引  言
    某礦務(wù)局自備電廠原有兩臺65t/h煤粉鍋爐，在上世紀90年代初投產(chǎn)建成，由于我國環(huán)境保護要求的日益提高和國家能源政策的調(diào)整，該鍋爐被列為我國2000年初必須關(guān)停的對象。為了最大限度地利用資源，節(jié)省投資，該鍋爐在1999年進行了循環(huán)流化床燃燒工程的改造設(shè)計。
    原煤粉鍋爐型號為BG - 65/39 -M，自然循環(huán)，Ⅱ型布置，前吊后支結(jié)構(gòu)，由北京鍋爐廠設(shè)計制造。鍋爐改造工作由北京巴布科克·威爾科克斯有限公司（簡稱巴威公司）設(shè)計和實施，在保留原布置方式、鍋筒及過熱器、鋼結(jié)構(gòu)不變的情況下，將爐膛、燃燒系統(tǒng)進行了改造，并將相關(guān)部件和尾部受熱面做適當(dāng)調(diào)整和修改，將其改造成為燃燒劣質(zhì)混煤的低倍率循環(huán)流化床鍋爐。
1、鍋爐及燃燒系統(tǒng)工程改造設(shè)計
1.1鍋爐本體及主要附件的改造
1.1.1爐膛
    爐膛的改造主要有：上部為水冷壁，采用懸吊結(jié)構(gòu)，下部為重型爐墻，為支承結(jié)構(gòu)，而爐膛中部為密封結(jié)構(gòu)。爐膛底部布置了三個彼此獨立的流化床，并在密相區(qū)布置有橫埋管受熱面。為防止埋管磨損，每根埋管的迎風(fēng)面設(shè)置了四片防磨鰭片，并在最外側(cè)的二片鰭片的端部焊有碳化鎢防磨涂料。
   在爐膛密相區(qū)的兩側(cè)墻上各布置一個啟動燃燒器，二次風(fēng)從爐膛的稀相區(qū)接人，在爐膛內(nèi)形成四角切園燃燒。前水冷壁和側(cè)水冷壁由原水冷壁改造而成。后水冷壁重新設(shè)計制作，去掉了折煙角和凝渣管，在爐膛出口處布置有槽型分離器，使得后水冷壁位置前移。側(cè)水冷壁也是改造而成，將后水冷壁位置前移，減少了一個回路，把去掉的回路改作為側(cè)包墻。
     三門峽富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，這種生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，如下圖所示：1.1.2過熱器、減溫器
  高溫過熱器保持不變，但減少了低溫過熱器管的圈數(shù)，并將其人口集箱的位置前移，加長其水平管段。調(diào)溫系統(tǒng)保持不變，仍為自冷凝噴水減溫系統(tǒng)。
1.1.3省煤器
  省煤器由二級布置改為單級布置，蛇形管由光管改為膜片式，并增加管圈數(shù)，去掉了相應(yīng)的中間集箱。增加了省煤器頂部護板，在省煤器的迎風(fēng)面和彎頭處均布置了采用耐磨鐵鋁瓷材料制作的防磨蓋板。
1.1.4空氣預(yù)熱器
  空氣預(yù)熱器由雙級布置改為單級布置，只保留下級空氣預(yù)熱器。
1.1.5下降管、供水管和頂部連接管
  將原下降管改短，新增設(shè)了埋管并對水冷壁作了改動，相應(yīng)地增減了頂部連接管和供水管。
1.1.6增設(shè)灰分離循環(huán)系統(tǒng)
    鍋爐改造增設(shè)了二級分離，內(nèi)循環(huán)加外循環(huán)系統(tǒng)。其中，一級分離采用兩排撞擊式金屬槽型高溫分離器，懸吊在頂板上，錯列布置在爐膛出口處。二級分離器采用兩個下排氣式旋風(fēng)分離器，同樣懸吊在頂板上，布置在鍋爐轉(zhuǎn)向處。經(jīng)一級分離器分離下來的物料，沿后水冷壁靠重力下降進入到爐膛，進行爐內(nèi)循環(huán)。未被槽型分離器分離的較細的固體顆粒，由二級分離器分離后經(jīng)兩個回灰管、回料控制閥從爐膛后墻返回到爐膛內(nèi)，形成外循環(huán)。
1.1.7風(fēng)系統(tǒng)的改造
    改造后的一、二次風(fēng)以及播煤風(fēng)、回灰風(fēng)和冷卻風(fēng)等均來自同一臺鼓風(fēng)機，風(fēng)量根據(jù)燃燒所需的比例進行分配，風(fēng)壓按燃燒要求進行調(diào)節(jié)。
1.1.8給煤、排渣裝置
    在爐膛前墻沿寬度方向增設(shè)了三個給煤裝置，在底部增設(shè)了三個事故排渣口。
1.1.9其它部分
    鋼架部分除增加支承重型爐墻和流化床燃燒系統(tǒng)的鋼架外，基本不變。頂板由于增加了旋風(fēng)分離裝置而進行了加強。護板由于去掉了凝渣管和轉(zhuǎn)向室，改動較大。而平臺扶梯和剛性梁則根據(jù)鍋爐的變化做了相應(yīng)的改動。
    在側(cè)墻上設(shè)置了兩個自動點火油槍，作為鍋爐冷態(tài)啟動使用。
    根據(jù)流化床鍋爐自吹灰能力較強的特點，去掉了過熱器區(qū)的吹灰器，保留省煤器的吹灰器。
1.2  電廠其它工藝設(shè)施和系統(tǒng)的改造
    根據(jù)鍋爐的改造方案，設(shè)計單位也對原電廠的舊設(shè)施、設(shè)備進行了改造，主要包括：
    a．由于鍋爐改造為循環(huán)流化床鍋爐，因此拆除了原燃燒制粉系統(tǒng)中的制粉管道、送粉管道、原煤管道及其相關(guān)的設(shè)備。熱風(fēng)道由于系統(tǒng)及接入口位置變化較大，實際也全部拆除。原煙道和冷風(fēng)道根據(jù)實際情況利用了一部分；
    b．將原煤倉和粉倉經(jīng)核算后，均作為改造后的煤倉共同使用。并再增設(shè)一渣倉；
    c．根據(jù)改造后的情況，重新設(shè)計了鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、皮帶稱重式給煤機以及篩分、除渣設(shè)施：
    d．由于鍋爐改造后的主汽、給水接口位置、參數(shù)均未發(fā)生變化，因此汽水系統(tǒng)的改動很小；
    e．土建工程沒有大的改動，根據(jù)需要對部分設(shè)施進行了加固，拆除和增設(shè)了部分設(shè)備基礎(chǔ)。
1.3鍋爐改造后的主要燃燒系統(tǒng)圖
    鍋爐改造后的主要燃燒系統(tǒng)如圖1所示：
2、改造分析
    a．改造前后主要參數(shù)及指標(biāo)見表1及表2：
    從以上兩表可以看出，改造后的鍋爐雖然煤質(zhì)特性發(fā)生了較大的變化，但其主蒸汽及主給水的參數(shù)都沒有改變。這樣，既保證了鍋爐燃燒與排放符合有關(guān)要求，又可以使全廠汽機及熱力系統(tǒng)保持基本不變，大大節(jié)省了改造的費用；
    b．這種小型鍋爐改為循環(huán)流化床燃燒時，宜采用低倍率的循環(huán)流化床燃燒方式。盡管循環(huán)倍率愈高，燃燒效率愈高，但其要求的鼓風(fēng)機功率也愈高，造成爐膛上部受熱面磨損的程度也愈嚴重。對于舊爐改造，投資有限，自控程度不高，運行經(jīng)驗不足，使鍋爐能夠長期安全經(jīng)濟滿發(fā)是主要出發(fā)點，所以采用低倍率循環(huán)流化床燃燒方式是較為經(jīng)濟、合理的方式；
    c．在鍋爐改造時應(yīng)特別注意受熱面的防磨和鍋爐的密封問題。磨損問題直接影響到鍋爐能否長期安全運行。在本例中，對埋管加裝防磨鰭片是非常必要的，可以使埋管壽命大大增加。鍋爐的密封問題如果處理不好，大量煙氣外漏，會造成鍋爐房的環(huán)境嚴重污染。在本例中，北京巴威公司大量采用了美國BABCOCK＆WILCOX公司的爐頂密封技術(shù)，同時，對空氣預(yù)熱器的連通罩，采用加厚鋼板和框架用角鋼密封；
    d．本例中分級燃燒吸取了煤粉爐的特點，部分熱風(fēng)作力二次風(fēng)送人爐內(nèi)，使進入稀相區(qū)的細煤粒及可燃氣體得以繼續(xù)燃燒，既提高了燃燒效率，又降低了NOx排放；
    e．本例中，槽型分離器的采用是北京巴威公司流化床鍋爐產(chǎn)品設(shè)計的獨到之處。它是在引進與消化美國BABOOCK &WILCOX公司試驗研究成果和實際運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的，具有以下優(yōu)點：
    1)使得鍋爐整體設(shè)計緊湊，尤其適于小型煤粉鍋爐改造為循環(huán)流化床鍋爐；
    2)可提高鍋爐啟運速度，便于分離器維修，且降低了分離器的熱損失；
    3)進入槽型分離器的煙速低而且均勻，把分離器磨損問題降到最低點；
    4)配合灰斗，回料控制閥可進行物料控制。
    對于類似的小型鍋爐的改造，采用槽型分離器是一種可行的方法。
    f．在工藝和系統(tǒng)設(shè)計上，由于是改造項目，投資不大，在符合環(huán)保要求及保證機組安全穩(wěn)定運行的前提下，應(yīng)認真校核原有的系統(tǒng)，充分利用原有的設(shè)施、設(shè)備，以便最大限度的節(jié)省投資，實現(xiàn)改造效益的最大化。
3、結(jié)束語
    本例中所采用的改造方法具有投資小，工期短，見效快的特點，它是小型煤粉鍋爐進行循環(huán)流化床燃燒改造的一種切實有效的方法。