锅炉结焦。
2.锅炉设计原因：锅炉在运行过程中，炉膛后拱设计偏低，没有布置水冷壁吸热，辐射热不能及时被带走，热量直接作用于垃圾表面助燃；大量热量集中在前后拱区域，导致该区域热量集中。
3.锅炉配风是锅炉运行中的重要组成部分，配风控制影响着锅炉结焦。
当前，锅炉运行中配风控制存在的问题主要有两点：一方面，配风量明显小于锅炉运行量，在烟气氧量控制方面，运行中的配风量明显过小，致使烟气测试中一氧化碳含量偏高，降低了无机物灰渣熔点，造成炉壁结焦问题；另一方面，二次风机未投入运行或投入量偏少，氧量长期偏低，垃圾中的未燃烧颗粒在经过焚烧炉出口时，容易因重量问题而产生大面积沉积，在喉部上方结焦，并增加飞灰在喉部的沉积效果。
2、垃圾发电厂余热利用方案
2.1、供热负荷需求
山西大学东山校区总供热面积70万平米，采暖热负荷42MW，制冷面积22万平米，冷负荷22MW，生活热水负荷3MW。各类负荷供热参数需求：采暖负荷70/50℃，制冷负荷7/12℃，生活热水60℃。山西大学东山校区周边除垃圾电厂外，无其他可以利用的热源。
2.2、电厂余热利用方案
12MW凝汽发电机组排汽压力为5.88kPa，对应的凝结水温度仅为36℃左右，属于低品位余热，不能直接用于供热，需采取相应技术方案，提高循环冷却水温度，使之满足供热系统热用户用热参数的需求。目前常用的余热利用技术方案有两大类：一是提高乏汽温度，相应提高循环水温度；二是利用热泵技术吸收低温余热。本次改造拟采用第一种方式，即提高汽轮机排汽压力，相应提高循环水温度。循环水吸收凝汽潜热后，可直接用于供热。同时考虑利用锅炉烟气、电厂冷却水的余热来增加电厂供热能力。分别简述如下：
（1）汽轮机乏汽余热利用方案将汽轮机排汽压力从目前的5.88kPa提高至38kPa，乏汽温度约75℃；流量为75t/h，乏汽潜热2322kJ/kg，新增高效低阻力换热器替代现有空冷岛冷却系统。回收乏汽潜热用于山西大学采暖负荷，同时节省空冷岛运行电耗。乏汽余热利用方案系统图示意图见图1。
图1乏汽余热利用方案系统示意图
采用两套高效低阻力换热系统回收空冷岛乏汽，每套换热器体积约为4500宽×3000高×3000长，现场空间可以满足热回收换热器需求。高效低阻力换热系统吸收乏汽热量，将50℃热网回水加热到70℃，回收热量为：75×2321=174GJ/h=48.3MW。
（2）烟气余热利用方案垃圾焚烧炉烟气温度160℃；流量300000m3/h。烟气中水蒸汽质量分数约20%，对应的水露点在62℃左右。利用热网回水温度低于烟气水露点，回收烟气潜热，同时进行消白工程。可吸收烟气热量约0.7MW。在锅炉烟囱上设置二级高效低阻力换热器，通过冷凝烟气除湿和再加热烟气除湿的方法实现烟气余热回收及消白烟。烟气余热利用方案系统图示意图见图2。
图2烟气余热利用方案系统图示意图
（3）电厂冷却水余热利用方案目前电厂冷却水系统进出水温度18/15℃，冷却水流量1000m3/h。拟采用溴化锂热泵回收冷却水余热。溴化锂热泵采用厂用蒸汽作为驱动热源.热泵蒸汽耗量6.67t/h，回收热量3.1MW，可根据负荷变化调节热回收量。溴化锂热泵设计为双工况机组，冬天供热，夏天供冷。
（4）负荷平衡电厂汽机乏汽余热能力48.3MW，锅炉烟气余热能力0.7MW，电厂冷却水余热能力3.1MW，电厂总供热能力52.1MW。山西大学采暖负荷42MW，热水负荷3MW。电厂供热能力完全可以满足学校需求。
2.3、防止措施
2.3.1、维持风量平衡并减少炉膛漏风
合理而良好的炉内空气动力场是防止锅炉结焦的前提，维持锅炉的风量平衡对于保持炉内合理的空气动力场至关重要。在正常运行的状态下，烟气平稳地沿固定的设计流线流过锅炉的竖直烟道和水平烟道，灰颗粒聚集在烟气中的位置处于炉膛的中心范围。当一次风给风急剧增大或减小而引风机未能及时进行调整时，烟气的流线会急剧发生变化，熔融的灰颗粒会因惯性力作用而甩向水冷壁。二次风的急剧变化同样会对焚烧炉出口的烟气产生极大的干扰，使原本处于平流状态的气流产生紊流，这样就会有大量熔融的灰颗粒撞击在炉墙上。在运行锅炉的调整中，风量的调节应平稳缓慢。实际运行中也发现焚烧炉出口处是炉膛结焦最严重的地方。炉膛漏风会破坏正常的垃圾燃烧工况，造成火焰的充满度和燃料与一次风的搅拌混合情况恶化，导致火焰中心升高或偏斜、局部还原性气氛增强等，进而加速结焦的形成。因此，运行中要注意炉底漏灰输送机和捞渣机水封的水位，避免冷风从这些部位漏入炉膛。
2.3.2、通过增加辅燃风机，投入足够的风量
辅燃风机能有效增加锅炉的含氧量。原先锅炉运行含氧量一般维持在3%～5%，现基本在5%～7%运行，增加约3%。能有效避免锅炉低氧燃烧，减少还原性气体的产生，从而避免灰熔点下降造成锅炉结焦的问题。
增加锅炉二次风量约6000m3/h，加强对锅炉的对流换热，提高了锅炉蒸发量，现阶段的锅炉基本处于满负荷运行状态。
辅燃风位于二次风孔上方1.5m左右炉墙的左右两侧，且辅燃风是直角吹入炉膛烟道中，与二次风吹入炉膛的角度不一样，刚好与二次风充分混合，加强对烟气的扰动，延长烟气在炉膛停留的时间，对炉膛高温区域存在降温作用，减少炉膛结焦。
投运辅燃风机时，由于角度是从两侧吹入炉膛，对锅炉起到类似贴壁风的作用，可以有效防止火焰对炉墙造成直接的冲刷，同时也减少烟气中扬灰粘在炉墙上。
结束语
因此，为保证锅炉长期稳定经济地运行，提高垃圾处理量，采用辅燃风机配合浓水回喷，用以帮助锅炉的燃烧调整和降低炉温减缓炉膛结焦。同时，提高锅炉的产汽量，电厂运行时每班多产生的上网电量完全可以弥补辅燃风机投运带来厂用量增加的不足。因此，采用辅燃风机配合浓水回喷投运方案，有利于整个机组安全经济地运行，对于出现类似的垃圾焚烧炉超温及结焦问题的解决具有一定的参考价值。
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