梯级热源双压余热锅炉是实现环冷机废气余热梯级利用的核心设备。锅炉的传热和蒸汽热力学特性对蒸汽做功能力有重要影响。已投产的余热发电系统受到烧结矿生产率、原料条件、操作方法等工艺要素变化频繁的制约,普遍存在着余热资源回收率较低、机组发电量不足等问题。以钢铁厂指定结构的梯级热源双压余热锅炉为研究对象,使用热量?作为衡量蒸汽做功能力的评价标准,对锅炉的传热过程进行描述。以蒸汽热量?最大作为优化目标,对余热锅炉的变工况热力学特性进行研究及过程优化。研究热废气温度、流量和蒸汽压力组合对余热锅炉传热与蒸汽热力学参数间的协同关系,得到余热锅炉传热与蒸汽热力学特性的协同规律。优化后的蒸汽做功能力比优化前提高了3.561%。使用“热源分配系数”的概念来描述余热锅炉热废气进口的热量分配情况。热源分配系数越大,热废气温度越高,越有利于蒸汽总?的提高。利用Visual Studio 2015编程软件搭建锅炉计算平台,计算结果与原有数据的相对误差在5%以内。研究结果明确了梯级热源双压余热锅炉传热与蒸汽热力学特性的协同规律,优化了主副汽压力、热废气进口间热量分配、热废气区间温度组合等参数。研究结果对完善梯级热源双压余热锅炉的运行理论和优化余热发电系统的调节有重要的参考价值。