0、前言
东北轻合金有限责任公司所属的晨光公司共有三个锅炉房，其中一锅炉房为老锅炉房，共装有2.8MW热水锅炉7台，带住宅采暖面积15万m2，二锅炉房为新改造锅炉房共装有热水锅炉7台(其中1#、2#为2.8MW、3#、4#、5#、6#均为7MW，7#为4.2MW)采暖面积共计35万m2，其中二锅炉房供热以3#、4#、5#、6#锅炉为主，但锅炉实际出力均小于铭牌出力，尤其3#、4#锅炉出力实际仅3.5～4.2MW，四锅炉房只装有一台2.8MW热水锅炉。公司的住宅面积在不断增加，而一锅炉房又要被取消，这样二锅炉房要承担更重要的任务，可是公司资金相当紧张，更加大改造更换设备非常难，因此，针对这些原因我们提出用复合燃烧技术对7MW热水锅炉进行技术改造的方案，既能达到供暖的需要，又可以节省改造资金投入。
1、复合燃烧技术概况
1.1快装锅炉加煤粉复合燃烧技术简介
快装锅炉是工业企业、小型电厂及集中供热锅炉房中应用最广泛的燃烧设备，最大容量75t/h。由于受炉型、结构及煤质的影响，目前锅炉多数处于低效运行状态，出力不足、热效率偏低现象较为严重，设备不能发挥应有的效能，浪费了大量的能源。
三门峡富通新能源销售燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料的生物质锅炉，如下图所示：
“快装锅炉加煤粉复合燃烧技术”是一项成熟的高节能新技术，是经国家科委审定的国家级科技成果重点推广项目。其原理是将炉排层状燃烧和煤粉悬浮燃烧优化组合，并使其在燃烧过程中互为辅助、扬长避短，具有对负荷变化和煤种的变化的双重适应性。应用该技术改造快装锅炉，能强化炉内燃烧过程，大幅度提高现有快装锅炉出力及热效率，改造方法有两种：一种是小改造，即锅炉加煤粉复合燃烧时，原锅炉本体及辅助设备基本不动或部分改动；另一种是大改造，即快装锅炉加煤粉复合燃烧时，需要对快装锅炉本体及辅助设备进行较大的改动，炉体加高、增加辐射及对流受热面、增大鼓引风机等。改造后蒸气锅炉实际出力提高0.4 -1倍，热水锅炉实际出力提高0.5- 1.5倍，热效率提高15% - 20%，节煤15% -20%，烟气黑度林格曼一级，与现在的除尘设备结合，环保可达到国家要求。
1.2复合燃烧技术原理
快装锅炉加煤粉复合燃烧技术的主要目的是为了强化炉内燃烧过程，提高锅炉燃烧效率及煤种适应性。从快装锅炉燃烧理论可知，保持炉膛足够高的温度是保证锅炉良好燃烧的首选效果，炉温高则煤的炉内干燥、干馏顺利，达到燃烧温度时间短，燃烧容易。炉温越高．对煤的燃烧越有利，煤种适应性也越好。在现有燃煤锅炉的燃烧方式中，煤粉炉的炉温最高，煤种适应性最好，而且燃烧得比较完全，热效率高。快装锅炉加煤粉复合燃烧方式的机理是将快装锅炉炉排和煤粉这两种不同的燃烧方式有机的结合，共用在一台炉上，互为辅助、互为弥补。图l为快装锅炉加煤粉复合燃烧流程图，整个燃烧过程分为两个过程，即炉排燃烧过程和煤粉燃烧过程。在燃烧过程中，煤粉靠炉排上的火床点燃，煤粉燃烧形成的高温火焰提高了炉膛温度，为链条炉排上的煤层着火提供了丰富的热源，从而改变了过去链条炉排单纯靠炉拱热辐射引燃的状况，大大改善快装锅炉炉排上新煤的燃烧条件；同时，稳定燃烧的火床又是煤粉气流着火的可靠热源，可以保证煤粉及时稳定地燃烧。
复合燃烧方式不仅保留了快装锅炉负荷适应性好，负荷调节方便的优点，而且还具有煤粉炉煤种适应性好、燃烧效率高的优点。从而达到稳定高温燃烧。
1.3快装锅炉加煤粉复合燃烧所用设备
主机为风扇磨煤机，辅机为皮带、刮板、螺旋给煤，及相应的电气设备。
2、改造方案和预期效果
2.1改造方案的提出
本次改造方案的提出，是针对公司的住宅面积在逐年增加，而一锅炉房又要取消，这样二锅炉房要承担更重要的任务，二锅炉房以经过厂房改造具备了所提出的技术改造要求，由于公司资金紧张要加大改造更新设备难度很大，为解决上述问题，对二锅炉房三台7MW热水锅炉进行技术改造，可提高锅炉出力12.6MW，相当于目前一锅炉房7台小锅炉运行时的供热能力，而一锅炉房年耗煤I.5万吨，年耗电量为100万度，不计维修费和人工费，年运行费用在350万元以上，粗略概算全部改造约节能20%，年节约资金在70万元以上，所以增大二锅炉房供热能力，即符合国家能源环保要求，又可为公司节省煤炭、电力、人力、财力、物力；可做到当年投资当年受益。
2.2锅炉改造后预期达到的效果
2.2.1锅炉出力从目前3.5~ 4.2MW可提高到78MW，实际出力可翻一番。
2.2.2提高锅炉热效率，热效率从目前65%左右可提高到75%以上。
2.2.3锅炉改造后煤种适应性大大增强。
3、技术改造方案的实施
(1)采用复合燃烧技术，在现有链条炉排层燃上增加煤粉悬浮燃烧，这样可加宽炉子对煤种的适应性，当煤质发生变化，可用煤粉量来调节，以保证炉膛温度达到设计要求，增设一套0.5t/h风扇式磨煤机直吹系统，煤粉采用炉烟干燥；在炉膛两侧布置悬流式燃烧器，强化燃烧，保证锅炉出力，同时设置抽烟口及防爆门。
(2)加高炉膛，炉体抬高Im，炉膛水冷壁管全部更换并相应抬高Im，更换对流管束并加长Im，增大了锅炉辐射受热量和对流管束受热面。
(3)炉膛左右两侧集箱下部增加二组辅助受热面，用以提高锅炉吸热能力，还可以防止下部结焦。
(4)由于锅炉出力提高烟气量增加，增设铸铁省煤器，采用新式流线型不积灰铸铁省煤器(L=2000)计8排共80根，增加尾部受热面226m2。
(5)烟道、风道做相应的调整。（鼓、引风机大小不变）
(6)给水系统做相应改动。
(7)电气系统做相当的改造。
4、费用概算（单台炉）
4.1主要材料费用如表1所示：
4.2系统各项改造费用如下
4.2,1 500kw/h风扇式磨煤机燃烧系统：70000元
4.2.2电气系统改造：5000元
合计 75000元
4.3安装费：
4.3.1上、下锅筒：3000元
4.3.2炉膛水冷壁、对流管束： 30000元
4.3.3省煤器（包括进出口集箱）： 5000元
4.3.4炉墙砌筑 7000元
4.3.5烟道、风道、钢架、平台制做、安装10000元
4.3.6刷油 1000元
4.3.7拆除及其它费用： 15000元
合计： 71000元
4.4试运行费：
4.4.1调试培训费： 3000元
4.4.2烘炉、煮炉材料费：8000元
合计： 11000元
4.5其它：
4.5.1设计费： 10000元
4.5.2锅炉检验费： 20000元
合计： 30000元
4.5.3税金：(80300 - 30000)×3.33% =1660元
4.6工程改造价单台费用为：302960元
5、锅炉改造施工优化编排
锅炉改造是由拆除清理现场、炉体加高、平台焊接水冷壁管、联结管道、安装设备、防腐刷油、炉墙砌筑和炉拱砌筑、制作安装平台、联结鼓引风机、电气安装、单体试车、无负荷试车、有负荷试车等部分组成。是一项多工种、多人员联合平行交叉作业的综合性工程，时间较长、任务繁重。
按照网络图编制程度和要求，将此工作分解为20道工序，按照公式(1)计算出每道工序的平均工序延续时间，画出网络图（见图2）。
tm一平均工序延续时间
a一最快可能完成的估计时间
b-最慢可能完成的估计时间
c-最大可能完成的估计时间
通过优化排列，可收到缩短工期，提高工效的好效果。
6、结论
快装锅炉加煤粉复合燃烧技术投入使用后，可使公司年节约原煤1000吨，节电5万kWh/年。年综合能力效益20万元，年减排c021800吨(煤价200元／吨，电价0.8元/kWh)，在1年零6个月可收回项目投资，该技术应用前景非常广阔，是一项造福社会的新技术。
