基于節(jié)能減排的基本國策，國家發(fā)改委提出了電力工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，對小火電機組實行關(guān)停或改造。某電廠原2#機組，容量為6MW，配備35t/h拋煤機倒轉(zhuǎn)鏈條爐排燃煤鍋爐，原設(shè)計燃料為淮南大通煙煤，改造后擬采用生物質(zhì)燃料。本文的工作目標是：針對生物質(zhì)燃料的特點，擬定鍋爐燃燒系統(tǒng)的改造方案，并在方案實施后完成鍋爐的冷態(tài)調(diào)試。
    在計算原設(shè)計煤種和生物質(zhì)燃燒特性參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過對比發(fā)現(xiàn)兩種燃料的燃燒特性相差很大，所以必須對機組的燃燒系統(tǒng)尤其是配風系統(tǒng)進行改造。本著不改動鍋爐受熱面、盡量保留原有鏈條爐排和爐膛結(jié)構(gòu)的原則，改造方案確定為：拆除原三臺拋煤機，拋煤口改為一次風口；加大二次風量（增加二次風噴口數(shù)目，并更換二次風機）。
    借助FLUENT軟件模擬了拋煤口改為一次風口并加大二次風量后的爐內(nèi)流場，模擬結(jié)果表明：氣流撞擊后墻，后墻下側(cè)流場不利于粒子沉降到爐排。
    為了防止爐膛水冷壁結(jié)渣，并提高生物質(zhì)顆粒燃料在爐排上的沉降份額，對前后二次風射流角度進行了調(diào)整，借助FLUENT軟件模擬了二次風角度調(diào)整后的爐內(nèi)冷態(tài)流場，對比分析后確認：前二次風水平、后二次風上仰45度時，爐內(nèi)流場具有相對比較合理的結(jié)構(gòu)。確定二次風射流角度后，又模擬了不同風量配比條件下的爐內(nèi)流場，對比分析得到優(yōu)選的風量配比條件。通過上述工作最終確定鍋爐配風系統(tǒng)的改造方案，木屑顆粒機專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒燃料。
    配風系統(tǒng)改造方案實施后，對新系統(tǒng)的爐內(nèi)冷態(tài)流場進行了實爐冷態(tài)測試的試驗研究，以數(shù)值模擬得到的各個風口速度為基準，在冷態(tài)試驗中把各個風口的速度調(diào)節(jié)到逼近于數(shù)值模擬的速度值。實際測量了爐內(nèi)3個平面上的速度分布，并通過火花示蹤顯示爐內(nèi)實際流場，將火花示蹤結(jié)果、實爐測試的結(jié)果和數(shù)值模擬的結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)吻合得比較好，說明數(shù)值模擬的結(jié)果是可靠的，鍋爐的改造方案是可行的。
    數(shù)值模擬和冷態(tài)試驗研究表明：改造后的二次風切入一次風主流位置比較合理，爐內(nèi)氣流充滿度較好，粒子在爐排上沉降均勻，在一定程度上減輕了火焰刷墻的程度。爐內(nèi)一次風正常無明顯偏斜，爐膛出口處速度分布均勻，有利于提高燃燒效率、防止水冷壁和過熱器結(jié)渣。