1、鍋爐概況
    某電廠2號鍋爐是三菱公司1175t/h亞臨界強制循環鍋爐，額定蒸發量為1175t/h，主、再熱蒸汽溫度分別為541℃、541℃，壓力分別為17.26 MPa、4.24 MPa。鍋爐采用固態排渣、平衡通風、直吹式制粉系統，每臺鍋爐配備4臺雙進雙出鋼球磨煤機。該鍋爐燃燒器布置于爐膛四角，切圓燃燒，整組燃燒器為一、二次風間隔布置，頂部布置了AA分段風，燃燒器整組擺動。過熱汽溫通過兩級噴水減溫調節；再熱器出口汽溫通過燃燒器擺角調節，并設置事故噴水減溫器，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、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
    鍋爐自投運以來經常發生過熱汽欠溫、再熱汽超溫以及排煙溫度高等問題。過熱汽欠溫、再熱汽超溫增加大量的事故噴水，以及排煙溫度升高等均降低了鍋爐效率，使得機組煤耗增大，大大降低了鍋爐運行的經濟性。2號鍋爐性能試驗采用設計煤種晉北煙煤，調試和正式生產均采用神華摻燒煤（神華煤與準葛爾煤摻燒比例7：3）。由于神華煤與設計煤種特性有一定差異，改燒神華煤后，機組性能指標與設計值差異很大。表1為部分運行參數與設計值的比較。
    從表1可以看出，改燒神華煤后，在相同機組負荷或主蒸汽流量下機組運行參數與設計值的差別為：
    (1)過熱汽溫低，高負荷時過熱汽溫低于530℃。
    (2)由于再熱汽超溫，再熱器減溫水量滿負荷時為53 t/h，遠遠大于設計值。
    (3)實際運行中，排煙溫度遠高于設計值。
2、汽溫偏離設計值的原因
2.1過熱汽溫低
    高負荷時過熱汽溫低于530℃，主要是由于過熱器受熱面設計不足。從鍋爐100% ECR負荷性能試驗中就可以明顯看出：在燃用設計煤種時雖然過熱汽溫能達到設計值，但過熱器減溫水量為O，與設計指標73.5 t/h相差甚遠，使鍋爐的過熱汽溫調節能力弱化。因此鍋爐即使在燃用設計煤種時，仍存在過熱汽溫沒有達到設計目標的問題。該鍋爐的布置特點很突出，沒有典型意義的對流式高溫過熱器；而屏式過熱器和后屏過熱器區域煙溫水平大幅提高，因而對煤種的結渣傾向性更敏感。神華煤具有高發熱量、中高揮發分、低灰分、低硫的特點，其灰熔點較低且灰分中鈣、鐵、堿金屬氧化物質量分數較高，容易導致受熱面污染加重，影響傳熱，所以在改燃神華煤后由于屏式過熱器、后屏過熱器等爐膛出口處的受熱面積灰、表面污染加重，導致傳熱能力下降，過熱器吸熱量不足。
2.2再熱汽超溫
    由于過熱汽溫達不到設計值，在運行中只能使燃燒器向上擺動，以提升過熱汽溫。滿負荷時，燃燒器上擺角度約18。，造成爐膛出口煙氣殘余旋轉增大，煙氣流量、煙溫和汽溫偏差增大，再熱器金屬溫度就容易過高。三級再熱器安裝在爐膛出口，是第一個純對流受熱面，進口煙氣溫度的升高，意味著再熱器工作條件惡化，一方面對流傳熱溫差增加；另一方面因煙氣溫度高導致煙氣流速加大，使傳熱系數增加。雖然再熱器也有污染的影響，但由于再熱汽的壓力低，傳熱量增加對再熱汽溫的影響遠大于對過熱汽溫的影響，即再熱器的熱敏感性強于過熱器，因此很容易導致再熱汽溫局部超溫。
    為照顧過熱汽溫，燃燒器擺角一直處于較高的水平，運行中再熱汽出現整體超溫現象，須大量投入再熱器減溫水。滿負荷時一般達30t/h以上，甚至經常達到52 t/h，但設計要求為O，對發電機組經濟性影響很大。
2.3排煙溫度高
    2號鍋爐排煙溫度高主要原因有：(1)屏區受熱面結渣和尾部受熱面積灰嚴重，導致傳熱效果受到影響。(2)燃燒器上擺，火焰中心上移，爐膛出口溫度升高，影響排煙溫度20 K。(3)由于煤揮發分高，易造成制粉系統自燃、爆炸，因此將磨煤機出口溫度由設計的85℃降至67℃，導致經空氣預熱器的一次風空氣量減少，空氣預熱器的吸熱量減少。
3、改造措施
3.1改造思路
    針對2號鍋爐存在過熱汽欠溫、再熱汽超溫、排煙溫度偏高及燃燒器向上擺動角度過大，燃燒器可調性較差等，通過鍋爐各工況下熱力校核計算，提出了相對合理的改造方案。
    改造思路是：
    (1)通過增加分隔屏過熱器和后屏過熱器的受熱面，降低爐膛出口溫度，降低三級再熱器進口煙溫，減小再熱器傳熱溫差，減少再熱器噴水量。
    (2)增加低溫過熱器受熱面，增加過熱器吸熱量，使過熱汽溫達到設計值。
3.2改造方案
    屏式（分隔屏及后屏）過熱器向下加長Im，增加受熱面積225 mz；低溫過熱器加一圈立式管，將低溫過熱器（包括立式管）管徑加大，由直徑50.8 mm、壁厚6.4 mm更換為直徑60 mm、壁厚6.5 mm，并將原55排8根套立式管變為與水平低溫段一樣的110排4根套，受熱面增加1630m2，見圖2。
    從表2可以看出：通過屏式（分隔屏及后屏）過熱器向下加長1m、低溫過熱器加一圈立式管的措施后，在350 MW負荷時過熱汽溫由530℃提升到540℃，此方案能達到改造的預期目標。
3.3改造后效果
    改造前、后2號機組的運行參數比較見表3。
4、結語
    通過對該鍋爐結構的改造，使屏式過熱器受熱面增加了225m2，低溫過熱器受熱面增加了1630 m2，彌補了過熱器受熱面不足的缺陷；配合燃燒器向下擺動，降低了爐膛出口和三級再熱器進口煙溫，使三級再熱器吸熱減少，并提高了低溫過熱器進口煙溫，從而使過熱汽溫從530℃提高到540℃，再熱器噴水量減少到零，排煙溫度降到正常值，極大地提高了鍋爐運行的經濟性，達到了改造目標。


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