1、概述
    漳澤發電廠410t/h鍋爐為武漢鍋爐廠生產的WG2-410/100-4型單汽包、自然循環、固體排渣燃煤鍋爐。在鍋爐燃燒室四角標高14000mm處對角布置4只直流燃燒器。兩對角氣流切圓2、4號為∮700mm，另外兩對角氣流切圓l、3號為舛70mm，燃燒器總高度4600mm，寬460mm。鍋爐設計及燃用煤種均為貧煤，制粉系統采用鋼球磨煤機中間儲倉式熱風送粉，過熱汽溫設計值為540℃。過熱器系統采用典型的兩次交叉布置方式，從汽包分離出來的飽和蒸汽，經過頂棚過熱器后進入低溫過熱器，從低溫過熱器出來分甲、乙兩路經工級減溫后沿煙道寬度交叉進入屏式過熱器，從屏式過熱器出來分甲、乙兩路逆流進入位于煙道兩側的高過低溫段過熱器，然后蒸汽經過Ⅱ級減溫后又交叉順流進入位于煙道中間的高過高溫段過熱器，最后經過導汽管通過集汽聯箱進入汽輪機。鍋爐機組自1986年投產發電以來，過熱汽溫偏低問題比較突出，尤其是2號制粉系統單獨運行時，兩側汽溫偏差20℃左右，此時1號主汽管溫度在520℃左右，煤質差時更低，無法滿足額定參數運行的要求，嚴重影響機組安全經濟性。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，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、汽溫偏低的原因分析
2.1爐膛出口煙溫達不到設計值
    我國常用的爐膛換熱計算方法是建立在相似理論基礎上的半經驗公式，鍋爐計算均以爐膛出口溫度作為定性溫度，其準確度直接影響過熱器的吸熱量和傳熱溫差。WGZ - 410/100 -4型鍋爐設計爐膛出口煙溫為兒29℃，而實際運行時卻低于該溫度，這主要是因原熱力計算標準方法的不足所致。
    國內許多科研機構的試驗研究表明：爐膛幾何形狀，特別是高寬比對爐膛傳熱有很大的影響。對于具有同樣容積和受熱面積的爐膛，高寬比大的爐膛其出口煙溫就低。但在《鍋爐機組熱力計算一標準方法》中均未考慮幾何形狀對爐膛傳熱的影響。其爐膛出口煙溫T的計算公式為：
    從以上計算公式可知，爐膛出口煙溫的計算，只把火焰中心相對高度、燃燒方式、燃料性質、產生的積灰結渣的綜合影響系數以M和ψ表現在公式中，而未考慮爐膛的幾何形狀、煤的反應特性、一、二、三次風混合情況等因素的影響。研究結果認為，上述公式較適合于燃燒器軸線至爐膛出口的距離與爐膛當量直徑比。為1.65~1.75的爐膛，對h/hdl較大的爐膛汁算將會偏低80，100℃。而WC2-410/100-4型鍋爐之所以存在欠溫現象，正是由于高寬比過大使爐膛變得過于瘦高所致。因此，用上述公式計算。偏大的爐膛，會造成出口煙氣溫度偏低，從而導致過熱蒸汽吸熱不足，主汽溫度達不到額定值。
2.2過熟器愛熱面積不足
  根據實測的煤工業分析為基準進行校核計算，實際燃用煤種比設計煤種發熱量下降2000~3000kj/kg(見表1)，從而理論燃燒溫度下降導致輻射傳熱量減少而對流傳熱量增加，體現在過熱器上為：屏過（以輻射吸熱為主要吸熱之一）吸熱量減少，低過（以對流傳熱為主）增加。另外，理論燃燒溫度下降還導致各受熱面傳熱溫度下降，因而增加受熱面是必要的。計算表明，增加低溫過熱器受熱面340m2是合理的。
    該鍋爐在原熱力計算中，對頂棚過熱器吸熱的處理略有不妥：一是把頂棚受熱面作為低過的附加受熱面；二是其傳熱系數選為與沖刷低過受熱面一樣，因為頂棚受煙氣沖刷較弱，而面積又較大(H=124.llm2)，超過原低過受熱面積（H=1062m2]的10%．所以，其計算直接影響整個過熱器的吸熱量。
2.3三次風對過熟汽溫的影響
    該爐燃燒系統布置采用了雙切圓方式，雙切圓均為順時針方向旋轉。實際切圓直徑的大小對爐內燃燒過程影響較大，切圓過大易產生氣流刷墻；過小在爐膛橫截面上火焰占據的面積有限，火焰充滿度差，減少了燃料在爐內的有效停留時間，爐內氣流的旋轉方向不穩定，影響燃燒的穩定性。對于燃用貧煤的鍋爐，為了強化著火和燃燒，在不產生結焦的前提下，切圓直徑取得大些比較合理，這樣可加強擾動，增加旋轉動量矩，使高溫的火焰中心接近一次風射流根部。當兩套制粉系統運行或1號制粉系統單獨運行時，由于爐內燃燒的旋轉程度強，火焰偏斜不明顯；而當帶小切圓三次風的制粉系統單獨運行時，在三次風速不一樣的情況下，會造成嚴重的火焰中心偏斜，試驗發現甲、乙側受熱偏差達1.5左右，1號管過熱汽溫約偏低20℃左右。
2.4燃燒工況
    (1)一、二次風配比不當，運行中為防止一次風堵管，保持較高的預熱器出口總風壓，一次風門全開，這就增大了一次風速和一次風率。一次風速的提高，相應的氣流擴散角減少，煙氣回流差，二次風量受總風量的制約而減少，二次風的攪拌與擾動作用減弱，燃料與空氣不能充分混合，燃燒不強烈，爐膛溫度水平降低+致使爐膛出口煙溫下降。
    (2)過量空氣系數的變化，對汽溫有明顯的影響，在燃料量不變的情況下，風量增加時，過熱汽溫將明顯增加，由計算表明，一般爐膛出口過量空氣系數增加10℃，過熱汽溫約增加10~20℃。由于鍋爐各部漏風嚴重，引、送風機出力偏低，高負荷時氧量偏低，過剩空氣系數不到1.2，直接影響對流過熱器的吸熱量。
    (3)該廠燃煤特性差異大，統配煤、小窯煤、爐渣，單燒、混燒機會不均一，其灰分、水分及發熱量等主要指標很不穩定，對煤粉的燃燒產生極大的影響，燃料中的灰分非但不能燃燒，而且還妨礙可燃質與氧的接觸，使煤粉著火困難，爐膛溫度下降。
3、提高鍋爐汽溫的措施
3.1增加低溫受熱面
    通過分析計算，在機組大修中將低溫受熱面由原來的1062mz增加到1402m2，采取增加低溫過熱器面積而不增加高溫過熱器受熱面積，主要考慮實際改進施工方便。增加部分過熱器受熱面一方面可以使過熱器吸熱量增加約183kj/m2，使其整體溫度水平提高；另一方面希望通過減溫水調節使2號制粉單獨運行時1號管汽溫達到額定值。改造后，當兩臺制粉同時運行或l號制粉單獨運行時，在70%～l00%負荷范圍內，過熱汽溫在535~545℃之間，排煙溫度比改前下降10℃左右；當2號制粉系統單獨運行時，在70%~100%負荷范圍內，1號管汽溫在531~ 533℃之間，且減溫水全關．2號管汽溫在535~ 545℃，且I級減溫水全關，Ⅱ級減溫水在5t/h左右。總之，通過增加低溫受熱面，鍋爐過熱汽溫基本能達到設計要求，但仍然存在偏差。
3.2三次風調整試驗
    為解決2號制粉系統單獨運行時兩側汽溫偏差問題，先后多次進行三次風調整試驗，試驗期間維持燃燒工況、減溫水等相關參數不變。使2、4號角三次風速基本一樣，當4號角三次風出口風門由100%關至80%時，反應不明顯，當繼續關小至60%時，15min后兩側汽溫由偏差16eC降到1℃，當4號角三次風全開時，偏差很快達到18℃，再關小4號角三次風40%．15min后又降到1℃，試驗結果說明：只凋整三次風而其它操作均不變，在15min后汽溫偏差可以消除。
3.3優化燃燒調整
    (1)優化鍋爐燃燒設備：大修中，先后對噴燃器進行了改造，通過采用濃淡燃燒技術，整個鍋爐的燃燒工況得到明顯改善，爐膛溫度水平提高，尤其是中、上排噴燃器穩燃能力提高，為調整火焰中心，提高爐膛出口煙溫奠定了良好的基礎。
    (2)一、二次風速合理配比：增裝過熱器受熱面后，過熱器的吸熱量增加，過熱汽溫有所提高，燃燒調節改過去調減溫水為穩定燃燒，預熱器出口總風壓降到了0.3～0.5kPa，從而使一次風率降低，二次風量得到提高，一、二次風速配比趨于合理，同時采用“多火嘴、低轉速”的方法，使爐膛火焰充滿度均勻，爐膛溫度升高。
    (3)改變噴燃器的運行方式：當煤種變劣或低負荷運行時，采用增加中、上層火嘴的給粉機轉速，減少下層火嘴的供粉量或改變下層火嘴的數量，使火焰中心上移，爐膛出口煙氣溫度提高，達到調節過熱汽溫的目的。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、經濟效益
    通過增加過熱器低溫受熱面，合理調整三次風，優化爐內燃燒工況，使410t/h鍋爐過熱汽溫在各種負荷下平均提高12℃，供電煤耗降低1.20g，kWh;同時，排煙溫度降低10℃，也可使供電煤耗下降2.63g/kWh，若100MW機組按年發電量5.25×l08kWh計算，則每年可節約標煤2011t，取得較好的經濟效益和社會效益。
5、結論
    (1)增加低溫受熱面基本解決了410t/h鍋爐汽溫偏低的問題，同時排煙溫度下降10℃左右，鍋爐效率提高，但其后各受熱面金屬溫度有所升高，應引起重視。(2)通過調整4號角三次風速，基本消除了2號制粉系統單獨運行時兩側汽溫偏差問題。(3)通過燃燒設備改造、優化運行調整，在煤質變劣或低負荷運行時，過熱汽溫均能達到額定值，取得較好的經濟效益。