鍋爐技術改造

鄭東泉

摘 要：通過減小爐膛出口煙道截面積，提高爐膛出口的煙氣流速，進而提高旋風分離器分離效率，有效降低飛灰含碳量，提高鍋爐的燃燒效率；同時收到的效果還有一定程度的降低床層溫度，穩定鍋爐運行。

關鍵詞：減??；煙道截面積；提高；煙氣流速；分離效率；熱效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.012

1 前言

聊城藍天熱電有限公司現有3×130T/H循環流化床鍋爐，其中#1、#2鍋爐為四川鍋爐廠不同批次生產的同型號產品。在運行期間，兩臺鍋爐床層溫度不同，同樣的鍋爐負荷情況下，#2鍋爐床層溫度比#1鍋爐床層溫度平均高出～50℃，尤其在冬季供暖期表現更為明顯。

針對上述情況，在鍋爐檢修期間，嘗試對#2鍋爐爐膛出口煙道進行了改造。在爐膛出口煙道底部利用耐火材料砌筑了300mm的平臺，減小了煙道的截面積，相同煙氣量的情況下，煙氣流速提高～10%。改造完成投運后，通過再次對比#1、#2鍋爐運行參數發現，#2鍋爐床層溫度降低超過10℃，完全達到了預期效果；同時根據每天的生產報表分析，通過本次改造，#2鍋爐的噸蒸汽耗煤量降低～9Kg/T蒸汽，有效提高鍋爐熱效率。

2 改造背景

（1）改造可行性分析討論。1）影響鍋爐床層溫度的因素主要有鍋爐負荷、入爐煤品質、一次風風量、返料灰量大小等。2）我公司#1、#2鍋爐在相同負荷情況下，入爐煤品質相同，#2鍋爐需要更高的床溫和一次風量，這就說明一個問題，#2鍋爐爐膛內部受熱面積比#1鍋爐受熱面積小。為了證實這一點，在鍋爐檢修期間，分別對兩臺鍋爐內部澆注料敷設區域面積進行了測量統計，對比發現#2鍋爐密相區澆注料面積比#1鍋爐密相區澆注料面積多42m2，受熱面積相應減小～7%。3）另外，對比兩臺鍋爐日常運行參數發現，#2鍋爐返料風壓較#1鍋爐返料風壓低～1.3KPa、返料風量高～300m3。根據這種情況可以判斷，#2鍋爐返料灰量較#1鍋爐返料灰量要少。4）結合上述幾點，改善#2鍋爐運行情況可以從增加爐內受熱面積、提高鍋爐旋風分離器分離效率兩方面考慮。

如果通過增加爐內受熱面積來實現，需要增加新的管屏或者剔除部分澆注料，但這樣會增加大量的后續維修量，并且一次性投資費用更高。相比較來說，通過提高旋風分離器分離效率來實現，比較客觀。提高旋風分離器分離效率，可以通過兩條途徑實現。第一條途徑是改造旋風分離器中心筒，提高分離效率；這種方案改造投資大。第二種途徑是通過減小煙氣流通面積、提高煙氣流速來提高分離效率；這種方案比較容易實現，并且改造投資小。

（2）改造必要性。由于#2鍋爐床溫始終偏高，為保證鍋爐運行穩定，避免爐膛結礁，一次風量也偏高。這樣長期運行，對鍋爐水冷壁的磨損程度也加劇。通過鍋爐檢修期間水冷壁的測厚數據對比不難看出，#2鍋爐水冷壁磨損嚴重程度明顯高于#1鍋爐。另外，用于水冷壁噴涂防磨的維修費用也相應增加。所以，通過技術改造來降低床溫勢在必行。

（3）改造實施階段，利用耐火材料在#2鍋爐爐膛出口煙道底部砌筑了300mm的平臺，降低煙道有效流通面積9.1%，相同煙氣量的情況下，煙氣流速提高～10%。改造完成投運后，對比#2鍋爐改造前的運行參數，相同負荷狀態下，#2鍋爐床層溫度降低超過10℃，大大改善了鍋爐的運行效果。

3 改造經濟性分析

（1）鍋爐運行穩定性能增加：通過改造，有效降低床溫10℃以上。鍋爐負荷同樣在120t/h情況下，改造前，床溫需要保持970℃以上，改造后基本穩定在950～960℃之間，很大程度上避免了#2鍋爐高溫結礁的危險；

（2）鍋爐燃燒性能提高：旋風分離器分離效率提高，增加了鍋爐返料灰量，提高了爐內物料濃度，爐內換熱效果大大改觀；

（3）節煤效益：物料未燃盡成分更多的參與循環燃燒，提高了鍋爐的燃燒效率，對比改造前后運行數據，噸蒸汽耗煤量降低～9Kg/T蒸汽，年節儉煤炭資金近100萬元；

（4）改造前后數據分析。

通過以上數據對比，相同鍋爐負荷狀態下，床溫降低13℃、返料風壓提高2KPa、爐膛壓差提高0.35KPa、噸蒸汽耗煤降低9Kg，同時旋風分離器系統阻力增加88Pa。

4 繼續改造空間的討論

將爐膛出口煙道截面積減小9.1%，提高了煙氣流速，同時也增加了系統的阻力。同樣的鍋爐負荷狀態下，改造后的引風機運行電流比改造前運行電流高出0.5A，動力消耗每年增加近2萬元。如果繼續減小爐膛出口煙道截面積，雖然能進一步提高旋風分離器分離效率，但是鍋爐的動力消耗無疑會大幅度增加。

綜上所述，通過適當減小爐膛出口煙道截面積來提高旋風分離器分離效率，雖然增加了一部分動力消耗，但是改造后提高了鍋爐的運行穩定性，并且帶來可觀的經濟效益，起到了投資小、收益大的效果。

參考文獻：

[1]張大龍，吳玉新，張海，呂俊復，劉青.低質量流率垂直管圈超臨界煤粉鍋爐的水動力特性分析[J].中國電機工程學報，2014（32）.

[2]劉建全，孫保民，張廣才，白濤，壽兵，胡永生.1000MW超超臨界旋流燃燒鍋爐穩燃特性數值模擬與優化[J].中國電機工程學報，2012（08）.

[3]蔡宏，吳燕華，楊冬.低質量流速優化內螺紋管的傳熱特性試驗研究[J].中國電機工程學報，2011（26）.

[4]王為術，劉軍，王保文，姚明宇，王紀宏.600MW超臨界W火焰鍋爐無煙煤燃燒NO_x釋放規律研究[J].煤炭學報，2011（06）.endprint