關于鍋爐燃燒器更型改造的可行性研究

郝俊峰

[摘 要]本文通過鍋爐燃燒器更型改造在火力發電廠生產過程的應用，提出該技術在解決火力發電廠燃煤緊缺情況下的有效方法，以適應火力發電廠在煤市場電計劃的外部環境下火力發電廠生存的需求。

[關鍵詞]鍋爐燃燒器；更型改造；方案論證 大唐哈爾濱第一熱電廠一期工程2×300MW機組，鍋爐由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司制造，型號為HG-1025/17.5-YM36型鍋爐。1、2號鍋爐分別于2009年的12月26日及2009年12月28日投產。

由于本廠設計的煤種煙煤的煤源滿足不了兩臺機組的實際需要，主要一是因為設計煤種東部網的運力不足，二是煤源緊缺，價格昂貴。自2010年04月份以來，本廠大力開展摻燒褐煤的工作，摻燒量時常達到50%以上。

摻燒褐煤后鍋爐主要出現以下問題：鍋爐結焦嚴重，在燃燒器上部整個爐膛均有結焦，在燃燒器附近尤為嚴重。運行中大量結焦后，焦塊脫落在冷灰斗處，造成冷灰斗篷焦，生產部門組織人力進行清焦工作，危險性較大。結焦嚴重時造成撈渣機及渣溝堵塞。上述問題已嚴重影響到鍋爐的安全穩定運行。因此必須對鍋爐進行改造。

1. 鍋爐燃燒器更型改造依據和特點

1.1原系統匹配情況的分析

（1）鍋爐原設計煤質為煙煤，爐膛尺寸小、燃盡高度不足、受熱面偏大，不適合燒褐煤。爐膛的設計不適合燃燒褐煤。爐膛設計與現在的燃燒方式不匹配。

（2）由于摻燒褐煤，使一次風率大大增加，二次風率降低，一、二次風速的不匹配，配風不好，使爐內空氣動力場不好，煤粉燃燒不完全，有沖刷水冷壁現象，引起結焦，并且爐膛出口煙溫較高，引起排煙溫度高。

（3）由于摻燒褐煤，制粉系統的干燥出力下降，影響摻燒褐煤的摻燒深度。且由于一次風溫較低，影響鍋爐燃燒的經濟性。

（4）由于摻燒褐煤，煤粉燃燒不完全，致使爐膛出口煙溫較高，引起排煙溫度高。排煙熱損失增加。

1.2改造的方法和步驟

改造分為兩個步驟：一是提高制粉系統的干燥出力，二是降低燃燒器區域的熱負荷，減少鍋爐爐膛結焦的機會。通過周密的計算和方案論證，通過減少低溫段過熱器受熱面、空氣預熱器轉向調整、一次風機入口風道引入冷爐煙系統、燃燒器進行改造，能夠解決爐膛結焦問題，無論從安全性、經濟性來講，該改造項目是必要的和可行的。

1.3改造方案的論證

從以下三個方案進行論證。

方案一：摻燒60%后的褐煤直接用于原設計爐膛

方案二：摻燒60%后的褐煤，低溫過熱器面積削減，預熱器保持逆轉

方案三：摻燒60%后的褐煤，低溫過熱器面積削減，預熱器改為順轉

從上述計算結果可以看出：

（1）方案一：在保持原爐膛方案不變的情況下，改變煤種后爐膛所得熱力計算數據基本不變，預熱器出口熱風溫度達不到入磨混合風溫的要求，且預熱器旁通冷風量為0，方案不合理。

（2）方案二：煤種相同，將尾部低溫過熱器削減后，過熱器系統中間段蒸汽溫度有所變化，預熱器入口煙溫有明顯增加（373℃），預熱器出口風溫可滿足磨入口混合風溫的要求，但是旁通風量較小，低負荷工況下必然無法滿足入磨混合風溫的要求，方案不合理。

（3）方案三：煤種相同、低過削減，預熱器改為順轉，計算結果顯示鍋爐汽系統基本相同，預熱器入口煙氣溫度相同。但由于預熱器轉向改變，使得預熱器出口熱一次風溫有較大提高（354℃），在滿足入磨熱一次風溫的情況下，旁通冷風量達到11.22%，低負荷工況下基本保證入磨熱風溫度的需求，方案合理。

1.4改造方案的簡述

（1）上一次風煤粉標高不變，調正下四層一次風標高，加大上下一次風間距，使燃燒器壁面熱負荷，最大限度內適應摻燒褐煤的要求。

（2）上兩層煤粉燃燒器采用單元制配風，使煤粉配風準確，降低了燃燒器區域熱負荷，為減少結渣創造了有利條件。

（3）BC層、CD層、DE層二次風采用偏置布置，主要目的為提高煤粉的初期著火能力、增加水冷壁區域氧量，減少結渣的可能性，同時，通過分級送風還可以降低NOx的排放量。

2.經濟效益分析

2.1經濟效益

單臺鍋爐全部燃用煙煤：

燃煤量：137t/h，煙煤噸煤單價630元/t，年運行小時數：4800小時，平均負荷率：75%

燃料費用=137×4800×630×0.75=31072萬元。

實現60%的比例安全、穩定摻燒褐煤：

燃煤量：150 t/h（其中煙煤60 t/h、褐煤各90 t/h），褐煤噸煤單價460元/t，年運行小時數：4800小時，平均負荷率：75%

燃料費用=60×4800×630×0.75+90×4800×460×0.75=28512萬元。

則單臺鍋爐節省燃料費=31072-28512=2560萬元。

#1、2鍋爐共節省燃料費=2560×2=5120萬元。

通過對以上利潤的核算，該項目的改造費用在當年即可收回成本。

2.2其他效益

通過該項目的改造，可解決鍋爐爐膛結焦的不安全隱患。通過技術改造，鍋爐內部空氣動力場的狀況得到明顯改善，鍋爐的燃燒性能大幅度提高。

3.評價結論

3.1 #2爐燃燒器更型改造實施后，鍋爐爐膛內部結焦的隱患將隨之消除，鍋爐系統的安全性能明顯提高，鍋爐摻燒褐煤的深度將隨之增強。具有巨大的經濟效益和社會效益。

3.2對改進前后安全生產情況、經濟運行情況、社會環境影響等方面的對比分析。包括：節能降耗方面、提高安全性、提高可靠性等；對環境的影響；經濟效益；社會效益等。

4.存在的問題

更換燃燒器要進行水冷壁的改造，工作量較大。

參考文獻：

[1]火電廠應用技術[M]. 中國新能源出版

社，2005年5月.

[2]鍋爐運行技術 [M]. 中國電力出版社 ，

2003年2月.（編輯/李舶）