余热锅炉(Waste Heat Boiler / HRSG,热回收蒸汽发生器)是一种不依赖(或仅少量补燃)燃料燃烧,专门回收工业废气、废液、废渣中的余热来产生蒸汽或热水的节能换热设备,也叫废热锅炉。
⚙️ 工作原理本质是"换热器+蒸发器"的组合:
余热介质(如燃气轮机排气、炼钢转炉烟气、化工工艺气,温度通常300~1000℃+)进入锅炉烟道。
依次流经过热器→蒸发器→省煤器,热量通过管壁传给管内的水,使水加热→汽化→产生饱和/过热蒸汽。
汽水混合物进入汽包分离,蒸汽外供(用于工艺加热、采暖或驱动汽轮机发电),水回流继续循环。
烟气降温至约120~180℃后排走(需避开酸露点以防腐蚀)。
多数余热锅炉无燃烧器;部分场景可增设补燃装置提蒸汽参数。
🏗️ 典型结构组成部件
功能
汽包(锅筒)
储水、汽水分离,维持循环
蒸发器(水冷壁/管束)
核心受热面,水吸热汽化
过热器
将饱和蒸汽加热为过热蒸汽
省煤器
预热给水,进一步提热效率
烟道/受热面框架
引导烟气冲刷管束,含吹灰/清灰装置
联箱、膨胀节、附件
保证水循环均匀及运行
按受热面布置可分为卧式、立式;按汽水循环分自然循环(靠密度差)和强制循环(带泵)及直流式。
📋 常见分类
按结构:火管式(小容量)、水管式(中大容量主流)、管壳式(化工)、热管式(低温/含尘烟气)。
按热源:烟气余热、炉渣余热、可燃废气废液余热、化学反应余热、冷却介质余热等。
按汽水系统:单压、双压、三压及再热型(燃气-蒸汽联合循环常用多压再热)。
按烟气含尘量:分Ⅰ~Ⅴ类(含尘量及腐蚀性区分,影响受热面防磨防腐设计)。
🏭 主要应用领域行业
余热来源
用途
电力(联合循环)
燃气轮机排气(400~600℃)
产蒸汽驱动汽轮机二次发电
钢铁冶金
转炉/加热炉烟气
产汽供发电、轧钢加热、采暖
水泥/玻璃建材
窑头/窑尾烟气(300~900℃)
纯低温余热发电
化工/石化
裂解气、变换气、工艺尾气
急冷降温+产汽预热原料或发电
垃圾焚烧
焚烧炉烟气(800~1000℃)
产汽发电/供热,兼降温利于后续净化
等等
内燃机排气、烧结机等
区域供热、工艺用热
✅ 核心特点
节能显著:回收原本浪费的余热,降低燃料消耗和CO₂排放。
依附主工艺:运行需服从上游工艺负荷变化,热负荷可能波动大。
需针对性设计:吸尘、腐蚀性烟气需特殊防磨、防腐、清灰措施。
