关于锅炉燃烧器更型改造的可行性研究

郝俊峰

[摘 要]本文通过锅炉燃烧器更型改造在火力发电厂生产过程的应用，提出该技术在解决火力发电厂燃煤紧缺情况下的有效方法，以适应火力发电厂在煤市场电计划的外部环境下火力发电厂生存的需求。

[关键词]锅炉燃烧器；更型改造；方案论证 大唐哈尔滨第一热电厂一期工程2×300MW机组，锅炉由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造，型号为HG-1025/17.5-YM36型锅炉。1、2号锅炉分别于2009年的12月26日及2009年12月28日投产。

由于本厂设计的煤种烟煤的煤源满足不了两台机组的实际需要，主要一是因为设计煤种东部网的运力不足，二是煤源紧缺，价格昂贵。自2010年04月份以来，本厂大力开展掺烧褐煤的工作，掺烧量时常达到50%以上。

掺烧褐煤后锅炉主要出现以下问题：锅炉结焦严重，在燃烧器上部整个炉膛均有结焦，在燃烧器附近尤为严重。运行中大量结焦后，焦块脱落在冷灰斗处，造成冷灰斗篷焦，生产部门组织人力进行清焦工作，危险性较大。结焦严重时造成捞渣机及渣沟堵塞。上述问题已严重影响到锅炉的安全稳定运行。因此必须对锅炉进行改造。

1. 锅炉燃烧器更型改造依据和特点

1.1原系统匹配情况的分析

（1）锅炉原设计煤质为烟煤，炉膛尺寸小、燃尽高度不足、受热面偏大，不适合烧褐煤。炉膛的设计不适合燃烧褐煤。炉膛设计与现在的燃烧方式不匹配。

（2）由于掺烧褐煤，使一次风率大大增加，二次风率降低，一、二次风速的不匹配，配风不好，使炉内空气动力场不好，煤粉燃烧不完全，有冲刷水冷壁现象，引起结焦，并且炉膛出口烟温较高，引起排烟温度高。

（3）由于掺烧褐煤，制粉系统的干燥出力下降，影响掺烧褐煤的掺烧深度。且由于一次风温较低，影响锅炉燃烧的经济性。

（4）由于掺烧褐煤，煤粉燃烧不完全，致使炉膛出口烟温较高，引起排烟温度高。排烟热损失增加。

1.2改造的方法和步骤

改造分为两个步骤：一是提高制粉系统的干燥出力，二是降低燃烧器区域的热负荷，减少锅炉炉膛结焦的机会。通过周密的计算和方案论证，通过减少低温段过热器受热面、空气预热器转向调整、一次风机入口风道引入冷炉烟系统、燃烧器进行改造，能够解决炉膛结焦问题，无论从安全性、经济性来讲，该改造项目是必要的和可行的。

1.3改造方案的论证

从以下三个方案进行论证。

方案一：掺烧60%后的褐煤直接用于原设计炉膛

方案二：掺烧60%后的褐煤，低温过热器面积削减，预热器保持逆转

方案三：掺烧60%后的褐煤，低温过热器面积削减，预热器改为顺转

从上述计算结果可以看出：

（1）方案一：在保持原炉膛方案不变的情况下，改变煤种后炉膛所得热力计算数据基本不变，预热器出口热风温度达不到入磨混合风温的要求，且预热器旁通冷风量为0，方案不合理。

（2）方案二：煤种相同，将尾部低温过热器削减后，过热器系统中间段蒸汽温度有所变化，预热器入口烟温有明显增加（373℃），预热器出口风温可满足磨入口混合风温的要求，但是旁通风量较小，低负荷工况下必然无法满足入磨混合风温的要求，方案不合理。

（3）方案三：煤种相同、低过削减，预热器改为顺转，计算结果显示锅炉汽系统基本相同，预热器入口烟气温度相同。但由于预热器转向改变，使得预热器出口热一次风温有较大提高（354℃），在满足入磨热一次风温的情况下，旁通冷风量达到11.22%，低负荷工况下基本保证入磨热风温度的需求，方案合理。

1.4改造方案的简述

（1）上一次风煤粉标高不变，调正下四层一次风标高，加大上下一次风间距，使燃烧器壁面热负荷，最大限度内适应掺烧褐煤的要求。

（2）上两层煤粉燃烧器采用单元制配风，使煤粉配风准确，降低了燃烧器区域热负荷，为减少结渣创造了有利条件。

（3）BC层、CD层、DE层二次风采用偏置布置，主要目的为提高煤粉的初期着火能力、增加水冷壁区域氧量，减少结渣的可能性，同时，通过分级送风还可以降低NOx的排放量。

2.经济效益分析

2.1经济效益

单台锅炉全部燃用烟煤：

燃煤量：137t/h，烟煤吨煤单价630元/t，年运行小时数：4800小时，平均负荷率：75%

燃料费用=137×4800×630×0.75=31072万元。

实现60%的比例安全、稳定掺烧褐煤：

燃煤量：150 t/h（其中烟煤60 t/h、褐煤各90 t/h），褐煤吨煤单价460元/t，年运行小时数：4800小时，平均负荷率：75%

燃料费用=60×4800×630×0.75+90×4800×460×0.75=28512万元。

则单台锅炉节省燃料费=31072-28512=2560万元。

#1、2锅炉共节省燃料费=2560×2=5120万元。

通过对以上利润的核算，该项目的改造费用在当年即可收回成本。

2.2其他效益

通过该项目的改造，可解决锅炉炉膛结焦的不安全隐患。通过技术改造，锅炉内部空气动力场的状况得到明显改善，锅炉的燃烧性能大幅度提高。

3.评价结论

3.1 #2炉燃烧器更型改造实施后，锅炉炉膛内部结焦的隐患将随之消除，锅炉系统的安全性能明显提高，锅炉掺烧褐煤的深度将随之增强。具有巨大的经济效益和社会效益。

3.2对改进前后安全生产情况、经济运行情况、社会环境影响等方面的对比分析。包括：节能降耗方面、提高安全性、提高可靠性等；对环境的影响；经济效益；社会效益等。

4.存在的问题

更换燃烧器要进行水冷壁的改造，工作量较大。

参考文献：

[1]火电厂应用技术[M]. 中国新能源出版

社，2005年5月.

[2]锅炉运行技术 [M]. 中国电力出版社 ，

2003年2月.（编辑/李舶）