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1、鍋爐概況
    某小型自備電廠l#鍋爐系北京鍋爐廠生產(chǎn)的煤粉鍋爐，多年前改為循環(huán)流化床鍋爐。改造后，由于設(shè)計(jì)不合理，存在諸多問題，其中最突出的問題主要有以下兩個(gè)：
    1.1鍋爐尾部受熱面損失嚴(yán)重，該處受熱面工作壽命極為有限；
    1.2鍋爐出力達(dá)不到額定負(fù)荷，鍋爐熱效率很低。
    這些問題嚴(yán)重制約了鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了提高鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展的目的，該電廠對l#爐再次進(jìn)行了改造。
2、改造方案
  2.1總體設(shè)計(jì)
  1)鍋爐采用內(nèi)置水冷方形旋風(fēng)分離器高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)。爐膛后墻膜式壁彎曲構(gòu)成高低混合流速循環(huán)流化床，即爐膛下部截面積大，上部截面積小。后部為內(nèi)置水冷旋風(fēng)上排氣分離器，后部上方布有2個(gè)用耐溫耐磨材料做成的出煙管，煙氣出煙管后，經(jīng)過水平的煙道進(jìn)入尾部豎并煙道。
    2)鍋爐總體布置采用前吊后支結(jié)構(gòu)，爐膛、分離器采用全膜式壁結(jié)構(gòu)，懸吊于銅架頂部大板梁上，將重量傳遞到鋼架，尾部爐墻護(hù)板輕型爐墻結(jié)構(gòu)，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(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    3)采用爐側(cè)四點(diǎn)給煤系統(tǒng)，皮帶負(fù)壓給煤。爐側(cè)點(diǎn)火，木炭床上靜態(tài)點(diǎn)火。采用滾筒式冷渣機(jī)。
    2.2具體方案實(shí)施
    針對以上的總體設(shè)計(jì)思路，對整個(gè)鍋爐進(jìn)行丁以下改造：
    1)加強(qiáng)了主體基礎(chǔ)、鋼架樓梯平臺，提高汽包高度
    主體基礎(chǔ)、鋼架樓梯平臺不變，但做了較大加強(qiáng)。將鍋爐汽包提高4.79m，汽包內(nèi)旋風(fēng)于由原有的42個(gè)增加至44個(gè)，波紋板更換，爐膛拓寬，加強(qiáng)尾部豎井煙道的鋼架。
    2)省煤器分為=組，重新布置
    高溫省煤器的煙氣流速為6.8m/s，采用+32x4的管子，每組38排。28列，上兩排，下一排用ICr18N19T1防磨，其彎頭采用全防磨結(jié)構(gòu)，總面積為896m2。兩級低溫省煤器用+32×4的管子，每組42排，上組縱向24排，下組縱向28排，上兩排，下一排用ICr18N19Ti防磨，其彎頭采用16Mn防磨，總面積為1848m2。省煤器總重量為102t。
    3)過熱器移至豎井煙道
    高溫過熱器高溫段采用+42 x4的I2CrlMoV做成+布置為76排12列，煙氣流速8.7m．面積381m2．高溫過熱器的管夾、梳型板為1GR20Ni4S12的材料做成，其隔斷圓鋼也采用lGr25Ni20S12的材料做成，防磨瓦上面t排下面兩排用ICr18Ni9T1做成。低溫過熱器采用+38 x4的CB3087的材料做成，采用76排28列市置，煙氣流速7.2m，面積825m2，低溫過熱器的管夾、梳型板為lCr20N114Si2的材料做成，防磨瓦上面i排下面兩排用ICr18NSfi做成。過熱器總重量為70t。
    4)爐膛部分改造
    用膜式擘將爐膛分為兩部分：前部為爐膛部分，其下部截面積大，上部截面積小，構(gòu)成高低混合流速，下部煙氣流速為3.8m/a．有效地防止了磨損，上部煙氣流速為5 m/s，便于煙塵攜帶，有利于分離；后部為內(nèi)‘置水冷旋風(fēng)上排氣分離器，經(jīng)過水平的煙道進(jìn)入呸井煙道。
    爐膛采用輕型爐墻懸吊結(jié)構(gòu)，爐膛水冷壁膜式壁采用+60 x4、GB3087的材料做成，節(jié)距為IOOmm．前墻寬8m高25.5m．兩側(cè)墻寬6.59m．商21.6m．后墻就是水冷分離器的前墻。水冷分離器為兩個(gè)，每個(gè)的當(dāng)量直徑為4.065m，由+51×4.(;B3087做成，做成八邊形的膜式壁結(jié)構(gòu)。出煙筒為+1800×16，材質(zhì)為ZCICr26Nil3Mn3Re，厚度為16mm，下面做有縮口。密相區(qū)布有橫埋管，埋管面積150m3。布風(fēng)板面積為42nf，用Q235做成，厚度為20mm。用65等邊三角行均布風(fēng)帽，風(fēng)帽材質(zhì)為ZGICr26N14Mn3。下面均布四個(gè)大風(fēng)室，用Q235、厚度為6mm的鋼板做成，八個(gè)∮159酌放渣管，用ICr18N19Ti的材料做成，并焊有膨脹節(jié)。
  5)給煤系統(tǒng)
  采用皮帶給煤，爐前2個(gè)煤倉保留，兩側(cè)各設(shè)2個(gè)矸石給煤口，接自原煤倉．4個(gè)給料點(diǎn)。
    6)爐側(cè)木炭點(diǎn)火
    在點(diǎn)火平臺兩邊各配備一臺2t的卷揚(yáng)機(jī)，便于點(diǎn)火底料木炭的運(yùn)輸，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。更新點(diǎn)火平臺，左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)4-6m的點(diǎn)火平臺，與爐前走道接通，乎臺總面積為60m3，下面用型鋼做支架，上面用槽鋼做骨架，鋪設(shè)3mm的鋼板，并做1m高左右的扶手欄桿，耗鋼材為40t。
  3、改造后鍋爐技術(shù)性能參數(shù)
  4、鍋爐改造后的效果及技術(shù)特點(diǎn)
  本次鍋爐改造本著穩(wěn)定，高效、低磨損的原則，內(nèi)置高溫水冷分離器，單級分離單級返料，最大限度充分利用鍋爐原有汽包、構(gòu)架，爐膛有效容積擴(kuò)大，爐膛、分離器采用全膜式擘輕型爐墻結(jié)構(gòu)，總T-期240天，總投資2006萬人民幣。改造后鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定、分離溫度高、返料溫度高、飛灰含碳量低、熱效率高、磨損輕、壽命長。本次鍋爐改造有以下技術(shù)特點(diǎn)：
  (1)采用內(nèi)置水冷高溫旋風(fēng)分離器高低混合流速循環(huán)流化床燃燒方式
  采用單級高溫分離高溫返料，分離溫度高達(dá)950℃以上，返料溫度高達(dá)850C-950℃，顆粒回燃條件好，飛灰含碳量低達(dá)5%以下，鍋爐熱效率商達(dá)90%。鍋爐上部為高流速，煙氣流速為5m/s，攜帶能力強(qiáng)，分離效率高：下部為低流速，煙氣流速為2.4m/s，磨損輕。南于高溫水冷分離器，單級分離單綴返料。爐膛內(nèi)的灰濃度隨高度增加成降低趨勢，在爐膛的下部灰濃度較大，在此處采用較低的煙氣流速，即使在沒有任何防磨措施的情況下也可以有效防止?fàn)t脖受熱面的磨損；爐膛七部灰濃度較低，因此選取適當(dāng)高一點(diǎn)的煙氣流速也不會(huì)出現(xiàn)密損問題。
    (2)采用內(nèi)置水冷上攤氣高溫旋風(fēng)分離器
    1)采用內(nèi)置方形水冷分離器結(jié)構(gòu)形式，分離器、料斗與鍋爐為一個(gè)整體，鍋爐結(jié)構(gòu)布置緊湊、占地面積小，充分利用鍋爐原有構(gòu)架及空間，把高速床無法利用的爐膛與分離器之間的空間充分利用起來，提高爐膛的有效容積，煙氣停留時(shí)間提高到5.8 s，使分離器不能分離的煤粉顆粒通過爐膛時(shí)一次性燃燒完全，有效降低飛灰的含碳量，提高鍋爐熱效率及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
  2)采用水冷上排氣旋風(fēng)分離器，是當(dāng)今循環(huán)流化床鍋爐的先進(jìn)分離器形式．屬第三代分離器技術(shù)，易于大型化，內(nèi)置水冷高溫旋風(fēng)分離器保證除塵灰中粒徑小于80um的細(xì)灰份額大子80%。采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分離器熱態(tài)運(yùn)行阻力小于700Pa。
  3)分離器采用水冷結(jié)構(gòu)，分離器既是鍋爐蒸發(fā)受熱面的一部分，同時(shí)又保護(hù)分離器免受高溫?zé)煔鉄龎模�與絕熱型旋風(fēng)分離器相比，使用壽命及檢修周期都大大延長。
  4)分離器及料腿為全水冷形式，可將分離下來的飛灰適當(dāng)冷卻，避免飛灰重燃結(jié)焦，堵塞返料管，提高鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。
  5)采用高溫分離，分離器置于過熱器、省煤器前，返料溫度高，物料返回爐膛后重燃條件好，有利于飛灰的燃盡。同時(shí)由于對煙氣中的飛灰進(jìn)行了分離，使進(jìn)入過熱器、省煤器的煙氣塵濃度大為降低，飛灰粒徑細(xì)化，大大減輕了過熱器、省煤器的磨損。
  6)由于分離器、料腿與爐膛膜式壁為一個(gè)整體且同為水冷結(jié)構(gòu)，膨脹系數(shù)一致，它們之間的連接不需要設(shè)置高溫膨脹節(jié)，沒有絕熱分離器膨脹節(jié)損壞泄露的問題。
(3)采用帶橫埋管，爐膛、分離器全膜式壁懸吊結(jié)構(gòu)布置方式。
    埋管屬于沉浸受熱面，受到高濃度高溫床料的激烈沖刷，集對流傳熱和輻射傳熱于一體，傳熱系數(shù)高達(dá)爐膛水冷受熱面的2-3倍，且爐膛容積較大，爐膛蒸發(fā)受熱面有富余，因此在爐膛稀相區(qū)下部敷設(shè)部分衛(wèi)燃帶來調(diào)整爐膛出口溫度，同時(shí)，爐膛稀相區(qū)下部灰濃度較高內(nèi)循環(huán)強(qiáng)烈，衛(wèi)燃帶還可防止高濃度灰對膜式壁受熱面產(chǎn)生磨損j高度當(dāng)運(yùn)行煤種或人爐煤粒度出現(xiàn)較大變化時(shí)，可以通過調(diào)整衛(wèi)燃帶的面積方便的調(diào)整爐膛出口溫度。
  爐膛、分離器、返料腿采用全膜式壁結(jié)構(gòu)焊接密封，保溫效果好，密封性能優(yōu)良，杜絕出現(xiàn)漏灰，漏風(fēng)現(xiàn)象的出現(xiàn)。
    (4)采用自平衡型U型閥返料器
    U型閥返料器具有自我調(diào)整，自我平衡能力，當(dāng)入爐煤煤種．粒度產(chǎn)生變化或變負(fù)荷時(shí)，U型閥返料器能自動(dòng)平衡返料量的變化，無需人為調(diào)整，返料順暢，穩(wěn)定可靠，是當(dāng)今循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用最廣泛的返料器。
    (5)分離器阻力低、分離效率高
    通過對分離器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，分離器阻力較傳統(tǒng)高溫旋風(fēng)分離器大為降低但分離效率不降低．熱態(tài)運(yùn)行阻力約為400Pa-700Pa．傳統(tǒng)圓形旋風(fēng)分離器典型熱態(tài)運(yùn)行阻力為980Pa-1960Pa，系統(tǒng)阻力降低減少了引風(fēng)機(jī)運(yùn)行電耗，提高了鍋妒運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要以生物質(zhì)顆粒燃料為燃料，生物質(zhì)顆粒燃料由木屑顆粒機(jī)壓制生產(chǎn)而成。