大慶某公司動力車間30t/h、4.2 MPa、420℃蒸汽中壓裝置建于2000年，原設(shè)計主要用于滿足一甲醇裝置開、停工生產(chǎn)用汽。該鍋爐自2002年投運以來，主要存在以下問題：
1)蒸汽發(fā)生量達不到設(shè)計要求，在運行過程中，計算蒸汽發(fā)生量為27t/h，而實際產(chǎn)蒸汽量最高為22 t/h。
2)爐膛設(shè)計與燃燒器燃燒特性配置不合理。爐膛后墻、爐頂后側(cè)過燒，燃燒器火焰直擊爐膛后側(cè)。自投產(chǎn)以來，先后進行4次爐墻改造大修和多次維修，但至今30 t/h鍋爐仍不能長周期穩(wěn)定運行。
為了保證30 t/h鍋爐長周期安全運行，同時為滿足新建醋酸裝置夏季生產(chǎn)用汽需求，2008年我們對該鍋爐進行了技術(shù)改造。
1、改造方案
1)更換燃燒器。將現(xiàn)鍋爐“徐燃”制造的國產(chǎn)燃燒器更換為德國的E科分體式比例燃燒器，以解決原燃燒火焰形狀過長，燃燒特性不合理的問題。
2)將鍋爐的前墻向前延伸1 000 mm，保證爐膛有足夠合理的燃燒空間。
3)在鍋爐的后墻配置附加受熱面（類似水冷型），以保護爐膛后墻不受高溫?zé)煔獾臎_擊。
4)對鍋爐控制系統(tǒng)進行改造，將E科燃燒器全自動控制系統(tǒng)納入原DCS鍋爐控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)燃燒器點火，熄火、吹掃、保護自動控制和穩(wěn)燒特性。使水、汽、風(fēng)、煙氣氧含量在運 行期間與燃燒特性自動調(diào)節(jié)，達到最佳運行工況。
富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的顆粒燃料。如下圖所示：
5)系統(tǒng)配置減溫減壓裝置。30t/h蒸汽鍋爐產(chǎn)出蒸汽為滿足醋酸裝置1.5 MPa蒸汽壓力等級的需要，蒸汽須做減溫減壓處理。故需增加一套減溫減壓裝置，使30 t/h鍋爐發(fā)生的中壓蒸汽減壓至2.0~1.5 MPa，減溫至300℃左右，并配置相應(yīng)自控監(jiān)測系統(tǒng)及工藝管線。
2、具體改造內(nèi)容
2.1 爐膛結(jié)構(gòu)改造
為了保證鍋爐正常運行，爐膛的結(jié)構(gòu)尺寸必須滿足燃燒器的火焰形狀、尺寸的要求，并且火焰不能與爐墻或水冷壁發(fā)生碰撞。
此次技術(shù)改造，將“徐燃”制造的燃燒器更換為德國ELCOL的分體式比例燃燒器，其火焰直徑為1780 mm，火焰長度為8 100 mm。原30 t/h鍋爐爐膛橫向尺寸為1 900 mm，已滿足火焰直徑的要求，但鍋爐爐膛內(nèi)長度尺寸為7 285 mm，滿足不了ELCOL燃燒器火焰長度8 100 mm的要求，因此，爐膛尺寸必須向前加長1000 mm才能滿足要求。爐膛加長后的前左側(cè)墻，由于該處沒有水冷壁，故該處的爐膛結(jié)構(gòu)采用重型爐墻。其結(jié)構(gòu)尺寸：爐膛內(nèi)
層為230 mm耐火磚，外向為240 mm紅磚，再是40 mm的硅酸鋁鹽棉氈隔熱層，最外面是1 mm的鋼板作為鍋爐的外護板。
為了提高爐墻保溫性能，在耐火磚與紅磚之間留有20 mm寬的空氣層。為使兩層磚之間砌成一個整體，在高度上每隔6塊磚伸出一層耐火磚插入紅磚之中，作為牽連磚，使其磚與磚之間相互牢固咬住，形成一個整體。磚與磚的灰漿厚度要求為：耐火磚為2 mm；紅磚為5 mm。磚體的一切磚縫均應(yīng)泥漿飽滿，表面應(yīng)勾縫。延長部分的爐膛頂部采用預(yù)制耐火混凝土梁，其厚度為200 mm。上部為耐熱為800~ 900℃的珍珠巖耐火混凝土，其厚度為200 mm，最上為25 mm的耐火水泥抹面層。
后墻的結(jié)構(gòu)尺寸和前左側(cè)墻結(jié)構(gòu)尺寸一樣，只是在左、右兩側(cè)轉(zhuǎn)角處，耐火磚留有25 mm的膨脹縫，使?fàn)t墻能夠自由膨脹。
2.2 增設(shè)附加水冷壁受熱面心1
經(jīng)過改造后的后爐墻耐熱溫度可達1 400℃，燃燒器的火焰，經(jīng)過爐內(nèi)的輻射傳熱火焰尾部溫度低于1400℃，因此，后爐墻的工作是可靠的。為了鍋爐后墻更能長期安全可靠穩(wěn)定的工作，在鍋爐后墻內(nèi)設(shè)置附加受熱面。當(dāng)鍋爐后墻受到高溫輻射被加熱時，其熱量便會傳遞給附加受熱面，并被附加受熱面內(nèi)的工質(zhì)吸收。這樣后墻吸收的熱量不至于積累升溫，使其能夠長期保持在不過熱的溫度條件下正常工作。
將增設(shè)的附加受熱面置于鍋爐后墻靠近耐火磚內(nèi)的目的是為了避免附加受熱面吸熱過大而產(chǎn)生蒸汽，給鍋爐正常工作帶來不利的影響。
附加受熱面是否正常工作，可用觀測出口集箱上的溫度計的數(shù)值來判斷。在水流量為5 000 kg/h的條件下，出口集箱上的溫度計上顯示的溫度應(yīng)為120℃。在實際運行中此溫度應(yīng)控制在120～150℃之間（在相應(yīng)的壓力下飽和溫度為256 0C）。在這個溫度范圍之間，附加受熱面即可得到充分冷卻又可保證安全工作。進入附加受熱面的水流量，最高為6 600 kg/h，最低為4 000 kg/h，正常為5 000 kg/h。附加水冷壁受熱面由上、下兩個133×8的集箱和Ø38 x4的鋼管組成，∮38 x4的管子和上、下集箱采用焊接方式連接，由下集箱進水，上集箱出水，水的流動呈兀型。
附加受熱面與鍋爐給水系統(tǒng)的連接是在給水調(diào)節(jié)閥前加一65 mm×65 mm×50 mm的異徑三通和PN6.4；DN65的截止閥，在附加受熱面水的進出口管路上加設(shè)調(diào)節(jié)閥和截止閥，附加受熱面的工質(zhì)出口通過65 mm×65 mm×50 mm的異徑三通和省煤器出水管道相連后，進入鍋爐的上鍋筒。
2.3 燃氣供氣管路整改
由于鍋爐向前擴展1 m，因此供氣系統(tǒng)也做相應(yīng)的整改，供氣系統(tǒng)閥組的配置是按照燃氣供氣系統(tǒng)典型規(guī)范的要求并參照大慶油田有限公司甲醇分公司30 t/h蒸汽鍋爐現(xiàn)有的供氣系統(tǒng)進行設(shè)計的。
為了停爐的安全在該燃氣閥組主管線上設(shè)置了3個放散管，其余閥組的配置均是按照燃燒器ELCORPD80 CJ-R的自控規(guī)范要求和正常工作設(shè)置的。
2.4增加一套減溫減壓裝置
在原鍋爐主蒸汽線出口增加1套氣動減壓閥，同時后段配套1個噴除鹽水的減溫水裝置，控制蒸汽的壓力和溫度
3、投用情況
30 t/h蒸汽鍋爐于2008年6月份完成技術(shù)改造，于7月1 1日開始點火向醋酸裝置送汽，連續(xù)運行至8月6日正常停爐，創(chuàng)下自鍋爐2002年原始開車運行以來，連續(xù)累計運行30 d的最高記錄，同時實現(xiàn)了：
1)鍋爐的點火、熄火、運行實現(xiàn)了自動控制、調(diào)節(jié)、保護功能，相對于用火把點爐，提高鍋爐安全穩(wěn)定運行的可靠性，達到了目前燃氣鍋爐的運行規(guī)范要求。
2)解決了后墻過熱問題。由于更換了E科燃燒器，將前墻延長Im，從而增加爐膛有效長度，避免火焰直接沖擊后墻。同時在后墻內(nèi)增加一組輔助受熱面，進一步保護后爐墻。經(jīng)過這一段時間的試運行看，后爐墻的最高溫度在80℃左右。
3)減溫減壓裝置功能達到設(shè)計要求。新增加的減溫減壓裝置在投入運行后，通過減壓閥能夠?qū)崿F(xiàn)將鍋爐蒸汽出口壓力降低到2.5 MPa以下。通過減溫水的調(diào)節(jié)，將高溫位蒸汽溫度降到280 ℃。即該鍋爐運行可同時滿足兩種蒸汽壓力和溫度等級的需要。
