燃气-蒸汽联合循环的优势在于能够对燃料中的化学能实现能量的梯级回收利用,可以更好的回收燃气轮机排气的余热,因其具有良好的节能环保效果和投资效益而受到越来越广泛的关注和应用。余热锅炉作为联合循环中重要的能量转换设备,在联合循环中起到重要的的作用。它一方面连接前置燃气轮机,另一方面连接后置蒸汽轮机,而在过去,人们对联合循环余热锅炉的关注却很少。联合循环机组在实际的运行过程中受到机组负荷、环境温度等因素的影响,都不是按照设计工况运行,而处于变工况运行。因而分析它的变工况特性对于我们研究联合循环余热锅炉就显得十分重要。论文以单压无补燃联合循环余热锅炉作为主要的研究对象,重点分析联合循环余热锅炉在变工况下的动态特性,并建立了余热锅炉的整体动态数学模型。论文主要包括以下四个方面的内容。本文首先介绍了论文研究的背景,对我国发展燃气-蒸汽联合循环机组的前景进行了分析。而余热锅炉作为联合循环中承上启下的热工设备,对联合循环的整体性能优化起着重要的作用。在此基础上简述国内外余热锅炉研究的现状,指出了联合循环余热锅炉数学建模的意义。其次介绍了联合循环余热锅炉的基本理论,简单介绍了联合循环余热锅炉的工作原理、组成分类及三种典型的余热锅炉型联合循环方案,并比较了这三种方案各自的优劣。然后推导了联合循环的能量平衡关系及其热功关系式。然后对余热锅炉的一些重要的性能参数以及这些参数对余热锅炉性能的影响进行了分析。然后分析了随着联合循环余热锅炉的发展而呈现出的一些新的热力特性,重点分析了余热锅炉在变工况下的动态特性。最后利用集总参数建模的思想,将余热锅炉系统分解为烟气侧和工质侧两大部分建模。而对于工质侧,又划分为单相区和两相区,对于两相区,再次系统分解,将其分为汽包、上升管、下降管和水冷壁金属四大部分,分别建立其相应的数学模型。并给出数学模型的数学解析方法,进而对联合循环余热锅炉数学模型进行仿真分析,进一步验证了数学模型的正确性与合理性。