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1、概述
    湖南大乘資氮集團有限公司自備電站75 t/h煤粉鍋爐是四川鍋爐廠1991年設計制造的產品．于1993年底在資氮自備電站建成投產．
    1)鍋爐主要設計參數，
    型號：CG75-3. 82/450；出力：75 t/h；蒸汽壓力：3.82 MPa；蒸汽溫度：450℃；給水溫度：150℃；熱效率：87.5%．
    2)鍋爐煤質特性：設計為金竹山無煙煤，其燃煤特性如表1所示，鍋爐設計燃料特點為：多灰、揮發份低、發熱值低，鍋爐燃燒器設計時主要以穩燃為優先考慮方向，設計燃燒器結構如圖l(a)所示，燃燒器整體高度達2 430 mm，其高寬比H/B：2 430/240：10.125，其一次風之間、一次風與二次風之間距離拉得很開，一次風火嘴采用雙通道煤粉燃燒器，并設計有大速差射流裝置，利用高速蒸汽射流在通道內形成高溫煙氣回流區，有利于煤粉氣流的穩定著火．其設計爐膛高度比其他鍋爐廠家75 t/h煤粉爐要高出2m左右，因此在設計時考慮到燃用低熱值煤種可能對過熱器產生的欠熱影響，在爐膛上部布置有兩級衛燃帶，以減少水冷壁受熱，提高爐膛出口煙溫．
鍋爐投運初期，運行狀況很不理想，鍋爐經常滅火，過熱汽溫超溫無法控制，飛灰含碳量高達40%，高速射流裝置投運產生負作用．如將爐膛上部兩級衛燃帶拆除，在燃燒器區域敷設50m2衛燃帶，將高速射流裝置停運．這樣，鍋爐才轉入正常生產，但至今運行經濟性仍不理想，目前還存在兩大問題：①鍋爐熱效率低．鍋爐設計熱效率為87.5%，實際運行熱效率不足79%（據1996年實測結果），噸蒸汽標煤耗達140 kg/t汽；②鍋爐爐膛結焦、積灰嚴重．
富通新能源生產生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
2鍋爐存在問題分析
    鍋爐設計煤種熱值為18 146 kj/kg，而實際運行燃煤熱值在21 700 kj/kg左右，實際燃用煤種比設計煤種好．燃燒系統設計問題突出，具體分析如下：
    1)鍋爐設計采用5 620×5 620的爐膛斷面，其設計斷面熱負荷qF=2.04×l06W/m2，容積熱負荷q= 136.58×l03 W/m3．該爐膛斷面對燃用低反應能力的無煙煤是不合適的．根據經驗，燃燒器區域至少應布置40m2衛燃帶，才有利于著火及穩燃．
    2)  由于H/B（燃燒器高寬比）過大，一、二次風口之間拉得太開，一次風煤粉射流著火后在爐膛的射流軌跡中，二次風混入太遲，燃燒器射流后期混合差，擾動不強烈，爐膛火焰拉長，這是影響煤粉燃燼，導致飛灰含碳量高的根本原因，同時，燃燒器高度比過大，燃燒器整組射流剛性差，使煤粉氣流容易刷墻結焦．
    3)鍋爐生產廠家依據設計煤種，為了提高穩燃，設計采用了大速差雙通道煤粉燃燒器，雖有利于煤粉氣流在噴口處的穩定著火，但其負作用也是不可忽視的：一是減弱了氣流的后期混合，對燃燼不利；二是煤粉氣流在通道內著火膨脹，氣流沖出噴口擴散角大，易刷墻結焦，腰部風僅能防止在燃燒器通道內結焦，不能防止氣流進爐膛后刷墻。
    4)  設計爐前4個一次風彎頭距噴口太近，燃燒器前一次風直管段長度不足1m，煤粉因離心力作用被甩向外側，在左前角形成了反向濃淡分離，即向火側淡，背火側濃．這樣在前墻水冷壁區域形成了還原性氣氛，由于灰熔點降低，前墻更容易結焦．實際運行中的幾次結焦停爐事故，都是因前墻爬焦形成大焦塊跌落堵塞冷灰斗所致．
    5)鍋爐風粉管道儀表監測手段不完備，運行操作憑經驗配風，每個角進爐膛的風粉量不平衡，致使爐內空氣動力場紊亂，也是造成鍋爐燃燒不完全，爐膛容易產生結焦的一個原因．
3改進措施
    針對前述問題，根據電廠鍋爐燃用實際煤種，對75 t/h鍋爐燃燒器進行了校核計算，原設計參數見表2，改進后參數見表3，并提出幾點整改措施．
    1)燃燒器按校核計算尺寸重新制作安裝如圖1所示，
    ①原燃燒器H/B（高寬比）過大，整組射流剛性太弱．將燃燒器高度縮小至1 900 mm，高寬比取H/B：7，并取消大速差射流裝置．
    ②原燃燒器設計一次風速太高，改進后的燃燒器一次風速選用17—18 m/s.
    ③在一次風背火側加側邊風，可以有效防止煤粉氣流刷墻結焦及高溫腐蝕，
    ④實際運行中，三次風率及帶粉率通常比設計值高，改進后的燃燒器在安裝時三次風噴口下傾8°~10°
    ⑤由于鍋爐原設計爐膛太高，燃燒器改進后可能會出現過熱汽溫偏低現象，所以改造安裝時，在四角水冷壁上管不變的前提下，燃燒器由上往下組裝定位，使爐膛火焰中心上移500~600mm，以提高爐膛出口煙溫．
    2)在形成反向濃淡分離的一次風管里加扭曲板，在另外的一次風管里加隔板，在一次風噴口處加小鈍體，形成水平濃淡燃燒器，提高穩燃性．
    3)爐膛現有衛燃帶面積為50 m，燃燒器改進后，爐膛衛燃帶面積減少至36 rn2.這樣，既可保證穩定燃燒，又可有效防止爐膛水冷壁結焦．
    4)  在一次風管上加裝煤粉燃燒器在線監測系統如圖2所示，煤粉燃燒器在線監測系統可實時準確地監測到一次風管道內的煤粉氣流流速、煤粉濃度、動壓值、風溫和煤粉溫度，在微機內加以分析計算；模擬光柱和數顯窗口可實時可靠地顯示四角風粉分配均勻性，幫助運行人員直觀了解四角配風的對稱狀態，指導運行人員適時進行燃燒調整，合理配風，優化鍋爐燃燒，提高運行熱效率．
4改進效果
    按上述方案對鍋爐燃燒系統進行改進后，通過燃燒調整和合理配風，鍋爐燃燒穩定性和經濟性有了大的改觀：
    1)可以保證鍋爐在60% De下運行不會滅火；
    2)基本解決鍋爐爐膛結焦現象，杜絕了結焦停爐事故；
    3)  在鍋爐燃用熱值≥21 700kj/kg的煤種、煤粉細度R≤11%、給水溫度達到設計值（即tm=150℃的條件下，鍋爐熱效率達到84%以上，噸蒸汽標煤耗降低至120kg/t汽以下.
5遺留問題及處理措施
    燃燒器是影響75 t/h煤粉鍋爐燃燒穩定性和經濟性的一個主要問題，但制粉系統對鍋爐燃燒的影響也是一個不可忽略的因素，還有燃燒器改造后鍋爐負荷和汽溫會產生一些變化，筆者在此粗略分析并提出一些應對方案．
    1)  電廠采用電磁振動給煤機給煤，給煤槽敞開，從敞開處有大量冷風漏入制粉系統；在雨季燃煤水份高，給煤機經常堵塞不下煤，給煤量很不均勻，影響煤粉細度，建議將電磁振動給煤機改為滾筒式給煤機，實現密封連續均勻給煤．
    2)  鍋爐制粉系統粗、細粉分離器分離效率低，造成煤粉細度達不到要求，三次風帶粉率高，對鍋爐燃燒經濟性有影響．電廠需對粗、細粉分離器進行大修或改造．
6結論
    針對該75 t/h鍋爐主要存在的問題所進行的燃燒系統技術改造，通過一段時間的運行，表明改進是成功的．由此可以得到如下結論：
    1)用戶在鍋爐訂貨時向廠家提供的設計煤種一定要與鍋爐投產后燃用的實際煤種相符，否則，當實際燃用煤質與設計煤質偏差較大時，鍋爐運行當中會出現諸如滅火、結焦、過熱器超溫、熱效率低等一系列問題．
    2)  應用水平濃淡燃燒技術是解決劣質煤穩燃和提高鍋爐燃燒效率、解決鍋爐結焦問題的有效手段．
    3)  鍋爐燃燒在線監測系統可以指導運行人員實時合理進行燃燒調整，提高鍋爐運行水平.