35t/h蔗渣煤粉鍋爐增容改造實踐與效益

覃鳳泊

（廣西東糖投資有限公司，廣西南寧530022）

35t/h蔗渣煤粉鍋爐增容改造實踐與效益

覃鳳泊

（廣西東糖投資有限公司，廣西南寧530022）

廣西來賓東糖桂寶有限公司1#鍋爐經過增容改造，蒸發量由原來的35t/h增至40t/h。改造后鍋爐運行穩定，消除了爐膛和爐膛出口結焦現象，提高了出力及效率。

鍋爐；增容；改造；效率

1 前言

廣西來賓東糖桂寶有限公司于1996年擴建到處理甘蔗量2000噸/日，配套兩臺蔗渣煤粉鍋爐產汽量共60t/h，隨著公司生產能力不斷增加，兩臺原配鍋爐越來越滿足不了生產用汽的需求。由于鍋爐長期超負荷運行，1#鍋爐運行十天時間就存在水冷壁和高溫區過熱器嚴重結焦而被迫停爐打焦，嚴重影響生產。為此，2007年榨季結束經與某設計院共同研討1#鍋爐增容改造方案并實施后，經過多個榨季的運行實踐，取得了預期效果。

2 鍋爐改造設計依據

2.1 根據廣西來賓東糖桂寶有限公司要求，將現有的1臺蔗渣煤粉爐生產廠家為柳州鍋爐廠、型號為SHS35-2.45/400-GAI改造為蔗渣鍋爐，改造后型號為SHS40-2.45/400-G，額定蒸發量由35t/h增容到40t/h。

2.2 梧州鍋爐廠35t/h蔗渣煤粉鍋爐的有關資料。

2.3 鍋爐全燒蔗渣的運行工況。

3 增容改造方案的可行性分析

本次鍋爐改造是利用原有的鍋爐及土建設施，改造的原則是鍋爐蒸發量既要達到增容5t/h的目標，又要盡量不破壞原有的設施，盡量減少投資，以獲得最大的經濟效益。因此，改造前有必要對鍋爐本體進行校核計算分析。

3.1 爐膛容積熱負荷QV和爐內受熱面是否有余量

經校核計算，鍋爐蒸發量由35t/h增容至40t/h蔗渣爐后，原設計的輻射受熱面積及爐膛容積已達不到設計規范要求，并結合這臺鍋爐安裝使用多榨季來的運行工況，鍋爐全燃燒蔗渣后，爐膛和爐膛出口煙溫偏高，水冷壁管和過熱器管結焦較嚴重。因此改造決定采取抬高鍋爐爐膛高度，延長煙氣在爐內的停留時間，但因受到鍋爐房屋頂面限制，鍋爐只能整體抬高爐頂高度1500mm，受熱面積不足部分再在爐膛左、右墻各增加12排水冷壁管，前后水冷壁管保持原狀。

3.2 汽包內汽水分離裝置的汽水分離能力是否有余量

鍋爐汽包內原設計共12套旋風分離器，根據設計規范推薦值：旋風分離器每套的平均負荷對次中壓鍋爐為3～3.5t/h，為確保鍋爐增容后的蒸汽品質，需要增加2套汽水分離裝置。通過打開汽包測量，汽包兩端各均能安裝得下1套汽水分離裝置。

3.3 尾部煙氣流速是否在合理范圍內

鍋爐增容后，燃料量、煙氣量都相應增加，若尾部煙道截面偏小，煙速過快，會加快尾部受熱面的磨損和加大引風機負荷。經校核計算，省煤器進口煙氣流速是12m/s，空氣預熱器進口處的煙氣流速是13.9m/s，還滿足在設計規范推薦值10～14 m/s范圍之內，因此，不需用對省煤器與空氣預熱器進行改造。

3.4 水循環的安全性

鍋爐增容是在左、右側上升管各增加12根Φ51×3管子，加上原有的33根Φ51×3的管子后，其流通截面積為0.072 m2；側下降管安裝有5根Φ89×4的管子，其流通面積為0.026m2，側上集箱安裝有4根Φ89×4汽水引出管，其流通面積為0.021m2，這樣下降管與上升管的截面積比為0.36，滿足設計規范的要求；導汽管與上升管的截面積比為0.29，也能滿足設計規范推薦值0.2～0.35范圍內；因此，鍋爐增容改造后，鍋爐自然水循環回路是安全的。

3.5 汽包到過熱蒸汽出口的壓降是否合理

鍋爐蒸發量增加5t/h后，要校核原有的過熱系統是否存在蒸汽流速過快導致蒸汽流動阻力過大等因素。鍋爐汽包蒸汽引出管原設計有8根Φ89×4的管子，鍋爐增容后，其出口蒸汽流速為20.38 m/s，在設計規范推薦值15～25m/s范圍內；低、高溫區過熱器管子根數原設計分別為35根Φ42×3.5和70根Φ38×3的管子，鍋爐增容到40t/h后，低溫區過熱器蒸汽流速為32.9m/s，高溫區過熱器蒸汽流速為36.7m/s，均還在設計規范推薦值20～40m/s范圍內。因此，鍋爐增容不必對過熱管系進行改造，需增加的受熱面積，在鍋爐抬高的同時各管排在垂直段各加長1500mm管子即可滿足設計要求。

4 增容改造的措施

在能源消耗系統中，工業鍋爐占有很大的比例，據不完全統計年耗煤量約占我國煤炭產量的三分之一。煤炭是我國的主要能源，在我國能源結構中占有相當大的比重，因而提高鍋爐熱效率，節約能源，是我國一項十分重要的任務。因此，鍋爐增容改造既要把安全可靠放在第一位，還要考慮提高鍋爐效率，從而提高企業的經濟效益。

4.1 鍋爐外形尺寸的改造

爐膛前墻向前平移970mm；爐頂、上鍋筒標高提高1500mm，下鍋筒垂直提高500 mm；鍋爐寬度保持不變，鍋爐爐尾部分保持原狀。

4.2 水冷壁系統的改造

兩側水冷壁管按原設計節距的95 mm各增加安裝12排Φ51×3的管子，其余水冷壁管用原舊管，并相應在垂直段加長1500 mm，兩側的上下集箱是利用原舊箱在增加輻射管的部分加長1090 mm，并相應開孔改造。

4.3 導汽管的改造

為保證上升管汽水混合物均勻導入汽包，在水冷壁側上集箱加長部分各接一根Φ89×4的導汽管，汽包相應開孔改造。

4.4 下降管的改造

在下鍋筒兩端各增開一個孔，并相應連接一根Φ89×4的下降管至水冷壁側下集箱的加長部分處，確保側上升管進水分配均勻。

4.5 汽包內部裝置改造

在汽包兩端各增加安裝一套旋風分離器和波形板百頁窗，保證鍋爐增容至40t/h后汽水分離的效果。

4.6 鋼柱的改造

2#～5#鋼柱接長1500 mm，1#、2#鋼柱往前平移950 mm，其他不變。柱距加大加高后，需相應增加橫梁及拉筋加固。鍋爐爐膛兩側平臺扶梯向前增長950 mm，布置標高適當調整。

4.7 對流管束的改造

對流管束保留原有根數，在垂直段相應加長1000 mm。

4.8 爐排的改造

爐排面積由原來的15m2縮小到12m2，并把原用條式爐排改換成錐形孔噴嘴式爐排。這樣改造后，提高了爐排上的一次風風壓，改善燃料與氧氣的均勻混合，并避免蔗渣堆積在爐排面的現象。

5 改造增容后的效果

鍋爐改造前、后主要參數對比表，見表1所示。

鍋爐改造后經多個榨季正常的運行，達到了如下的效果。

表1 鍋爐改造前、后主要參數對比表

5.1 鍋爐蒸發量達到40t/h以上

鍋爐經過多榨季的正常運行，鍋爐連續蒸發量能保持在40t/h以上，其余參數均在設計參數范圍內。鍋爐增容后，公司兩臺鍋爐產汽量均能滿足日榨甘蔗3600噸用汽的需求，比改前提高榨量300噸/日。

5.2 鍋爐熱效率得到進一步的提高

鍋爐改造前排煙溫度在170℃左右，技改后排煙溫度降低到140℃左右，鍋爐排煙熱損失由原來的10.54%降低到技改后的8.37%，榨季減少燃燒蔗渣量約2500噸，效果顯著。

5.3 改善爐膛出口結焦問題

鍋爐爐膛出口結焦問題得到進一步的改善，體現在鍋爐正常運行周期由技改前的15天提高到本榨季的60天。

6 結論

鍋爐改造后，經過多榨季的運行實踐，達到了增容的目標。鍋爐運行穩定，消除了改造前鍋爐存在爆燃現象，解決了爐膛和爐膛出口結焦嚴重的問題。在這臺鍋爐改造成功的經驗下，2008年子公司石龍公司一臺鍋爐由設計額定蒸發量65 t/h增容到80t/h，2010年子公司鳳凰公司一臺鍋爐由設計額定蒸發量35t/h增容到50t/h，2013年子公司廣南公司一臺鍋爐由設計額定蒸發量35t/h增容到50t/h，這三臺鍋爐的增容改造均采取桂寶公司1#鍋爐的改造方案，都達到預期的效果。因此，在安全條件允許、投資省的前提下，對鍋爐實施增容改造是切實可行的，也是很有成效的。

［1］林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊.北京：化工工業出版社，2009.

［2］李恩辰，徐賢曼.鍋爐設備及運行.北京：水利電力出版社，1991.

TS243

B

2095-820X（2016）06-03

2016-08-16

覃鳳泊（1976-），女，廣西來賓人，工程師，供熱及設備專業。