蘇國勝

摘 要：2009年江西貴溪化肥有限責(zé)任公司對(duì)2#35T/H煤粉爐進(jìn)行了循環(huán)流化床技術(shù)改造。實(shí)踐表明，采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是鍋爐改造的一條途徑。該技術(shù)是成熟的，它用于難燒劣質(zhì)煤、煤矸石等低熱值煤種的燃燒是可行的。在鍋爐改造過程中出現(xiàn)一些問題，經(jīng)過改造后得到解決，達(dá)到了鍋爐改造的預(yù)期目的。

關(guān)鍵詞：煤粉爐；改造；流化床；鍋爐

1 概述

江西六國化工有限責(zé)任公司前身為江西貴溪化肥有限責(zé)任公司。公司有三臺(tái)35T/H煤粉鍋爐，是由武漢鍋爐廠生產(chǎn)的次高溫次高壓鍋爐，型號(hào)為WGZ35/5.3-3型。為解決環(huán)境污染，降低運(yùn)行成本，提高鍋爐蒸發(fā)量，走資源綜合利用的道路。2009年公司對(duì)2#鍋爐進(jìn)行循環(huán)流化床技術(shù)改造，該項(xiàng)目取得了國家和江西省節(jié)能技術(shù)改造財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)施計(jì)劃項(xiàng)目。要求改造之后，2#鍋爐出力由35T/H增加到45T/H，并具備燃燒摻有煤矸石、劣質(zhì)無煙煤等低熱值煤種的燃燒能力。

2 鍋爐改造概述

本改造鍋爐在武漢鍋爐廠35T/H次高溫次高壓鍋爐的基礎(chǔ)上，結(jié)合濟(jì)南鍋爐集團(tuán)優(yōu)化設(shè)計(jì)開發(fā)的煙煤的YG-40/3.82-M3型鍋爐和燃燒福建無煙煤YG-35/3.82-M10型，根據(jù)最新的循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)特點(diǎn)和鍋爐型式，根據(jù)煙煤的特點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)的高效、低污染45T/H循環(huán)流化床鍋爐。

本鍋爐的主要改造思路為：循環(huán)流化床鍋爐要求的高度較高，因此本鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)整體提高7.5米，利用原鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固和提高；利用原鍋爐的汽包，其余部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)制造。鍋爐廠房加高3-4米。

本改造鍋爐采用了循環(huán)流化床燃燒方式，設(shè)計(jì)煤種為煙煤，可以燃用各類煙煤、貧煤，也可以燃用褐煤等低熱值燃料，燃燒效率達(dá)95%-99%。尤其可燃用含硫量較高的燃料，通過向爐內(nèi)添加石灰石，能顯著降低二氧化硫的排放。同時(shí)由于鍋爐的燃燒溫度只有900℃左右，可以有效地控制NOx的排放?？山档土蚧飳?duì)設(shè)備的腐蝕和NOx對(duì)環(huán)境的污染。它的爐灰由于活性好，可以做水泥等建筑材料的摻合料。

本改造鍋爐是一種自然循環(huán)的水管鍋爐，采用了兩個(gè)高溫旋風(fēng)分離器，分離效率可達(dá)97-99.5%。爐膛采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，過熱器分高、低二級(jí)兩級(jí)過熱器，中間設(shè)噴水減溫器，尾部設(shè)三級(jí)省煤器和一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器。

鍋爐按室外布置設(shè)計(jì)，雙層布置。運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高為7米。鍋爐鋼架全部為金屬結(jié)構(gòu)，地震烈度六度。

3 鍋爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和有關(guān)數(shù)據(jù)

額定蒸發(fā)量 45t/h

額定過熱蒸汽壓力 5.3MPa

額定過熱蒸汽溫度 485℃

給水溫度 104℃

一次風(fēng)預(yù)熱溫度 150℃

二次風(fēng)預(yù)熱溫度 150℃

排煙溫度 140℃

熱效率 85%

脫硫率 85%

燃料消耗量（QYdw=14211.47KJ/Kg） 10922.4Kg/h

燃料的顆粒度要求 ≤13mm

石灰石顆粒度要求 ≤2mm

鍋爐外形尺：寬度（包括平臺(tái)） 9940mm

深度（包括平臺(tái)） 14325mm

鍋筒中心線標(biāo)高 26350mm

4 鍋爐主體設(shè)備特性表（見表1、表2）

5 鍋爐改造結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

5.1 鍋筒

本部分借用原鍋筒及鍋筒支座。鍋筒內(nèi)徑為1508mm，壁厚70mm，筒體全長7650mm，筒身由19Mn6（P355GH）鋼板卷焊而成，封頭是用同種鋼板沖壓而成。

5.2 水冷系統(tǒng)

本部分全部重新設(shè)計(jì)制作。爐膛四周由膜式水冷壁組成，爐頂由前墻水冷壁管向后斜拉而成。為保護(hù)密相區(qū)的不冷鏡，管子表面敷一層澆注料起到衛(wèi)燃帶的作用和防止密相區(qū)高濃度灰的磨損。將密相區(qū)和稀相區(qū)的水冷壁過渡位置進(jìn)行提高，同時(shí)四周水冷壁采用讓彎的辦法避免此位置處的磨損。

5.3 過熱器

本部分全部重新設(shè)計(jì)制作。本改造鍋爐過熱器采用懸吊式過熱器，分高溫過熱器和低溫過熱器兩級(jí)，均布置在旋風(fēng)分離器之后的尾部豎井煙道內(nèi)。低、高溫過熱器采用逆流布置，從低過出后來蒸汽進(jìn)入減溫順，減溫器采用噴水式減溫，減溫幅度大，便于調(diào)節(jié)。

5.4 省煤器

本部分全部重新設(shè)計(jì)制作。本爐省器采用鋼管式省煤器，三級(jí)布置，均中Φ32*3的20G GB5310-1995無縫鋼管彎制的蛇形管組成，給水沿蛇形管自下而上，與煙氣成逆向流動(dòng)。

5.5 空氣預(yù)熱器

本部分全部重新設(shè)計(jì)制作。本爐空氣預(yù)熱器為兩級(jí)布置管式空氣預(yù)熱器，上面一級(jí)為二次風(fēng)空氣預(yù)熱器，下級(jí)為一次風(fēng)空氣預(yù)熱器，空氣分別由一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)送入。

5.6 燃燒系統(tǒng)

本部?jī)?yōu)發(fā)全部重新設(shè)計(jì)制作。燃燒系統(tǒng)是由爐膛、旋風(fēng)分離器和返料器所組成，爐膛下部是密相料層，最底部是布風(fēng)板，布風(fēng)板截面3.95*1.58m，均布置了201個(gè)大風(fēng)帽，經(jīng)過預(yù)熱器的一次空氣由風(fēng)箱經(jīng)過這些風(fēng)帽均勻進(jìn)入爐膛。

6 運(yùn)行中的問題及處理措施

由于是公司首臺(tái)35T/H煤粉爐改造成循環(huán)流化床鍋爐，加之受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，安裝質(zhì)量差，具有很多不確定因素，2#爐投入后曾一度運(yùn)行不穩(wěn)定，進(jìn)行過一次較大的停爐整改。

6.1 給煤機(jī)下煤不暢，實(shí)際燃煤顆粒少，水份高，造成落煤管經(jīng)常堵，經(jīng)常斷煤，致使床溫不穩(wěn)。有時(shí)煙氣反串，燒壞皮帶，甚至造成鍋爐熄火。后將螺旋給煤機(jī)更換為刮板式給煤機(jī)，較好地解決給煤不暢的問題。

6.2 安裝、施工質(zhì)量差。爐膛煙氣出口、旋風(fēng)分離器隔墻多次倒塌，造成旋風(fēng)分離器小風(fēng)帽內(nèi)燒注料堵塞，造成停爐和不返料。爐膛、旋風(fēng)分離器、風(fēng)室燒注料脫落成嚴(yán)重漏風(fēng)。后經(jīng)重新砌筑，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，之后徹底解決，運(yùn)行三年沒有問題。

6.3 二次風(fēng)管經(jīng)常堵塞。分析原因主要是開爐過程中，爐膛正壓使二次風(fēng)管結(jié)焦。致使提負(fù)荷困難。處理方法就是每次停爐要及時(shí)清理，運(yùn)行過程中控制爐膛負(fù)壓。

6.4 爐膛易結(jié)焦。開爐時(shí)500-600℃是要注意低溫結(jié)焦；1050℃要注意高溫結(jié)焦。正常運(yùn)行時(shí)必須保持800-950℃之間。每次必須做流化點(diǎn)，運(yùn)行時(shí)不得低于流化點(diǎn)。

7 結(jié)束語

2#爐具有燃料適應(yīng)性廣、熱效率和環(huán)保效益好的優(yōu)點(diǎn)，該爐年利用煤矸石3萬噸左右，燃用熱值在12MJ/Kg左右的劣質(zhì)煤出力穩(wěn)定，正常出力47T/H左右，達(dá)到了預(yù)期改造的目的，完全符全國家關(guān)于資源綜合利用的要求，享受國家優(yōu)惠政策，具有很好的發(fā)展前景。