余熱鍋爐的汽水系統(tǒng)及蒸汽輪機均為雙壓再熱式。其流程如下:

汽水側(cè):

鍋爐給水在給水預熱器中加熱到接近除氧器壓力下的飽和溫度,進入常壓除氧器,與從廢熱鍋爐來的加熱蒸汽混合除氧,而后經(jīng)水泵加壓后進入低壓省煤器,在低壓省煤器中加熱到一定的溫度(該溫度=低壓所對應(yīng)的飽和溫度-接近點溫差),再進入低壓汽包。其中一部分水在低壓蒸發(fā)器中循環(huán)加熱為飽和蒸汽,從低壓汽包上部管道出來,經(jīng)低壓過熱器過熱后進入汽輪機的低壓缸;一小部分水加熱后進入煤氣飽和器,其余的則進入高壓省煤器,加熱至一定溫度(該溫度=高壓飽和溫度-接近點溫差),進入高壓汽包。高壓汽包中的水,一部分經(jīng)水泵加壓后進入輻射廢熱鍋爐及對流廢熱鍋爐,加熱為對應(yīng)壓力下的飽和蒸汽后回到汽包;另一部分則經(jīng)高壓蒸發(fā)器加熱為飽和蒸汽后回到汽包。從高壓汽包上部出來的飽和蒸汽經(jīng)與再熱器間隔布置的兩級過熱器過熱后進入汽輪機的高壓缸,在高壓缸中做功后進入一、二級再熱器再熱,進入中壓缸做功,中壓缸排汽與低壓過熱器中產(chǎn)生的二次蒸汽一起進入低壓缸做功,最后進入凝汽器。從凝汽器出來的水與新的補充水一起經(jīng)水泵加壓后進入A、B、C三個加熱器,又作為余熱鍋爐的給水進入余熱鍋爐的給水預熱器。從而完成整個汽水循環(huán)。

煙氣側(cè):

燃氣輪機的排氣進入余熱鍋爐,水平依次經(jīng)過二級再熱器、二級高壓過熱器、一級再熱器、一級高壓過熱器、高壓蒸發(fā)器、高壓省煤器、低壓過熱器、低壓蒸發(fā)器、低壓省煤器、給水預熱器,溫度逐漸降低,最后經(jīng)煙囪排出?？傮w上,煙氣與汽水為逆流關(guān)系。

通常余熱鍋爐由省煤器、蒸發(fā)器、過熱器以及聯(lián)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(huán)中，可以加設(shè)再熱器。在省煤氣中鍋爐的給水完成預熱的任務(wù)，使給水溫度升高到接近飽和溫度的水平；在蒸發(fā)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(shè)定的再熱溫度。

文中取用雙壓再熱的余熱鍋爐，以下為蒸汽系統(tǒng)輸入?yún)?shù)的選取和計算。

蒸汽參數(shù)選取主蒸汽壓力為 110bar,主蒸汽溫度比燃氣透平排氣溫度低 50℃,暫選為 512℃。再熱蒸汽壓力 22bar。低壓蒸汽壓力 6bar，溫度 270℃。選取高壓，低壓給水流的接近點溫差均選為 15℃,兩個節(jié)點均選為 12℃。進入余熱鍋爐省煤器的給水溫度一般為 30℃－50℃，凝汽器壓力為 5000Pa,蒸汽輪機的等熵效率為 90%。

余熱鍋爐用模型MHeatX模擬，MHeatX模型屬于多物流換熱器,與其它單元操作模塊不同,不是用單個計算模型來模擬,而是由生成多個加熱器和多個熱流來模擬多物流換熱器，這與用若干個模型和熱流來搭建余熱鍋爐的模型在原理上是一樣的,但用模擬相對比較簡單；模塊RStoic模擬燃燒室；模塊COOLER模擬冷卻器；在單元操作模型已經(jīng)選好的基礎(chǔ)上,用物料流、熱流、功流進行相關(guān)連接即可得到模擬對象的系統(tǒng)流程圖。

模擬選用的燃氣是其組分參數(shù)見下表：

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