烧结矿余热竖罐式回收系统是一种变革性余热回收利用工艺，其吨矿发电量有望提高100％，已被列入国家“十三五”重点专项指南中。余热锅炉是该回收系统的能量转换设备，连接着竖罐和汽轮机，决定着进入汽轮机入口蒸汽参数，进而决定着后续的吨矿发电量。与传统的环冷机模式相比，本工艺中余热锅炉进口热载体（即来自于余热回收罐体的冷却空气）温度要比传统环冷机模式高出100～130℃，流量也存在较大差异，因此有必要对余热锅炉的结构和操作参数进行重新审视和设置。　　本课题组在前期研究工作中，已初步研究并确定了余热锅炉的总体结构型式、操作参数和结构参数，但其存在着运行和操作费用较高导致经济性不佳、受热面管束结构不科学等不足。基于此，本文在课题组已有研究基础上，以某年产390万吨烧结系统为例，对锅炉各换热器（即受热面）管束结构型式重新选取，利用MATLAB编程优化了受热面管束规格、管间距等几何参数。其次，对锅炉出口蒸汽参数进行热经济学优化，得出了锅炉适宜操作参数。　　本文的主要研究内容、方法及创新如下:　　(1)对锅炉高低压过热器、蒸发器、省煤器等各受热面管束结构型式重新选取，基于遗传算法，采用MATLAB编程，以最小年度化费用为目标函数，优化了管束尺寸、管间距等锅炉结构参数，分析了翅片管几何因素对受热面内流动和传热的基本影响规律。　　(2)受热面的循环泵（给水泵）年度化费用随管内工质流速增大而增加，呈二次方关系;各受热面锯齿型螺旋翅片管存在最佳锯齿深度，最佳锯齿深度占翅片高度的30～50％。　　(3)在受热面几何参数优化基础上，以最大年度化收益为目标函数，基于遗传算法，采用MATLAB编程，对锅炉出口蒸汽参数进行热经济学优化，得出了锅炉适宜操作参数，并探讨了锅炉出口蒸汽参数对锅炉功率、初始投资和各项年度化费用的影响规律。　　(4)锅炉发电量随高压蒸汽温度、高压蒸汽压力、低压蒸汽温度的升高而升高，随低压蒸汽压力的升高而降低。高压蒸汽温度对发电量的影响最大，450℃以后，随着高压蒸汽温度增加，锅炉的运行费用快速增长，综合年度化收益增长缓慢。　　(5)某年产390万吨烧结余热罐式回收系统，烟气温度540℃，流量62.5万m3/h，锅炉最大年度化收益对应的锅炉蒸汽参数为:高压蒸汽压力4.49MPa，高压蒸汽温度450℃，低压蒸汽压力0.33MPa，低压蒸汽温度235℃，发电功率21.02MW。