摘要：目前燃气锅炉的使用和认知较为普遍，如何有效地减少锅炉热损失一直是锅炉研究的重点，由于热损失主要的来源于锅炉的烟气。基于此，论述了锅炉烟气余热回收系统应用与探讨相关知识，旨在对相关领域研究帮助。
关键词：锅炉烟气；余热回收系统；应用
1前言
工业加热、冶炼等工艺生产中，石油、煤炭及天然气等能源应用比较广泛，而这些工艺过程都会产生形式不同的二次能源——余热，其中锅炉烟气排放能够增加热能动力能源损耗，还会破坏甚至污染自然环境，实际工作中可通过利用锅炉烟气余热解决此问题。通常，烟气温度在120〜130℃之间，以高硫颜料为燃料的锅炉的烟气温度为150℃，带加热装置的锅炉的烟气温度为160〜180℃。因此，烟气余热利用的价值非常必要。作为一种关键设备，余热锅炉的设计和制造存在一些技术难题，如何收集和提取高能热介质，然后再使用余热锅炉进行能量转换。
2余热锅炉制造工艺
余热锅炉由于其对抗氢腐蚀、耐高温氧化和高温强度的要求，余热锅炉通常由铬钼钢制成。铬钼钢设备的生产有以下特殊要求：由于铬钼钢的高硬化趋势，焊接后容易产生冷裂纹，在应力集中的地方可能会发生蠕变脆化。在铬钼钢制压力容器的制造中，高温下时间长，容易产生延迟裂纹（冷裂纹）。提出了焊接前预热温度控制和焊接温度中间层维护的要求。焊后采取消氢热处理(DHT)或中间消除应力热处理(ISR)和最终焊后热处理(PWHT)，并在焊接后24小时内进行无损检测。热处理后，进行超声波无损检测：热处理后，进行静水压试验，并且需要进行表面检查（MT更好，Pt更高）。务必要求控制好各个制造环节，才能保证设备的正常运行。因此在生产制造各环节技术的开发、掌握和控制十分重要。
3关键技术的实现
3.1管板的加工制造
考虑到管板制造的经济性，一般将整体管板分为肘节和管板两部分。肘节采用锻件，管板采用板材，下料时将管板和肘节留有适当的加工余量，管板与肘节组焊好后进行整体热处理。
3.2管板毛坯件的机加工
管板A面要求堆焊12mm，B面要求堆焊6mm，A、B面堆焊不对称，堆焊后变形较大，为保证管板堆焊及加工后的最终尺寸及管板A、B面不平度，同时考虑表面堆焊时的焊接熔深，在管板锻件毛坯初车加工时在外径和厚度方向上增加余量，即管板毛坯件的尺寸为外径+15mm、厚度+4mm，A面过渡层堆焊完成后再根据所测量的基层厚度加工B面待堆焊面，同时，在管板锻件初车时以距离A面堆焊面50mm处锻件周圈车加工的刻度线作为参考。
3.3管板A、B面堆焊制造过程
3.3.1过渡层堆焊
管板的过渡层和电极被埋弧焊覆盖，零件中心的管板通过手工弧焊进行焊接。在到达表面之前，将整个炉管板锻件预热至150℃以上，到达表面后要彻底清除氧化皮，表面油渍和杂质，并对其进行100％的测试。根据等级，通过NB/T47013.4-2015中Ⅰ级的温度测试。堆焊期间，将内圈用作外圈。过渡层的总厚度为2mm≤δ≤3mm，搭接量控制在8mm—10mm，并且表面粗糙度不大于1.5mm。热源相对集中并且通道之间的温度高。为了避免高温焊接变形并减少不锈钢层的热裂纹趋势，应尽可能使用小尺寸的堆焊。当焊接过程中断时，应均匀加热整个管板，然后用环形火焰预热工具进行焊接。
3.3.2表层堆焊
管板的表面层通过电极埋弧焊进行焊接。焊接时，内圈应向外焊接，中心部分应采用电弧焊焊接。A面的管子应覆盖6次，加工前的盖子总厚度应≥12mm。管板B的表面应覆盖2次。加工前表面的总厚度应不少于4.5mm，加工后表面的有效厚度应不少于3mm。堆焊期间应严格控制焊接热输入，层间温度应控制在≤100℃。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了满足路面厚度和化学成分的要求，应采用较大的焊接速度和较小的电流规格，以减少焊接池和热影响区，以最大程度地减少由焊接应力和焊接变形引起的局部温升。
3.3.3热处理
管板堆焊完成后，应将管板整体放入炉中进行应力释放热处理，以消除焊接残余应力并减少焊接变形。在热处理过程中，应将管板调平并稳定放置以减少变形。放置炉车的临时支架时，应合理避免燃烧器，以防止火焰直接接触管板或支架的表面并燃烧管板部分。
3.3.4校平
在完成管板A和B的表面焊接之后，为了确保焊接的总厚度和管板的不平整度，将校平顺序添加到万吨液压机中。通过测量堆焊后管板的变形，直径方向的变形为30mm-50mm。在调平液压机之前，测量并标记管板的较大大变形处，校平时采用多点过量施压的方法反复施压，且A、B面反复施压校平，校平后管板平面度符合图样要求。
4余热锅炉过热器管常见事故多为管束外部腐蚀爆管
4.1过热器爆管处形貌
爆裂管的边缘不平且易碎，总开口长度为130mm，开口附近的外壁厚2mm，带有水垢层
内壁总壁厚增加，金属层明显腐蚀变薄，管爆处金属层厚度仅为0.4mm
4.2爆管处截面腐蚀损伤厚度测量
根据截断管束的截面测试数据，绘制截面上的腐蚀破坏层厚度。原始过热器管束的规格为38×5mm。过热器管的主要部分腐蚀到内表面和外表面。根据测量结果，壁变薄计算为1.25mm和2.05mm。从管壁的变薄可以看出，过热器内壁的腐蚀速率远高于管壁的腐蚀速率。
5过热器管道腐蚀原因
（1）水质影响锅炉。锅炉水的数据分析表明，锅炉水的含氧量超标，管道中存在氧气腐蚀。
（2）管束超温过热，分析了过热器的结构。管束和烟气的流动方向是横向的，损坏的部分都在迎风管束的第一行。上风管束的第一排的流动和传热过程处于最高烟气温度，即，饱和蒸汽入口和过热蒸汽出口处于更高的烟气温度。在过热器爆炸采样段腐蚀破坏层的厚度中，进入减温器集管之前28管束的最高温度可达到500℃。有过热的危险。
（3）初步腐蚀检查。管中的污垢层明显不同于碳产品。它是黑色且致密的，可以被磁性材料吸附。可溶于酸，不溶于水。它符合氧化铁的物理和化学性质。压碎和取样分析的结果可以基本确定腐蚀产物是氧化铁。
6改进措施
优化和改造脱氧水系统，确保炉水符合锅炉使用标准，从根本上减少溶解氧对受热面管束的腐蚀作用。调整过热器结构，使蒸汽流量和烟气流量达到下游流量，从而减少多余器上风侧的热负荷，避免多余器管超温，减少氧气的腐蚀作用。
结语
综上所述，随着经济的快速发展，我国提出可持续发展与节能减排理念，其利于提高企业经济效益。当今时代，工业化水平不断提高，在实现能源节约的基础上，提高能源使用效率，该课题研究具有一定的价值。通过采用以上关键技术制造的余热锅炉，经过用户长时间连续运行，它能充分满足锅炉压力部分高温，高压，高热流强度，高热应力等严酷工况，有效控制高温工艺气体的温度和冷却速度，充分证明了关键制造技术环节保障的重要性和必要性，得到广泛好评。
参考文献
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论文作者:黄振1,黄亚2,尤继录1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/12
标签：锅炉论文; 余热论文; 烟气论文; 厚度论文; 表面论文; 温度论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第29期论文;