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    某發(fā)電廠50MW機(jī)組采用220t/h煤粉鍋爐，其燃燒器采用四角布置的雙通道大速差燃燒器。自投運(yùn)以來(lái)，長(zhǎng)期存在爐膛結(jié)焦與燃燒不完全的問(wèn)題。針對(duì)存在的問(wèn)題采取技術(shù)措施后，爐膛結(jié)焦嚴(yán)重的問(wèn)題雖得到了解決，但消耗高的矛盾卻愈顯突出。2010年4月，利用該爐大修的機(jī)會(huì)，對(duì)燃燒器進(jìn)行了改造，燃燒器采用了四角噴燃、濃淡燃燒技術(shù)。投入運(yùn)行后，鍋爐燃燒極不穩(wěn)定，經(jīng)常熄火，鍋爐煤耗高。為提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，降低鍋爐燃料消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，2011年5月，組織對(duì)該鍋爐進(jìn)行綜合技術(shù)改造。
1、問(wèn)題分析
    鍋爐原設(shè)計(jì)采用的雙通道大速差燃燒器，鍋爐煤耗高。2010年4月采用由四角布置的直流式水平濃淡燃燒器，投運(yùn)后鍋爐燃燒極不穩(wěn)定，鍋爐煤耗進(jìn)一步提高。經(jīng)采取一些技術(shù)措施后，鍋爐煤耗有所降低。通過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)該鍋爐煤耗高的原因不僅僅是燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置，燃燒系統(tǒng)也存在問(wèn)題。
1.1  切圓布置存在問(wèn)題
1.1.1  燃燒器噴口爐膛斷面不合理
    燃燒器噴口有礙于外回流區(qū)的形成，鍋爐運(yùn)行時(shí)，左右側(cè)水冷壁管結(jié)焦，并有沖刷爐管的現(xiàn)象，爐左前、右后角射流對(duì)沖。
1.1:2燃燒器兩側(cè)墻的布置存在問(wèn)題
    由于爐墻、鋼架的布置問(wèn)題，燃燒器不能采用理想的正四角布置，而采用把燃燒器布置在兩側(cè)墻上的方案。在運(yùn)行時(shí)由于射流兩側(cè)補(bǔ)氣條件不同，兩側(cè)的壓力也不同，這樣就使得射流兩側(cè)有不同的靜壓差，不利于煤粉氣流著火和燃盡。
1.2送風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題
    一次風(fēng)率過(guò)高，二次風(fēng)率偏低。一次風(fēng)率高相應(yīng)風(fēng)量大，將煤粉加熱到著火溫度所需要的熱量多，著火較慢，同時(shí)風(fēng)速高也導(dǎo)致著火點(diǎn)延后，從而使煤粉氣流進(jìn)入爐膛不能及時(shí)著火，燃燒不穩(wěn)定。二次風(fēng)率低使煤粉與空氣不能充分混合，造成燃燒過(guò)程中局部缺氧，無(wú)法達(dá)到空氣與煤粉理想混合、燃燒迅速而完全的目的。
1.3熱風(fēng)溫度低，僅350℃左右
熱風(fēng)溫度低，一方面增加了煤粉氣流加熱到著火溫度所需的著火熱；另一方面二次風(fēng)溫度低不利于煤粉后期的燃燒。對(duì)燃用無(wú)煙煤的鍋爐，通常要求熱風(fēng)溫度高于380℃～430℃。
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1.4煤粉細(xì)度高
    正常運(yùn)行時(shí)R90=12%～14%，有時(shí)甚至高達(dá)R90=18%。制粉系統(tǒng)存在缺陷，煤粉顆粒粗細(xì)度難以合格。R90愈高，煤粉的著火和燃盡就愈困難，造成鍋爐燃燒不完全，嚴(yán)重影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2、改造措施
    針對(duì)存在的問(wèn)題，2011年5月，對(duì)鍋爐進(jìn)行如下綜合技術(shù)改造措施。
2.1  改進(jìn)燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置
2.1.1  一次風(fēng)速設(shè)計(jì)為25m/s
    選取一次風(fēng)速設(shè)計(jì)上限值，提高鈍體尾跡區(qū)的湍流、熱質(zhì)交換能力。
2.1.2采用直立式狹長(zhǎng)型一次風(fēng)噴口，增大一次風(fēng)噴口高寬比( h/b=2)
    一次風(fēng)噴口高寬比增大h/b，這樣加大了煤粉射流截面的周界，增大煤粉射流與高溫?zé)煔忾g的接觸面積，增強(qiáng)卷吸高溫?zé)煔獾哪芰Α?br /> 2 .1.3  三次風(fēng)噴口下傾10角
    這樣既不會(huì)對(duì)主煤粉氣流的燃燒造成明顯影響，又可起到壓火作用，增加三次風(fēng)氣流在爐內(nèi)逗留的時(shí)間，有利于三次風(fēng)中細(xì)煤粉的燃盡，減少飛灰可燃物。
2.1.4-次風(fēng)噴嘴管設(shè)計(jì)成漸縮型
    為了避免煤粉沉積，一次風(fēng)噴嘴設(shè)計(jì)成漸縮型，在噴嘴內(nèi)的氣流可逐漸加速，均化噴口氣流分布，提高一次風(fēng)煤粉濃度。
2.1.5  改變假想切圓直徑
    因?yàn)椴捎昧藘蓚?cè)墻布置燃燒器，此時(shí)燃燒器噴口中的幾何軸線和兩側(cè)墻間的夾角差異很大，射流的補(bǔ)氣條件也有較大的差異，布置成大小切方圓方式，即兩對(duì)對(duì)角燃燒器的射流分別和兩個(gè)直徑不同的假想切圓相切，可以改變氣流的偏斜，并可防止實(shí)際切圓的橢圓度過(guò)大。
2.2對(duì)鍋爐的配風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造
    在各二次風(fēng)總管至各二次風(fēng)進(jìn)口處加裝導(dǎo)流板，改變鍋爐的配風(fēng)結(jié)構(gòu)，增加二次風(fēng)率，確保了二次風(fēng)及時(shí)、均勻強(qiáng)烈混入，并相對(duì)減少了一次風(fēng)率，更有利于煤粉氣流的著火，有效地改善了鍋爐的燃燒狀況，使煤粉的燃燒更加劇烈而充分，解決了長(zhǎng)期以來(lái)鍋爐燃燒缺氧的問(wèn)題，大大提高了鍋爐燃燒效率，是鍋爐改造成功的關(guān)鍵。
2.3調(diào)整衛(wèi)燃帶的敷設(shè)部位和敷設(shè)面積
    增加燃燒器下沿的衛(wèi)燃帶，從下二次風(fēng)口下沿標(biāo)高處往下增加0. 6m，上二次風(fēng)噴口標(biāo)高以上不敷設(shè)衛(wèi)燃帶，其目的是為了提高爐膛下部和燃燒器底部的溫度水平。對(duì)結(jié)渣的易發(fā)部位，容易造成焦渣沉積搭橋的區(qū)域，如左側(cè)三排水冷壁未敷設(shè)衛(wèi)燃帶，這樣既有利于射流外回流區(qū)的形成，保證穩(wěn)定燃燒，又可有效防止燃燒器噴口區(qū)域局部結(jié)焦。
2.4提高熱風(fēng)溫度，降低排煙溫度
    在低溫段空氣預(yù)熱器后增加一組熱管空氣預(yù)熱器，提高熱風(fēng)溫度，降低排煙溫度，同時(shí)有效地減輕了低溫段管式空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，改造后鍋爐熱風(fēng)溫度提高到400℃，從而減少了鍋爐著火熱，保證了鍋爐燃燒穩(wěn)定，排煙溫度從1 70℃降低至150℃，減少了鍋爐的排煙熱損失。
2.5對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行改造，調(diào)整優(yōu)化制粉系統(tǒng)運(yùn)行
    制粉系統(tǒng)存在缺陷，煤粉顆粒粗，細(xì)度難以合格（R90=12%以上），造成鍋爐燃燒不完全，嚴(yán)重影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，我們對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行改造，根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，將粗粉分離器百頁(yè)窗擋板角度從45。調(diào)整為35。，同時(shí)將粉倉(cāng)吸潮管出口從磨煤機(jī)出口改到細(xì)粉分離器入口，有效地提高了粗粉分離器的分離效率。并跟班對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，優(yōu)化制粉系統(tǒng)的運(yùn)行，控制煤粉細(xì)度R90在10%以下。
2.6改變?nèi)紵�器噴口截面結(jié)構(gòu)
    將左后、右前角2根水冷壁管移動(dòng)在燃燒器區(qū)域的位置，保證了燃燒過(guò)程中回流區(qū)的形成，有效地防止了煤粉氣流沖刷墻壁。
3、改造效果
    改造后組織對(duì)鍋爐進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性測(cè)試，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)下表：
    測(cè)試結(jié)果顯示，鍋爐改造后的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)明顯優(yōu)于改造前，熱效率大幅提高。
4、結(jié)論
    通過(guò)對(duì)鍋爐的綜合技術(shù)改造，極大地增強(qiáng)了鍋爐燃燒穩(wěn)定性，飛灰含碳量顯著下降，排煙溫度明顯降低，鍋爐熱效率較改造前有大幅提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。