什么是废热锅炉?

[拼音]：feire guolu

[外文]：waste heat boiler

又称余热锅炉，利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温物流的冷却器，又是利用余热提供蒸汽的动力装置。如在乙烯装置中，将从管式炉出来的裂解气(温度高达800～900℃)直接送入急冷废热锅炉，在0.1s内温度降到350～600℃，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率，又可生产10MPa以上的高压蒸汽，对提高整个工厂的热效率和经济效益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉，使生产过程所需的动力和热能得以全部或部分自给。

根据结构形式，废热锅炉可分为管壳式和烟道式。管壳式废热锅炉的结构与管壳式换热器无多大区别，并同样有固定管板式、浮头式及U型管式等。烟道式废热锅炉的结构与普通锅炉相似，由耐火砖砌成炉膛，炉膛内装设管束，高温气体通过炉膛，将管束内流动的水加热汽化。

根据高温气体通过管内还是管外，废热锅炉分为火管废热锅炉和水管废热锅炉。火管废热锅炉（见图）是高温气体在炉管内流动。沸水从汽包经下降管流入锅炉底部，在管壁受热，变为汽水混合物，由上升管返回汽包。火管废热锅炉结构简单，因壳体承受蒸气压力，适用于生产压力不高的蒸汽。水管废热锅炉是沸水流过管内，高温气体流经管外。因锅炉壳体不承受蒸气压力，适用于生产高压蒸汽。根据沸水的流动形式，水管废热锅炉又可分为：

（1）自然循环式，管内沸水流动的推动力是下降管内的水与上升管内的汽水混合物之间的重度差。为保证一定的循环量，汽包需有足够的安装高度。

（2）强制循环式，在下降管路中安装循环泵，借以提高管内沸水流速，防止气泡停滞恶化传热。因这种锅炉在运转、维修、投资等方面有许多不利因素，仅在特殊场合采用。

与普通锅炉相比，废热锅炉的主要特点是：

（1）高温高压，如合成氨生产中重油气化炉后的废热锅炉，进口气温为1350℃，压力为3.2～4.0MPa；

（2）急冷，在某些工艺过程（如石油烃裂解制乙烯）中，为减少副反应，须尽快地将气体降温，因而废热锅炉应具有高的传热速率；

（3）严格控制气体出口温度，高温气体（如裂解气）冷却时，若温度低于高沸点组分的露点，这些组分将冷凝析出。如果其中含有腐蚀性气体（如SO3），还会形成酸雾，腐蚀设备；

（4）粉尘含量高，某些高温气体含有粉尘（如硫酸厂沸腾炉出口炉气含尘量约200g/m3，石油裂解气则含有炭黑等微粒），必须在结构上充分考虑粉尘堵塞和冲刷磨蚀；

（5）低的压力降，气体的压力降必须控制在工艺条件许可的范围内；

（6）密封，有些高温气体是易燃、易爆或有毒的，这时密封常成为废热锅炉生产设计中的难题。