0、前 言
齊齊哈爾造紙廠自備電站3號爐系20世紀(jì)70年代北京鍋爐廠設(shè)計制造的BG - 65/39 -M型褐煤鍋爐，鍋爐設(shè)計燃料為扎賚諾爾褐煤，鍋爐實際運行采用雞西煙煤與大雁褐煤混燒。由于燃用煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種，多年來鍋爐燃燒不穩(wěn)，滿負(fù)荷運行時亦需投油助然，且長期處于正壓燃燒，噴火冒灰，受熱面磨損腐蝕嚴(yán)重，無法正常運行。為此，該廠與哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司合作，對該爐的燃燒及制粉系統(tǒng)進行了改造。
1、鍋爐設(shè)備的主要技術(shù)特點
該65 t/h鍋爐原設(shè)計為自然循環(huán)固態(tài)排渣滬、鋼球磨煤機中間儲倉制粉系統(tǒng)，干燥劑為中溫爐煙+熱風(fēng)+冷風(fēng)，乏氣送粉并輔以三次風(fēng)，燃燒器為固定式四角布置切向燃燒方式。
富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃料木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、改造方案
根據(jù)齊齊哈爾造紙廠自備電站的實際情況及運行要求，本次改造的原則如下：
a．燃料為：20%大雁褐煤+80%雞西煙煤，其混合燃料特性如表1所示；
b．燃燒器采用雙通道自穩(wěn)式燃燒器；
c．制粉及燃燒系統(tǒng)原則上保持原有系統(tǒng)，即制粉系統(tǒng)仍采用鋼球磨煤機中間儲倉式制粉系統(tǒng)，干燥劑為：熱風(fēng)+爐煙+冷風(fēng)+再循環(huán)；乏氣+溫風(fēng)送粉（亦即運行磨煤機采用乏氣送粉，而非運行磨煤機則采用溫風(fēng)送粉）。
改造后的鍋爐規(guī)范如表2所示。
3、制粉系統(tǒng)和燃燒設(shè)備的改造
眾所周知，鍋爐燃燒設(shè)備的性能直接關(guān)系到鍋爐能否達(dá)到額定出力及其經(jīng)濟性，以及能否保證低負(fù)荷運行穩(wěn)燃的問題；制粉系統(tǒng)的性能則涉及到磨煤機出力的大小、干燥出力能否滿足要求以及制粉系統(tǒng)經(jīng)濟性的問題。因此，本次改造的重點放在制粉系統(tǒng)和燃燒設(shè)備的改造上。
3.1燃燒設(shè)備的改造
該爐燃用20%大雁褐煤+80%雞西煙煤的混煤，其煤質(zhì)特點為：水分大、灰分大、揮發(fā)分較高、熱值低、結(jié)渣傾向一般，為了適應(yīng)其燃燒特性，采用四角切向燃燒方式，其爐膛中心假想切圓直徑為680 mm。燃燒器噴口結(jié)構(gòu)布置為：燃燒器噴嘴最上層為三次風(fēng)，向下依次為上二次風(fēng)、一次風(fēng)、下二次風(fēng)噴口，下二次風(fēng)噴口中設(shè)有油槍作為點火和低負(fù)荷運行穩(wěn)燃之用。
為保證鍋爐低負(fù)荷運行穩(wěn)燃，一、三次風(fēng)口均采用雙通道自穩(wěn)式燃燒器。燃燒器噴口布置及參數(shù)如表3所示。 表3燃燒器噴口參數(shù)
3.1.1 送粉方式
根據(jù)現(xiàn)場的運行條件，排粉機容量較大(型號：7 - 29 - 12No. 16，Q- 36 800 1T13／h)，無法全部作為三次風(fēng)，而采用部分乏氣送粉和部分溫風(fēng)送粉，即運行的磨煤機一側(cè)的排粉機所帶一次風(fēng)采用乏氣送粉，其余的乏氣供一對角的三次風(fēng)，而另外一臺排粉機所帶一次風(fēng)則采用溫風(fēng)加冷風(fēng)送粉，其所帶三次風(fēng)管道閥門關(guān)閉。
3.1.2 各次風(fēng)比率
在設(shè)計計算時，不同風(fēng)率的選取如表3所示，其中一次風(fēng)乏氣空氣含量為11.39%，三次風(fēng)乏氣空氣含量為15.57%。
3.1.3燃燒器設(shè)計
本爐燃燒器布置及結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
3.2制粉系統(tǒng)改造
制粉系統(tǒng)原則上仍采用原系統(tǒng)，即利用原有2臺DTM250/390型鋼球磨煤機，中間儲倉式制粉系統(tǒng)，以中溫爐煙+熱風(fēng)+冷風(fēng)+再循環(huán)四種介質(zhì)作為干燥劑，排粉機亦采用原有2臺7 - 29 - 12No.16型排粉機。運行的磨煤機側(cè)采用乏氣送粉，并輔以三次風(fēng)，停運的磨煤機側(cè)采用溫風(fēng)加冷風(fēng)送粉。
由于磨煤機和排粉機規(guī)格較大，在投運高壓加熱器時，單臺磨煤機即可滿足鍋爐滿負(fù)荷運行，而不投運高壓加熱器時單臺磨煤機就可使鍋爐帶60 t/h以上負(fù)荷運行，因此，如兩臺磨煤機同時運行，則三次風(fēng)量將很大，這給燃燒器的設(shè)計帶來很大困難。因此，我們對其運行方式進行了調(diào)整，即鍋爐在投運高壓加熱器時，制粉系統(tǒng)采用單臺磨煤機運行；不投運高壓加熱器時，亦采用單臺磨煤機運行，而另一臺磨煤機僅在煤粉不足時短時間投運。運行的磨煤機一側(cè)的排粉機所輸送的乏氣，一部分用作一次風(fēng)送粉，其余的部分則作為供一對角的三次風(fēng)，而另一側(cè)則采用溫風(fēng)加冷風(fēng)送粉，其所帶三次風(fēng)管道閥門關(guān)閉或稍開使噴口通風(fēng)冷卻。
3.2.1 干燥劑的選擇
根據(jù)以往的經(jīng)驗和本爐的特點，干燥劑選取為爐煙、熱風(fēng)、冷風(fēng)和再循環(huán)乏氣四種介質(zhì)。并對投運高壓加熱器、不投運高壓加熱器兩種情況進行了計算，其計算結(jié)果如表4所示。
3.2.2 系統(tǒng)各管道規(guī)格的選取
在系統(tǒng)各管道設(shè)計時，為了使各系統(tǒng)阻力匹配，在阻力小的管道上采取了增加阻力的辦法（例如在再循環(huán)管道上采用縮小管徑、加裝文丘里的辦法以增加阻力），系統(tǒng)內(nèi)各管道規(guī)格選取如表5所示。
4、結(jié)束語
本次鍋爐改造工程的設(shè)計，主要工作內(nèi)容是燃燒設(shè)備和制粉系統(tǒng)改造的設(shè)計，需要做到的是：
a．系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)重點研究分析系統(tǒng)內(nèi)各管路的阻力匹配；
b．與新建工程設(shè)計相比，改造工程受到現(xiàn)場許多的具體情況限制。因此，本次改造有些地方可能看來不盡合理。例如：對現(xiàn)燃用的煤種仍然采用爐煙+熱風(fēng)+冷風(fēng)+再循環(huán)乏氣作為干燥劑就有些欠妥，這是因為原系統(tǒng)就有抽爐煙管道，如不抽爐煙，則系統(tǒng)和鍋爐設(shè)計將要做較大的相應(yīng)改變；
c．在設(shè)計一、三次風(fēng)煤粉管道時，由于采用乏氣送粉，在設(shè)計過程中，由乏氣送粉引起的管道磨損問題，可通過控制風(fēng)速、采用鑄石彎頭等措施來解決。管道布置要因地制宜，根據(jù)實際情況靈活布置；一次風(fēng)風(fēng)粉混合器的結(jié)構(gòu)要合理，使下粉均勻、輸送流暢；
d．系統(tǒng)設(shè)計時考慮了高壓加熱器的投運和不投運兩種情況。投運高壓加熱器時，計算的三次風(fēng)風(fēng)量小；不投運高壓加熱器時，計算的三次風(fēng)風(fēng)量大，在設(shè)計時應(yīng)兼顧這兩種情況進行管道設(shè)計；
e．對于改造工程而言，通過現(xiàn)場實際調(diào)研，收集的第一手資料是十分必要的。因為，改造部分需要與原系統(tǒng)相連接，如處理不當(dāng)將會無法連接，造成設(shè)計失敗。
