1  前言
    新疆石河子熱電廠4#鍋爐為四川鍋爐廠生產(chǎn)的CG - 130/39 - Ml型煤粉鍋爐，該爐采用直流燃燒器四角布置，制粉系統(tǒng)為鋼球磨中儲(chǔ)式乏氣送粉，設(shè)計(jì)煤種為煙煤。通過幾年的運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題：(1)鍋爐出力低，僅能達(dá)到110t/h; (2)主蒸汽溫度偏低，最高為440℃；(3)面式減溫器慣性大；(4)低溫空氣預(yù)熱器連通箱共振；(5)飛灰含碳量高，滿負(fù)荷時(shí)達(dá)20%，從而降低鍋爐燃燒效率等。希望通過技術(shù)改造達(dá)到如下要求：(1)當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于70%額定負(fù)荷時(shí)，保證主蒸汽溫度為445±5℃；(2)將面式減溫改為自制冷凝水噴水減溫；(3)消除空氣預(yù)熱器連通箱振動(dòng)；(4)改造后鍋爐
額定出力為140t/h，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
2  燃燒系統(tǒng)存在問題及改造方案
2.1 燃燒系統(tǒng)存在問題
    分析40鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)該爐出力偏低的主要原因是燃燒器區(qū)域結(jié)渣，影響鍋爐的正常運(yùn)行。結(jié)渣原因之一是燃用煤質(zhì)的灰熔點(diǎn)較低所致（煤灰的變形溫度ST=1250℃）；其次是燃燒器的布置方式使大量未燃煤粉及已著火的煤粒下落，造成冷灰斗嚴(yán)重堵渣，同時(shí)又存在嚴(yán)重刷墻現(xiàn)象，燃燒區(qū)域呈還原性氣氛，促進(jìn)結(jié)渣，從而導(dǎo)致飛灰可燃物高．煙囪冒黑煙等一系列燃燒問題。煤質(zhì)資料如表l所示。
2.2  增窖改造方案
為了解決冷灰斗堵渣及燃燒器區(qū)域結(jié)渣問題，采用PWI旋流煤粉燃燒器替代原有直流燃燒器。因?yàn)镻Wi型煤粉燃燒器具有強(qiáng)烈的風(fēng)、粉預(yù)混特性，不會(huì)出現(xiàn)未燃煤粉隨渣落到冷灰斗中的現(xiàn)象，同時(shí)又具有明顯的束狀收斂火焰狀態(tài)特性，且不會(huì)像四角切向燃燒那樣容易出現(xiàn)刷墻現(xiàn)象。具體做法是，在兩側(cè)墻布置八臺(tái)PW1型煤粉燃燒器（雙層、對(duì)沖），單臺(tái)燃燒器功率為22MW。PWI型煤粉燃燒器的特點(diǎn)是燃燒穩(wěn)定性好，燃盡率高，低負(fù)荷性能好，防結(jié)渣性能強(qiáng)，能滿足在改造后鍋爐額定出力為140Uh時(shí)爐內(nèi)不結(jié)渣。改造后的實(shí)踐證明，PWI型煤粉燃燒器具有良好的防結(jié)渣性能。
3  過熱器系統(tǒng)原因分析及改造措施
3.1  過熱蒸汽溫度低的主要原因
    原過熱器系統(tǒng)由低溫過熱器、高溫過熱器和面式減溫器組成。過熱器布置的基本流向?yàn)轫樍鞑贾茫�即低溫段在前，高溫段在后。�?jīng)核算，原設(shè)計(jì)過熱器受熱面偏小，導(dǎo)致主蒸汽溫度偏低。
3.2  過熱器改造
    更換過熱器，優(yōu)化過熱器設(shè)計(jì)方案，將低溫區(qū)采用逆流，高溫區(qū)采用混流，低溫過熱器仍用20#鋼，高溫過熱器的3/4采用12CrlMoV(高溫段)或15 Cr Mo，1/4仍用20#鋼（人口低溫段）。
3.3  減溫器系統(tǒng)改造
    為了克服面式減溫器慣性大的不足，將面式減溫器改為自制冷凝水噴水減溫，具體方案如下：
    在鍋筒通往低溫過熱器的引出管上加裝一個(gè)集箱，從中導(dǎo)出飽和蒸汽進(jìn)入冷凝器；凝結(jié)的飽和水進(jìn)入分配集箱，再噴人布置于后墻的噴水減溫器；低溫過熱器出口的過熱蒸汽，交叉后分別進(jìn)入減溫器的左右入口，減溫后進(jìn)入高溫過熱器人口集箱。冷凝器的冷卻水利用原有的面式減溫器的冷卻水管道現(xiàn)場(chǎng)連接即可。
4  空氣預(yù)熱器連通箱振動(dòng)及解決辦法
    實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的空氣預(yù)熱器連通箱振動(dòng)，實(shí)際上是由低溫段空氣預(yù)熱器管箱振動(dòng)所引起連帶現(xiàn)象。經(jīng)核算，第一級(jí)空氣預(yù)熱器的固有頻率與卡門渦流脫落頻率接近，易在空氣側(cè)引起空預(yù)器管箱的共振。
    解決管箱振動(dòng)問題，必須使振動(dòng)系統(tǒng)失諧。本方案將在空氣側(cè)裝設(shè)幾個(gè)隔板，把空氣預(yù)熱器分成幾個(gè)氣室，使各個(gè)氣室的固有頻率遠(yuǎn)離卡門渦流頻率，以此來防止空氣預(yù)熱器的共振。
5  改造前后結(jié)果比較
6  節(jié)能效果分析
    鍋爐提高出力30L／h，每小時(shí)多消耗煤3.877t，按150元／t計(jì)算，每小時(shí)多支出582元，蒸汽按每噸40元計(jì)算，每小時(shí)獲得40×30=1200元，這樣每小時(shí)獲得凈利潤(rùn)618元，每年按6000b計(jì)算，年凈利潤(rùn)370萬元，除去改造投資220萬元，當(dāng)年可回收成本并獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。
7  結(jié)論
    通過上述改造，鍋爐額定負(fù)荷為140t/h，主蒸汽可達(dá)到額定參數(shù)，徹底消除空氣預(yù)熱器共振、減溫器慣性大等缺陷。鍋爐實(shí)際提高出力達(dá)30t/h，相當(dāng)于增容27%。改造的經(jīng)濟(jì)性顯著，這種改造方案對(duì)燃用低熔點(diǎn)燃料的鍋爐較為適宜，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，同時(shí)我們還大量銷售木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。