1  前言
    新疆石河子熱電廠4#鍋爐為四川鍋爐廠生產的CG - 130/39 - Ml型煤粉鍋爐，該爐采用直流燃燒器四角布置，制粉系統為鋼球磨中儲式乏氣送粉，設計煤種為煙煤。通過幾年的運行后發現存在以下主要問題：(1)鍋爐出力低，僅能達到110t/h; (2)主蒸汽溫度偏低，最高為440℃；(3)面式減溫器慣性大；(4)低溫空氣預熱器連通箱共振；(5)飛灰含碳量高，滿負荷時達20%，從而降低鍋爐燃燒效率等。希望通過技術改造達到如下要求：(1)當鍋爐負荷大于70%額定負荷時，保證主蒸汽溫度為445±5℃；(2)將面式減溫改為自制冷凝水噴水減溫；(3)消除空氣預熱器連通箱振動；(4)改造后鍋爐
額定出力為140t/h，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
2  燃燒系統存在問題及改造方案
2.1 燃燒系統存在問題
    分析40鍋爐的實際運行情況，發現該爐出力偏低的主要原因是燃燒器區域結渣，影響鍋爐的正常運行。結渣原因之一是燃用煤質的灰熔點較低所致（煤灰的變形溫度ST=1250℃）；其次是燃燒器的布置方式使大量未燃煤粉及已著火的煤粒下落，造成冷灰斗嚴重堵渣，同時又存在嚴重刷墻現象，燃燒區域呈還原性氣氛，促進結渣，從而導致飛灰可燃物高．煙囪冒黑煙等一系列燃燒問題。煤質資料如表l所示。
2.2  增窖改造方案
為了解決冷灰斗堵渣及燃燒器區域結渣問題，采用PWI旋流煤粉燃燒器替代原有直流燃燒器。因為PWi型煤粉燃燒器具有強烈的風、粉預混特性，不會出現未燃煤粉隨渣落到冷灰斗中的現象，同時又具有明顯的束狀收斂火焰狀態特性，且不會像四角切向燃燒那樣容易出現刷墻現象。具體做法是，在兩側墻布置八臺PW1型煤粉燃燒器（雙層、對沖），單臺燃燒器功率為22MW。PWI型煤粉燃燒器的特點是燃燒穩定性好，燃盡率高，低負荷性能好，防結渣性能強，能滿足在改造后鍋爐額定出力為140Uh時爐內不結渣。改造后的實踐證明，PWI型煤粉燃燒器具有良好的防結渣性能。
3  過熱器系統原因分析及改造措施
3.1  過熱蒸汽溫度低的主要原因
    原過熱器系統由低溫過熱器、高溫過熱器和面式減溫器組成。過熱器布置的基本流向為順流布置，即低溫段在前，高溫段在后。經核算，原設計過熱器受熱面偏小，導致主蒸汽溫度偏低。
3.2  過熱器改造
    更換過熱器，優化過熱器設計方案，將低溫區采用逆流，高溫區采用混流，低溫過熱器仍用20#鋼，高溫過熱器的3/4采用12CrlMoV(高溫段)或15 Cr Mo，1/4仍用20#鋼（人口低溫段）。
3.3  減溫器系統改造
    為了克服面式減溫器慣性大的不足，將面式減溫器改為自制冷凝水噴水減溫，具體方案如下：
    在鍋筒通往低溫過熱器的引出管上加裝一個集箱，從中導出飽和蒸汽進入冷凝器；凝結的飽和水進入分配集箱，再噴人布置于后墻的噴水減溫器；低溫過熱器出口的過熱蒸汽，交叉后分別進入減溫器的左右入口，減溫后進入高溫過熱器人口集箱。冷凝器的冷卻水利用原有的面式減溫器的冷卻水管道現場連接即可。
4  空氣預熱器連通箱振動及解決辦法
    實際運行中出現的空氣預熱器連通箱振動，實際上是由低溫段空氣預熱器管箱振動所引起連帶現象。經核算，第一級空氣預熱器的固有頻率與卡門渦流脫落頻率接近，易在空氣側引起空預器管箱的共振。
    解決管箱振動問題，必須使振動系統失諧。本方案將在空氣側裝設幾個隔板，把空氣預熱器分成幾個氣室，使各個氣室的固有頻率遠離卡門渦流頻率，以此來防止空氣預熱器的共振。
5  改造前后結果比較
6  節能效果分析
    鍋爐提高出力30L／h，每小時多消耗煤3.877t，按150元／t計算，每小時多支出582元，蒸汽按每噸40元計算，每小時獲得40×30=1200元，這樣每小時獲得凈利潤618元，每年按6000b計算，年凈利潤370萬元，除去改造投資220萬元，當年可回收成本并獲得一定的經濟效益。
7  結論
    通過上述改造，鍋爐額定負荷為140t/h，主蒸汽可達到額定參數，徹底消除空氣預熱器共振、減溫器慣性大等缺陷。鍋爐實際提高出力達30t/h，相當于增容27%。改造的經濟性顯著，這種改造方案對燃用低熔點燃料的鍋爐較為適宜，富通新能源銷售生物質鍋爐，同時我們還大量銷售木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。