按照水循环所采用的动力不同,可将余热锅炉分为自然循环余热锅炉和强制循环余热锅炉两种。
自然循环:布置在炉膛内的水冷壁受到高温烟气(或火焰)辐射的热量加热后,管内水的温度迅速升高,一部分水汽化,在管内形成汽水混合物。布置在炉墙外侧下降管中的水,由于不受热,它的密度大于汽水混合物的密度。
下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力,二者之差为流动压头。在流动压头的作用下,水从下降管向水冷壁管(上升管)不断地循环流动,这种现象称为自然循环。
余热锅炉依靠汽、水密度差形成水循环,为使水循环稳定、安全,管内工质的阻力应该比较小,因而需要较粗的管子且具备较大的汽包。这意味着金属耗量增加,锅炉存在较大的水空问和热容量,热惯性比较大,延长了锅炉的启动时间,在负荷变化时,容易产生较大的热应力。因此,这一类余热锅炉适合在负荷较稳定的工况下工作。
强制循环余热锅炉依靠循环泵使系统工质循环流动,但泵要额外消耗功,降低了整个系统效率。在实际运用中,可以在锅炉启动阶段先利用循环泵建立起稳定的水循环,当系统稳定后关闭循环泵,依靠自然循环方式进行汽水循环,这是所谓的复合式余热锅炉。