隨著國內(nèi)煤炭供應(yīng)形勢的日益嚴峻，火電廠與煤炭供應(yīng)企業(yè)合同的兌現(xiàn)率大幅度降低，低價、優(yōu)質(zhì)煤的采購難度越來越大，火電廠不得不大量燃用劣質(zhì)煤，嚴重影響了設(shè)備的出力和經(jīng)濟性。河北華電某公司共建設(shè)有4臺DG410/9. 81 -9型CFB鍋爐和2臺200 MW雙抽凝汽式汽輪機發(fā)電機組，分別于2003年7月和2003年12月正式移交生產(chǎn)。目前，該機組的供熱能力已接近極限，缺少可靠的備用裕量，無法滿足逐年遞增的負荷需求。
1、存在的問題
    該機組原設(shè)計煤質(zhì)低位發(fā)熱量為24 200 kj/kg，鍋爐設(shè)備設(shè)計出力410 t/h。近年來由于煤炭供應(yīng)持續(xù)緊張，優(yōu)質(zhì)無煙煤的采購難度日益加大，受煤質(zhì)影響鍋爐設(shè)備出力長期達不到設(shè)計標準，處于低負荷運行狀態(tài)，運行方式極不經(jīng)濟。2009年人爐煤的低位發(fā)熱量平均為20 660 kj/kg．鍋爐出力基本維持在300～330 t/h。為改善這種狀況，公司決定利用大修機會，在2010年冬季供暖前完成1臺爐的恢復(fù)出力改造工作，增加爐膛輻射受熱面及對流受熱面，對相關(guān)輔機進行增容改造。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、原因分析
    a．燃燒煤種遠遠偏離設(shè)計煤種。煤質(zhì)的降低直接導(dǎo)致鍋爐入爐熱量減少，影響鍋爐出力。目前的鍋爐播煤器出力低，已限制了給煤出力，當(dāng)煤質(zhì)變化燃煤量增大時更不能滿足要求；此外鍋爐播煤器運行時間過長，普遍存在內(nèi)部嚴重磨損現(xiàn)象，檢修工作量大；運行中發(fā)生的堵煤現(xiàn)象也會影響鍋爐出力。
    b．鍋爐受熱面磨損泄露嚴重。CFB鍋爐在大負荷運行時，由于爐膛內(nèi)循環(huán)物料大量增加，密相區(qū)物料上移，運行流化風(fēng)量增加，風(fēng)速相應(yīng)增加，加劇水冷壁磨損速度，使水冷壁泄漏頻繁，影響鍋爐出力。
    c．爐膛風(fēng)帽磨損嚴重。爐膛r形定向風(fēng)帽存在磨損現(xiàn)象，尤其是沿4個排渣口的方向磨損更為嚴重。風(fēng)帽頂部磨穿會擾亂流化風(fēng)的方向，破壞爐膛燃燒工況，導(dǎo)致排渣不暢，同時造成局部水冷壁磨損加劇，影響鍋爐出力。
    d．冷渣設(shè)備排渣出力低。由于鍋爐的實際入爐煤熱值低、灰分大，造成鍋爐床壓過高，滾筒冷渣器、排渣系統(tǒng)超出力運行，滾筒軌道、托輥及渣管磨損嚴重，限制了鍋爐出力。
3、改造方案
    a．播煤裝置改造。燃燒煤種低于設(shè)計煤種，要保持足夠的熱量，必須增加燃煤量，對播煤裝置進行改造。需重新設(shè)計制作6臺（總出力117 t/h）播煤裝置更換原有設(shè)備（總出力69 t/h），同時對落煤管進行優(yōu)化。
    b．爐膛、水冷壁改造。鍋爐燃煤的熱值低、灰分大。為恢復(fù)鍋爐出力，必須增加爐膛的輻射吸熱量。經(jīng)過詳細的熱力、水動力計算，保持爐膛深度尺寸不變，爐膛寬度方向兩側(cè)各增加4根管，寬度增加607 mm，同時在水冷屏寬度方向增加10根管子，寬度增加762 mm。改造后的爐膛輻射受熱面共增加106 n12，增加了鍋爐的帶負荷能力，提高了鍋爐運行經(jīng)濟性。同時，鍋爐的流化風(fēng)速也由5.4 m/s降至5 m/s，減輕了受熱面磨損，提高了鍋爐運行可靠性。
    c．省煤器改造。為增加傳熱，降低排煙溫度，減少積灰，保持布置空間不變，將原來2組螺旋鰭片管式省煤器更換為H型鰭片式省煤器。改造后省煤器排煙溫度降低至130℃，從而降低煤耗，并可減輕省煤器的磨損，提高鍋爐運行的經(jīng)濟性。
    d．爐膛風(fēng)帽改造。爐膛風(fēng)帽由r形定向風(fēng)帽改為小口徑柱狀風(fēng)帽。改造完成后可有效解決風(fēng)帽磨損、漏灰和大渣沉積現(xiàn)象，使布風(fēng)更加均勻，改善流化質(zhì)量，提高燃燒效率。
    e．冷渣器及除渣系統(tǒng)增容改造。新增加4臺滾筒冷渣器，除渣系統(tǒng)采用機械除渣，在鍋爐兩側(cè)的冷渣器下部各設(shè)1套耐高溫形埋刮板輸送機，將渣轉(zhuǎn)運到鏈斗式輸送機，再由斗式提升機提升到渣倉。新增加1個有效容積為800m3的渣倉（與第2臺鍋爐共用）。改造后的冷渣器及除渣系統(tǒng)滿足了鍋爐大負荷運行的需要，鍋爐可以保證穩(wěn)定的床壓運行，提高了安全可靠性。同時改善了現(xiàn)場環(huán)境，還可降低設(shè)備的運行維護費用。
4、改造前后經(jīng)濟性分析
4.1改造前費用測算
    鍋爐恢復(fù)出力改造項目包括：鍋爐爐膛，水冷壁，省煤器，爐膛風(fēng)帽改造、播煤裝置、電除塵器系統(tǒng)、冷渣器系統(tǒng)、石灰石輸送系統(tǒng)改造以及上述系統(tǒng)配套設(shè)施改造；鍋爐分步試運及整套啟動工作。投資范圍包括以上項目的建筑安裝工程費、設(shè)備購置費、其他費用、基本預(yù)備費等。經(jīng)計算，鍋爐恢復(fù)出力改造項目的靜態(tài)投資為4 545萬元，投資估算費用及比例見表1。
4.2改造后經(jīng)濟效益分析
    鍋爐恢復(fù)出力改造完成后，順利通過了168 h試運行。在隨后2個月的運行期內(nèi)，取得的經(jīng)濟效益顯著，主要體現(xiàn)在以下幾方面。
    a．鍋爐恢復(fù)出力后，冬季供暖期鍋爐滿出力運行，基本滿足外界供熱需求，增加的蒸發(fā)量在采暖期（暫按4個月）可以全部用來發(fā)電，可增加發(fā)電量約為97 070萬kWh，按上網(wǎng)電價331. 79元/MWh，綜合廠用電率取2009年平均值12. 57%計算，則售電收人為331. 79×97 070×(1-12. 57% )／10000-2 816萬元，扣減發(fā)電成本240. 81×97 070-2 338萬元，因此，供暖期發(fā)電量增加，可增加收益478萬元。
    b．鍋爐改造后，煤種的適應(yīng)性更強。恢復(fù)出力改造前，鍋爐燃燒煤種遠遠偏離設(shè)計煤種，為達到相同的出力，不得不燃用20 934 kj/kg以上的燃煤。而鍋爐改造后，燃燒熱值為16 584 kj/kg的燃煤就能滿足出力要求。根據(jù)公司2010年燃煤購買情況，發(fā)熱量20 934 kj/kg的燃煤煤價為791元／t（合標煤價1 107元／t），發(fā)熱量16 584 kj/kg的燃煤煤價為686元／t(合標煤價1 212,3元/t)。機組的年耗標煤量為18. 46萬t，改造后由于燃用低熱值煤炭節(jié)約的燃料成本為1 944萬元。
    c．鍋爐改造后，綜合廠用電率明顯降低。2009年綜合廠用電率平均值為12.57%，改造后鍋爐在2010年11月的實際運行值為11.52%，較改造前降低了1.05%。預(yù)計非采暖期增加上網(wǎng)電量2 856MWh，此項可增加收益331. 79×2 856 - 95萬元。同時，改造后的綜合供電煤耗由373. 57 g/kWh降低到368. 81 g/kWh，降低了4.76 g/kWh，節(jié)約標煤（燃煤量）2 359 t，此項可節(jié)約燃料成本2 359 X686 -162萬元。
    綜上所述，鍋爐在恢復(fù)出力改造完成后，每年可帶來的經(jīng)濟收益為478+1944+95+162-2 679方元。同時，鍋爐在恢復(fù)出力改造完成后由于煤質(zhì)變化，燃煤量增加，為保證排放達標，每年需增加石灰石粉的用量5. 11萬t，按照公司石灰石粉現(xiàn)行價格140元／t計算，每年需多投入費用716萬元。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4.3經(jīng)濟效益測算
    考慮上述費用及相關(guān)稅費，計算改造完工后2010 - 2014年的利潤見表2。
    由表2可知，工程投產(chǎn)后經(jīng)營期前5年凈利潤分別是169萬元、917萬元、975萬元、1 035萬元和1 066萬元。在基準收益率為8%時，計算出項目投資的財務(wù)內(nèi)部收益率為33.73%，財務(wù)凈現(xiàn)值為4 562萬元，投資回收期為3. 67年。項目滿足電力行業(yè)和業(yè)主投資方的各項指標要求，且具有很好的盈利能力。
4.4  敏感性分析
    根據(jù)工程特點，對年利用小時、上網(wǎng)電價、煤價等因素按-10%～10%（與表3項目自下而上對應(yīng)），步長5%進行敏感性分析，敏感性分析匯總明細見表3。
    由表3可知，影響收益率變化強度的敏感性因素依次為上網(wǎng)電價、煤價、年利用小時。其中影響強度最大的因素是上網(wǎng)電價。從“敏感性分析表”中電價的變化幅度來看，本期工程進入商業(yè)運營期后，投資方內(nèi)部收益率在27. 27%～40.10%．項目具有很強的抗風(fēng)險能力。
5、結(jié)束語
    鍋爐恢復(fù)出力改造工作完成后達到了預(yù)期目標，鍋爐出力由改造前的310 t/h提高到410 t/h，鍋爐效率提高了3. 4%。改造工作的成功實施，使鍋爐的適用煤質(zhì)更加廣泛，保證了煙塵及SO2排放穩(wěn)定達標；使機組在冬季滿負荷運行時，確保供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了機組的安全可靠性；保證了城市供暖，提開了公司的社會信譽；為需要提高設(shè)備出力進行改造的其他廠家提供借鑒。