0、前言
    長城鋁業(yè)公司熱力廠原有211-75/39型鍋爐5臺，均是哈爾濱鍋爐有限公司的早期產(chǎn)品；額定出力75t/h，過熱蒸汽壓力3.82MPa，過熱溫度450℃，系中壓粉煤鍋爐。鍋爐前墻布置3只雙蝸殼式燃燒器，兩側(cè)墻各布置一臺馬弗爐用于點(diǎn)火和助燃。在本次技術(shù)改造前存在的主要問題有：在燃用義馬煤摻燒10%鶴壁小窯煤的情況下，長期存在過熱器區(qū)域結(jié)焦積灰嚴(yán)重、過熱器后煙溫偏高、主汽溫嚴(yán)重超溫，且運(yùn)行時燃燒器出口有黑龍、著火滯后、火焰上抬、燃燒穩(wěn)定性差，特別是煤質(zhì)較差或混煤木均時，燃燒更不穩(wěn)定，因此造成鍋爐熱效率低、出力嚴(yán)重不足(45—50t/h)。有鑒于此，長城鋁業(yè)公司熱力廠將“211—75/39型鍋爐恢復(fù)出力”列為重點(diǎn)科技招標(biāo)項目，對其中1號爐實(shí)施技術(shù)改造，重點(diǎn)是改用普華PW-I型煤粉燃燒器。文中就其改造效果進(jìn)行總結(jié)評述和分析，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)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、改造目標(biāo)與方案
    改造的目標(biāo)如下：
    (1)鍋爐在額定參數(shù)為75t/h下長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行；煤質(zhì)為：義馬煤摻和小窯無煙混煤。
    (2)鍋爐熱效率r7 =91%以上，鍋爐燃燒效率，7 r=96%（不低于94%）。
    (3)不發(fā)生危及鍋爐正常運(yùn)行的結(jié)渣（焦）現(xiàn)象。
    經(jīng)過充分調(diào)查研究和測試分析，認(rèn)為影響鍋爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵原因是燃燒器結(jié)構(gòu)與布置不合理：前墻單線布置3只雙蝸殼式旋流燃燒器，造成火焰集中、燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷過高、火焰溫度高，致使低熔點(diǎn)煤易在該域內(nèi)結(jié)焦。同時它們離側(cè)墻壁較近，易使擴(kuò)展的火焰沖墻結(jié)焦。該燃燒器在運(yùn)行中火焰擴(kuò)展度較大，難以調(diào)節(jié)，燃燒高揮發(fā)份的煤時，火焰靠近噴嘴，噴口區(qū)溫度較高，火焰也較長。在燃燒器出口處，一、二次風(fēng)旋流很強(qiáng)，較粗的煤粉也易穿過空氣甩出，進(jìn)入貧氧燃燒區(qū)，甚至甩至燃燒器附近壁面，從而產(chǎn)生結(jié)焦。此外，用馬弗爐點(diǎn)火和助燃使?fàn)t內(nèi)空氣動力場紊亂，馬弗爐區(qū)域也經(jīng)常結(jié)焦。因此提出以下改造方案和措施：
    (1)采用哈爾濱普華中心專利產(chǎn)品PW-I型粉煤燃燒器替換原雙蝸殼式燃燒器，并采用4臺燃燒器兩側(cè)墻對沖布置方式，燃燒器標(biāo)高下移，以便使燃燒穩(wěn)定，火焰集中，減輕鍋爐結(jié)焦，同時使火焰中心下移，降低爐膛出口煙溫，減輕過熱器前結(jié)渣現(xiàn)象。
    (2)作為配套措施，分別用4根∮299 x 10的管子作為一次風(fēng)管送粉，另外設(shè)置4根∮219x6的管子作為三次風(fēng)管，制粉系統(tǒng)為鋼球磨中儲倉乏氣送料。同時，更換送風(fēng)機(jī)，提高風(fēng)壓，保證燃燒器二次風(fēng)達(dá)到設(shè)計風(fēng)速。
    (3)取消點(diǎn)火用馬弗爐，采用重油電子點(diǎn)火技術(shù)，并增設(shè)火焰強(qiáng)度監(jiān)測系統(tǒng)。
    普華PW-I型粉煤燃燒器的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。該型燃燒器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)如下：一次風(fēng)攜帶煤粉經(jīng)由蝸殼以旋流方式進(jìn)入燃燒器內(nèi)，三次風(fēng)也經(jīng)蝸殼進(jìn)入，且產(chǎn)生的氣流旋轉(zhuǎn)方向與一次風(fēng)相同；二次風(fēng)分為兩路，一路以直流方式進(jìn)入燃燒坑道，另一路則分為三級由噴嘴分別送入一、三次風(fēng)所形成的旋轉(zhuǎn)煤粉氣流中，三級噴嘴每級4只，均順著氣流旋轉(zhuǎn)的切線方向交錯布置，兩路二次風(fēng)均可通過風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣煤粉氣流經(jīng)多級旋轉(zhuǎn)，其旋流強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，同時因風(fēng)溫逐級升高，可使煤粉得到良好預(yù)熱，較好地改善了煤粉氣流的著火條件，同時火焰剛性也得到了增強(qiáng)，有利于煤粉的燃燼，從而減少了結(jié)焦的可能性。此外，該型燃燒器還具有較好的調(diào)節(jié)性能。
2、改造前后效果對比
    在鍋爐改造前后的運(yùn)行記錄中各取6組數(shù)據(jù)（從1h～6h）對比如表l。表中還列出了同期未燃炭損失和鍋爐熱效率的實(shí)測結(jié)果。
    表中可見，在燃用相同煤種時，改造后鍋爐出力和熱效率有明顯提高。經(jīng)4個月的運(yùn)行考核證明：改造后雖然熱風(fēng)溫度有所降低，但鍋爐仍然能在3.8~3.9MPa、430—450℃、70~75t／h負(fù)荷參數(shù)下長期穩(wěn)定運(yùn)行，過熱器無超溫跡象，燃燒可控性好，燃燒效率明顯提高，結(jié)渣與結(jié)焦明顯減輕�；�本達(dá)到了改造目標(biāo)要求。
3、燃燒區(qū)域動力場與熱場的測試分析
    改造后分別就該爐冷態(tài)動力場和熱場進(jìn)行試驗測試，圖2為冷態(tài)動力場測試結(jié)果。從測試結(jié)果可以看出：
    (1)燃燒器出口處氣流的回流區(qū)深人燃燒器噴口內(nèi)，與燃燒器的冷態(tài)空氣動力場的噴出口段相吻合。
    (2)各燃燒器的射出氣流充滿爐膛截面，各氣流相互干擾小。
    (3)爐膛貼壁處氣流上升速度為0.6—1.5 m/s，根據(jù)以往的經(jīng)驗，貼壁處氣流速度小于2m/s時，將不會產(chǎn)生火焰沖墻，可防止壁面結(jié)焦。
    (4)爐膛中間部位，燃燒器射出氣流仍維持一定的速度，這對爐膛充滿以及保證燃燒后期混合是有利的。
    由此可得出結(jié)論：PW-I型燃燒器采用兩側(cè)墻對沖布置時，爐內(nèi)氣流工況是良好的。
    為了考察PW-I型燃燒器的燃燒穩(wěn)定性，在實(shí)施改造前還在該鍋爐上進(jìn)行了單個燃燒器試驗，即采用一只同功率的PW-I型燃燒器替換原前墻布置的3只雙蝸殼燃燒器中中間的一只。圖3、4即是試驗期間采用紅外熱成像儀測得的兩種燃燒器出口火焰中心區(qū)域的溫度場試驗結(jié)果。比較圖3、4可以看出：采用PW-I型燃燒器后，燃燒發(fā)展迅速，火焰溫度高，火焰短而粗，高溫區(qū)大，火焰溫度梯度大，靠近水冷壁區(qū)域溫度低，從而使燃燒區(qū)域的輻射傳熱得到了加強(qiáng)，并為燃燒低灰熔點(diǎn)煤時防止結(jié)渣創(chuàng)造了條件。此外，在試驗中當(dāng)人為切斷爐膛兩側(cè)的雙蝸殼式燃燒器，僅用一只PW-I型燃燒器燃燒的情況下，仍能長時間獨(dú)立地維持燃燒，且火焰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。而當(dāng)切斷試驗燃燒器和一側(cè)雙蝸殼式燃燒器時，另一側(cè)雙蝸殼式燃燒器在很短時間內(nèi)即滅火。由此證明，PW-I型燃燒器的著火與燃燒性能確實(shí)優(yōu)于原雙蝸殼式燃燒器，這是能取得以上改造效果的根本原因。
4、結(jié)論
    (1)按改造方案，對211-75／39型煤粉鍋爐（1爐）實(shí)施了技術(shù)改造，改造后鍋爐運(yùn)行狀態(tài)具有明顯改善，鍋爐出力和熱效率基本達(dá)到改造目標(biāo)要求。
    (2)對于211-75／39型煤粉鍋爐，采用4只哈爾濱普華PW-I型燃燒器沿兩側(cè)墻對沖布置方式，替代原設(shè)計的前墻布置3只雙蝸殼燃燒器方式，可明顯改善風(fēng)煤混合狀況，強(qiáng)化著火和穩(wěn)定燃燒，并能提高爐膛內(nèi)氣流充滿度，從而提高燃燒效率和鍋爐熱效率，且能有效防止水冷壁及過熱器區(qū)域的結(jié)焦（渣）和積灰。
    (3)試驗測試和運(yùn)行狀況對比表明，燃燒器改型是成功的，其結(jié)果可為今后同類型鍋爐的改造提供借鑒，富通新能源不但生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，而且還大量銷售可以供生物質(zhì)鍋爐燃燒使用的秸稈顆粒燃料和楊木木屑顆粒燃料。


相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)蒸鍋
2、秸稈壓塊機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)