余熱鍋爐是利用各種工業過程中的廢氣、廢料或廢液中的顯熱或(和)其可燃物質燃燒后產生的熱量的鍋爐�；蛟谌加�(或燃氣)的聯合循環機組中，利用從燃氣輪機排出的高溫煙氣熱量的鍋爐。

一、余熱鍋爐的工作原理

節能余熱鍋爐設計是一項復雜繁瑣、可靠性和經濟性要求很高的大型工 程，目前普遍存在著對有經驗的設計師依賴性大、設計 周期長、知識重用性差等問題，能否快速開發出客戶所需的新產品，關系到企業的生存和發展。

余熱鍋爐分為火管式和水管式兩類。其結構與工業鍋爐相類似。火管式余熱鍋爐蓄水量大，在煙氣量和用汽量波動的條件下汽壓波動較小，但其蒸發量和蒸汽壓力均受鍋筒直徑和運行條件的限制。

此外，煙管端和管板由于冷卻不佳和溫度應力較大，在煙的溫度高（高于600℃）、管板厚的情況下不宜采用這種鍋爐,而宜采用水管余熱鍋爐。水管余熱鍋爐有輔助循環和自然循環兩種循環方式。

余熱鍋爐利用工業生產過程中的氣體或廢氣、廢液，以及某些動力機械排氣的熱量產生蒸汽或熱水的鍋爐。余熱鍋爐是重要的節能設備各種冶煉爐和焙燒窯的排煙溫度為650～1250℃；燃氣輪機和柴油機等動力機械的排氣溫度為370～540℃。

安裝余熱鍋爐吸收這些排煙中的部分熱量，全系統的熱能利用率可以顯著提高。例如軋鋼加熱爐安裝余熱鍋爐后，全系統熱能利用率甚至可提高1倍左右。

進入余熱鍋爐的煙氣溫度，是決定余熱鍋爐受熱面布置形式的一個重要因素。如進口煙氣溫度為400～900℃時，鍋爐內主要設置對流管束，不設置爐室；但煙塵熔化點低時也有例外，應設置冷卻爐室以控制進入對流煙道的入口煙的溫度，避免灰渣在對流管排間搭橋。

在化工生產的裂解工藝中，為避免高溫裂解氣體的重新聚合，需要將高溫裂解氣體急速冷卻到裂解反應停止的溫度，這時余熱鍋爐就成為不可缺少的急冷工藝設備。

高溫含塵廢氣通過余熱鍋爐后，除溫度降低外，還可沉降一部分塵粒，這對減輕環境污染和選擇除塵器都是有利的。在化工生產過程中，余熱鍋爐的排氣溫度取決于下一道工藝的要求。

工業爐窯用的余熱鍋爐，一般利用引風機將排氣排往大氣；動力機械和化工生產過程用的余熱鍋爐，則依靠進氣自身的壓力使之通過余熱鍋爐，并排往大氣或進入下一道工藝裝置。

當進口的煙氣溫度或廢氣燃燒溫度在1100℃以上時，其布置形式與一般的工業鍋爐無多大區別。當高溫廢氣中含有大量堆積性細灰時，鍋爐的管排應垂直布置，并使煙氣以較高煙速(約20米／秒)縱向沖刷管排。

對于含有腐蝕性煙塵的高溫廢氣，流速應低(約8米/秒)而均勻，并采取其他防磨措施對于含有二氧化硫(SO2)的腐蝕性高溫廢氣，通常排煙溫度應較高，而不采用加熱給水的省煤器，目的是提高金屬壁溫，防止金屬受到硫酸腐蝕。

二、余熱鍋爐分類

主要余熱鍋爐品種有：燒結機余熱鍋爐、三廢混燃爐及吹風氣余熱鍋爐、水泥窯余熱鍋爐、鋼鐵余熱鍋爐、危廢余熱鍋爐、垃圾焚燒余熱鍋爐、焦化余熱鍋爐、有色金屬冶煉余熱鍋爐、硫酸余熱鍋爐、礦熱爐行業余熱鍋爐、玻璃窯余熱鍋爐、干熄焦余熱鍋爐、碳素窯余熱鍋爐、燃氣蒸汽輪機余熱鍋爐、煉鋼余熱鍋爐等。

(一)按余熱的性質可分為以下幾大類：

1.高溫煙氣余熱：它是常見的一種形式，其特點是產量大、產點集中，連續性強，便于回收和利用，其帶走熱量占總熱量的40~50%，該余熱鍋爐回收熱量，可用于生產或生活用熱及發電。

2.高溫爐渣余熱：如高爐爐渣、轉爐爐渣、電爐爐渣等，該爐渣溫度在1000℃以上，它帶走的熱量占總熱量的20%。

3.高溫產品余熱：如焦爐焦碳、鋼錠鋼坯、高溫鍛件等，它一般溫度.很高，含有大量余熱。

4.可燃廢氣、廢液的余熱：如高爐煤氣、煉油廠的催化裂化再生廢氣、造紙廠的黑液等，它們都可以被利用。

5.化學反應余熱：如冶金、硫酸、磷酸、化肥、化纖、油漆等工業部門，都產生大量的化學反應余熱。

6.冷卻介質余熱：如工業爐窯的水套等冷卻裝置排出的大量冷卻水，各種汽化冷卻裝置產出的蒸汽都含有大量的余熱，它們都可以被合理利用。

7.冷凝水余熱：各工業部門生產過程用汽在工業過程后冷凝減小時所具有的物理顯熱。

(二)由于余熱是與其它生產設備及工藝密切相關，故余熱利用又具有以下特點：

1.熱負荷不穩定，主要有工藝生產過程所決定。

2.煙塵的成分、濃度、粒度差別比較大。從而使鍋爐的受熱面布置受影響，必須考慮防磨、堵灰及除塵。

3.煙氣成分的多樣性，使有的煙氣具有腐蝕性。如煙氣中的SO2、煙塵或爐渣中的各種金屬和非金屬元素等都可能對余熱設備產生低溫或高溫腐蝕和積灰。

4.受安裝物所固有條件的限制。如有的對鍋爐進、出煙口標高的限制;有的對鍋爐排煙溫度的限制，使其滿足生產工藝的要求。

(三)由于余熱煙氣性質的不同，故使余熱鍋爐的種類、結構形式各不相同。按結構特點可分為管殼式余熱鍋爐和煙道式余熱鍋爐兩大類。按余熱鍋爐進口煙氣含塵量和煙氣特性又可分為以下五類：

1.煙氣中含塵量不大于20g/Nm3的余熱鍋爐為第一類余熱鍋爐;

2.煙氣中含塵量大于20g/Nm3且不大于70g/Nm3的余熱鍋爐為第二類余熱鍋爐;

3.煙氣中含塵量大于70g/Nm3的余熱鍋爐為第三類余熱鍋爐;

4.煙氣中含有粘結性煙塵的余熱鍋爐為第四類余熱鍋爐;

5.煙氣中含有強腐蝕成分或具有有毒煙氣的余熱鍋爐為第五類余熱鍋爐。

按余熱鍋爐產生的蒸汽的壓力等級分類

目前余熱鍋爐采用有單壓、雙壓、雙壓再熱、三壓、三壓再熱等五大類的汽水系統。

1.單壓級余熱鍋爐：余熱鍋爐只生產一種壓力的蒸汽供給汽輪機。

2.雙壓或多壓級余熱鍋爐：余熱鍋爐能生產兩種不同壓力或多種不同壓力的蒸汽供給汽輪機。

按受熱面布置方式分類

1.臥式布置余熱鍋爐

2.立式布置余熱鍋爐

按工質在蒸發受熱面中的流動特點(工作原理)分類

1.自然循環余熱鍋爐：煙氣是水平方向地流過垂直方向安裝的管簇的。管簇中的水汽混合物與下降管中冷水的密度差，是維持蒸發器中汽水混合物自然循環的動力。

2.強制循環余熱鍋爐：煙氣通常總是垂直地流過水平方向布置的管簇的。通過循環泵來保證蒸發器內循環流量的恒定。

3.直流余熱鍋爐：直流余熱鍋爐靠給水泵的壓頭將給水一次通過各受熱面變成過熱蒸汽。在蒸發受熱面中，工質的流動是由給水泵壓頭來實現。

三、余熱鍋爐特點

“余熱鍋爐”通常是沒有燃燒器的，如果需要高壓高溫的蒸汽，可以在“余熱鍋爐”內裝一個附加燃燒器。通過燃料的燃燒使整個煙氣溫度升高，能夠產生高參數的蒸汽。

例如某余熱鍋爐不裝燃燒器時，入口煙氣溫度為500℃，裝設附加燃燒器后，可使入口煙氣溫度達到756℃。蒸汽的壓力可以從4MPa升到10MPa，蒸汽的溫度可以從450℃升到510℃，蒸汽可以供高溫高壓汽輪機用，從而增加了電功率輸出。

余熱鍋爐主要是利用廢氣作為熱源，因此不需要燃燒系統(除非有補燃要求)。

余熱鍋爐與常規鍋爐的區別：

余熱鍋爐利用已有廢氣余熱或固體顯熱。

余熱鍋爐可在多壓狀態下產生蒸汽提高了熱回收效率。

余熱鍋爐沒有燃料燃燒裝置。

余熱鍋爐作為余熱利用要適應于主工藝的需求，不能影響主工藝的運行。

余熱鍋爐受熱面布置形式多樣化。

通常余熱鍋爐由省煤器、蒸發器、過熱器以及聯箱和汽包等換熱管組和容器等組成，在有再熱器的蒸汽循環中，可以加設再熱器。在省煤器中鍋爐的給水完成預熱的任務，使給水溫度升高到接近飽和溫度的水平;在蒸發器中給水相變成為飽和蒸汽;在過熱器中飽和蒸汽被加熱升溫成為過熱蒸汽;在再熱器中再熱蒸汽被加熱升溫到所設定的再熱溫度。

四、余熱鍋爐選型

余熱鍋爐設計時所應具備的條件

1、煙氣側參數：

煙氣量(標況或工況)、煙氣進口溫度、煙氣成分、煙氣含塵量、煙氣側壓力(正壓或負壓)、鍋爐煙氣側系統阻力

2、鍋爐參數：

鍋爐額定蒸發量、鍋爐額定蒸汽壓力、鍋爐額定蒸汽溫度、鍋爐排煙溫度

3、其它參數：

主煙氣系統所屬行業、系統工藝說明、鍋爐安裝形式、鍋爐結構形式、鍋爐安裝地氣象參數或其它特殊要求。