0、前言
    上海某公司( SBWL)的“配100MW等級燃氣一蒸汽聯合循環項目”已列入國家經貿委1999年下達的國家重大技術裝備國產化創新研制項目(國經貿技術[1999]484)，并獲得國家經貿委數千萬元的投資額度。并于2001年引進了英國三井巴布科克能源公司( MBEL)配燃氣一蒸汽聯合循環機組控制循環型式的余熱鍋爐(HRSG)技術。首批技術人員于2001年在英國接受了全面的技術培訓。
    上海某公司從2000年起對HRSG制造的技術裝備進行了專項改造，成立了專門生產制造HRSG的車間。先后投資數千萬元，增添了專用制作平臺、專用熱處理設備、起吊設備、泵水設備等。初期設計的年制造能力為8～10臺配9F級燃機的余熱鍋爐，目前的年制造能力為4～5臺配9F級燃機的余熱鍋爐。
    上海某限公司曾經與英國MBEL公司、美國Deltak公司、美國F&W公司等世界著名HRSG設計制造廠商合作，先后為香港Black Point電廠、美國Intergen電廠、美國Noblesrille電廠等分包設計、制造了余熱鍋爐，重量累計約為2000多t，已積累了一定的HRSG設計制造經驗。
    上海某公司已通過MBEL公司的質量評審，并被推薦為配西門子一西屋燃機的HRSG制造廠，將接受西門子公司的最終評審，三門峽富通新能源銷售生產生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質鍋爐。
    上海某公司從MBEL公司成套引進了控制循環余熱鍋爐的設計制造技術，技術內容包括專用設計標準和手冊、專用計算程序等，合同期間SBWL與MBEL公司共享此類產品的最新技術。上海鍋爐廠有限公司首批HRSG合同訂單的方案設計在英國完成，所有的方案設計、擴大方案設計、關鍵部件的施工設計均要得到MBEL公司的審查，MBEL公司也將在產品試行和投運初期提供現場技術支持。
    上海某公司將積極消化吸收引進的HRSG技術，跟蹤世界上HRSG先進技術的發展，并結合自身在大型電站鍋爐上積累的許多寶貴經驗，努力開發出適合中國國情的余熱鍋爐，為我國的電站事業作出新的貢獻。
1、設計思想
    余熱鍋爐設計著重考慮：
    (1)余熱鍋爐具有盡可能高的余熱回收率；
    (2)具有快速啟停、運行靈活的能力；
    (3)具有較好的蒸汽參數穩定性，充分保證其熱力特性和熱經濟性；
    (4)具有一定的“干燒能力”；
    (5)具有較高的工地組裝率，安裝周期短；
    (6)具有較廣的燃料適應范圍，可接受燃多種燃料的燃氣輪機排氣；
    (7)維修方便等。
2、鍋爐設計條件
2.1燃氣輪機排氣參數
2.2蒸汽參數
    本方案配典型的雙壓系統。
3、鍋爐總體
    本方案的余熱鍋爐為無補燃、非再熱的雙壓系統，控制循環型式，煙氣垂直向上流動，翅片管系水平布置，一臺燃氣輪機配一臺余熱鍋爐。
3.1汽水系統
    汽水系統包括高壓系統和低壓系統兩部分。其中高壓系統由二級過熱器、一級過熱器、高壓汽包、蒸發器、爐水循環泵和省煤器等組成，在一級過熱器和二級過熱器之間設有噴水減溫器；低壓系統由過熱器、低壓汽包、蒸發器、爐水循環泵和省煤器等組成。
    來自冷凝水系統的給水首先經過低壓系統省煤器，進入除氧器。低壓給水泵將經過除氧器除氧后的水送入低壓汽包后，低壓系統爐水循環泵將爐水從汽包底部吸入，壓力提升后進入蒸發器。爐水在蒸發器中受熱變成汽水混合物后引回至低壓汽包。汽水混合物經過旋風分離器、干燥器等汽包內部裝置進行分離，被分離出的水繼續進入蒸發器循環系統，被分離出來的蒸汽進入除氧器和低壓過熱器。進入低壓過熱器的蒸汽過熱后流向低壓蒸汽輪機或其它用途。
    高壓給水泵將除氧器中除氧后的水送人高壓系統省煤器后，進入高壓汽包。高壓系統爐水循環泵將爐水從汽包底部吸人，壓力提升后進入蒸發器。爐水在蒸發器中受熱變成汽水混合物后引回至高壓汽包中。汽水混合物經過旋風分離器、干燥器等汽包內部裝置后，被分離出的水繼續進入爐水循環系統，被分離出來的蒸汽進入高壓系統一級過熱器。一級過熱器出口設有噴水減溫器，過熱蒸汽經過噴水減溫后進入二級過熱器，達到額定溫度的蒸汽流向高壓蒸汽輪機或其它用途。
    所有的受熱面模塊均采用懸吊結構，從下向上依次將重量傳遞到頂部鋼梁上。進口煙道、高壓汽包均采用懸吊結構，低壓汽包、出口煙囪采用支承結構。
3.2煙氣系統
    煙氣從燃氣輪機水平排出后，進入HRSG水平人口煙道，然后經過一個90。轉彎，接著從下向上流動。依次經過高壓系統二級過熱器、高壓系統一級過熱器、高壓系統蒸發器、低壓系統過熱器、高壓系統省煤器、低壓系統蒸發器和低壓省煤器（冷凝水加熱器），然后經過消音器和煙氣出口關閉擋板，最后進入煙囪后排向大氣。
    煙氣水平通道的兩端設有非金屬膨脹節，根據所處區域的煙溫水平，煙道和護板的材料選擇不銹鋼或碳鋼。
    進口煙道的保溫層中設有隔音板，受熱面出口備有消音器，以達到降低噪音的要求。
    沿爐膛四周設有水平剛性梁和垂直剛性梁，承受燃氣輪機的不同載荷沖擊，以便事故工況下保護煙道的安全。
4、鍋爐的主要設計特點
    上海鍋爐廠有限公司余熱鍋爐的主要技術特點如下：
    (1)按照引進技術標準進行設計、制造
    本余熱鍋爐按引進技術相應的標準如ASME、NFPA及相應的MBEL公司標準規范進行設計、制造、檢驗，鋼結構設計標準為ASCI標準；
    (2)配多種蒸汽循環方式
    根據實際工作的需要，蒸汽循環可選擇單壓、雙壓、或三壓帶再熱系統。公司最新引進的技術中都包含上述蒸汽循環方式；
    (3)快速啟停
    高、低壓系統的蒸發器回路中均配有質量可靠的爐水循環泵，管系直徑小，相比之下熱容量較小，適應于機組快速啟動，更利于滿足兩班制運行和機組調峰的需要；
    (4)負荷調節范圍寬
    由于爐水循環泵的使用，水循環的安全性得到充分保證，機組可在60%—100%范圍內安全運行；
    (5)組裝率高
    所有的受熱面采用模塊式設計，有利于工地的安裝，加快電廠的建造周期；
    (6)占地面積小
    由于煙氣垂直向上流，所有受熱面塔式布置；煙囪支承在余熱鍋爐已有的結構上；當熱力系統由單壓向雙壓、三壓發展時，只增加高度，不增加占地面積；
    (7)受熱面疏水程度高
    所有的受熱面水平布置，有利于管系中積水的排出，疏水程度高，有利于機組的快速啟停；
    (8)全懸吊結構
    除低壓汽包和出口煙囪外，所有的受熱面和其它部件均采用懸吊結構。受熱面從上到下，通過吊桿、吊板及連接板組合成一起后懸吊到頂部鋼梁上；
    (9)設有膨脹中心
    本余熱鍋爐設有膨脹中心，沿鍋爐四周設有多層水平剛性梁，同時不同區域設有垂直剛性梁，剛性梁承受燃氣輪機排氣的壓力波動，同時通過剛性梁的限位裝置，將風載荷、地震載荷等產生的水平力傳遞至鋼架；
    (10)受熱面傳熱特性好
    受熱面采用開口或不開口的螺旋翅片管，同類型的傳熱元件在MBEL公司的技術中心進行過大量的傳熱特性測試，并根據測驗結果對性能計算程序進行修正，確保實際傳熱特性與計算結果相吻合；
    (11)汽包容積大
    余熱鍋爐啟停頻繁、啟停期間水位波動范圍大，汽包容量對適應機組啟停能力影響較大。因此汽包容積設計得足夠大，水位波動不影響汽水分離品質；
    (12)環保水平好
    燃機排氣進口煙道的保溫材料中設有消音隔板，最后一級受熱面出口配有消音器；每只安全閥均配有消音器，使噪音水平達到環保要求；
    (13)吹灰和清洗效果好
    由于鍋爐立式布置，受煙氣流的沖刷，鍋爐積灰可以自動掉落；清洗水落入爐底，通過疏水口排出，不影響保溫材料。
    (14)汽溫調節靈活
    本方案在高壓系統的二級過熱器之間設有噴水減溫器，可根據運行工況進行調節，確保汽溫在規定的額定值范圍內。根據蒸汽輪機特性要求的不同，噴水減溫器也可布置在二級過熱器的出口；
    (15)多種除氧器型式
    本設計方案中的低壓汽包與除氧器水箱是分開來的，即分體式除氧器方案，這樣有利于保證水質要求。同時可根據用戶要求，將低壓汽包與除氧器水箱合二為一，即整體式除氧器方案。