以燃气-蒸汽联合循环中起承上启下重要作用的余热锅炉为研究对象，从总体上介绍了余热锅炉各种型式，论述了余热锅炉的热力特点，并分析了余热锅炉的各种影响因素。

关键字：联合循环 余热锅炉类型 影响因素

　　改革开放以来，我国经济有了突飞猛进的发展，同时也伴随着我国能源的火量消耗。为此，能源消耗巨大的电力部门对发电机组高效、节能的要求不断提高。为了适应发展要求，发电效率高、环境污染小的燃气-蒸汽联合循环发电逐渐得到推广运用。燃气-蒸汽联合循环是将在燃气轮机内做功后的高温排气送入余热锅炉，余热锅炉受热面吸收烟气的热量产生蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机，推动转子转动，带动发电机发电。随着燃气轮机的单机功率和热效率的提高，燃气-蒸汽联合循环也有了长足的发展：燃气-蒸汽联合循环的供电效率早己超过50％，正在向60％迈进。在燃气-蒸汽联合循环系统中，余热锅炉起着承上启下的重要作用，它的性能对整个系统性能的影响很大。
　　
　　1 余热锅炉类型
　　
　　随着联合循环的不断发展，余热锅炉在型式上从小型向大型发展，设计结构不断由简单向复杂过渡，形式逐渐趋于多样化，锅炉效率也不断得到提升。
　　
　　依据水循环所采用的动力不同，可将余热锅炉分为自然循环余热锅炉和强制循环余热锅炉两种。自然循环余热锅炉依靠汽、水密度差形成水循环，为使水循环稳定、安全，管内工质的阻力应该比较小，因而需要较粗的管子且具备较大的汽包。这就意味着金属耗量增大，锅炉存在较大的水空问和热容量，热惯性比较大，延长了锅炉的启动时间，在负荷变化时，容易产生较大的热应力[1]。因此，这一类余热锅炉适合在负荷较稳定的工况下工作。强制循环余热锅炉依靠循环泵使系统工质循环流动，但泵要额外消耗功，降低了整个系统效率。在实际运用中，可以在锅炉启动阶段先利用循环泵建立起稳定的水循环，当系统稳定后关闭循环泵，依靠自然循环方式进行汽水循环，这就是所谓的复合式余热锅炉。此外，还有一种直流型余热锅炉，即给水在泵作用下直接进入受热面形成蒸汽引出，取消了水循环。这一类锅炉的最大特点在于没有汽包，水空问大幅减小，热惯性减弱，从而改善了锅炉对负荷变化的响应性能。但是，它对水质、材料、运行的要求较高。
　　
　　卧式锅炉和立式锅炉的区别在于余热锅炉中烟气的流动方向不同。卧式锅炉内烟气流动主要沿水平方向，通过冲刷垂直布置的受热面，二者进行换热。结合卧式锅炉受热面垂直布置的方式，通常采用的水循环方式是自然循环，但卧式锅炉占地比较大。立式锅炉内烟气流动主要沿垂直方向，受热面水平布置。其水循环方式主要是强制循环，否则易在启动阶段造成产生的蒸汽无法及时被带走，蒸汽段受热面由于冷却条件恶化容易烧坏。立式布置的最大优点在于结构紧凑，占地面积小。
　　
　　根据余热锅炉所能产生的蒸汽压力以及蒸汽再热与否可以将其分为单压、双压、双压再热、三压和三压再热等5种类型。早期的余热锅炉只是作为低压设备以回收各种工艺中的余热，使用的都是单压系统。随着技术的发展以及节能意识的提高，为了回收更多的余热，逐渐出现了多压汽水系统。采用多压汽水系统可以降低余热锅炉排烟温度，提高锅炉热效率，但是增加了受热面。另外，多压汽水系统的采用将使燃气轮机出口背压升高，有使系统效率下降的趋势[1]，并且多压汽水系统使整个系统的复杂性提高，导致成本增加，所以如何选择合理的汽水系统需要依据燃气轮机参数，结合经济性进行分析。
　　
　　根据有无额外供给热量可以将余热锅炉分为3种不同型式：①非补燃式余热锅炉，这类锅炉只回收燃气轮机排气余热，不再额外补充燃料，因而结构简单，投资低；由于没有燃烧系统，所以运行可靠性高，但是受燃气轮机排气流量、温度限制，余热锅炉蒸汽参数不易控制。当燃气轮机的压比很高时，蒸汽参数不容易提高；②部分补燃式余热锅炉，这类余热锅炉利用燃气轮机排气中的部分氧气支持投入余热锅炉中的燃料燃烧，以达到改善余热锅炉的变工况特性的目的。通过补燃能够增大蒸汽流量，提高蒸汽参数，使得蒸汽参数不再受燃气轮机排气限制。