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20t/h链条炉排锅炉改造为10t/h循环流化床锅炉的实践
发布时间：2013-06-23 08:29 来源：未知
0、前言
湖北东方化工有限公司动力分厂1台现役SHL2.0-2.5/400-A链条炉排锅炉，经多年运行并多次检修，已不能满足企业对工业锅炉的热效率、环保、操作等各方面的要求。根据经济运行原则，我厂委托开封得胜锅炉有限公司将20 t/h链条炉排锅炉改造为SHXF 10-2. 5/400-AⅡ外循环流化床锅炉。
1、改造方案
1.1整体布置
考虑到原锅炉在改造过程中，其供热能力已发生变化，循环流化床燃烧和链条炉排燃烧原理有较大不同，因此在原锅炉整体布置的基础上作以下调整。
(1)取消原锅炉炉膛及炉排，取消原前部受热面，布置流化床、分离器和返料器。
(2)原锅炉的水冷壁系统（包括集箱、下降管、导汽管）全部拆除，对水冷壁重新进行设计，作为锅炉改造后的受热面。过热器、对流管束、省煤器、空气预热器均保持不变。
(3)保持原锅炉总体宽度不变，长度不变，高度不变，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质生物质颗粒燃料。
1.2具体改造
(1)基础部分：20t/h链条炉排锅炉改10t/h流化床锅炉后，锅炉容量减小，长度基本不变，整体荷重也基本不变，因此地基在重新改造时不做改动。
(2)钢架平台：锅炉长、宽、高均基本不变，平台除为方便操作进行局部改动外，整体基本不变。钢架增加部分承重立柱和组合梁。
(3)锅炉水冷系统：拆除原锅炉水冷系统，重新设计水冷壁受热面、下降管和导汽管，水冷壁均采用∮51 x3管子，下部缠绕防磨环；凝渣管采用∮5l×5管子，并缠绕lCr18Ni9T1防磨钢筋，以增加其使用寿命。
(4)燃烧系统：拆除原锅炉燃烧设备，采用传统的外循环流化床燃烧方式。
①流化床：流化床由布风板及风帽组成，布风板与锅炉下部钢架固定联接。流化床有效面积1.4m2，共布置风帽100个，风帽上小孔直径为咖6 mm，风帽由耐热钢制造，平均风速为35 m/s。流化床内采用分级燃烧，一次风由布风板进入燃烧室，二次风由密相区与稀相区结合面送入，床内不布置埋管。
②分离器：在炉膛出口采用高温旋风分离器，烟气从旋风筒入口切向进入，烟气入口速度在22 m/s左右，分离器出口喉管用310S耐热不锈钢制成，工作温度为900℃左右。分离器简体用磷酸盐异形砖砌筑而成，分离筒直径1500 mm。
③返料器：采用2台流化床式返料器，其结构采用“U”型非机械密封阀，返料器内布置小型风帽，且对“U”型阀两边配以不同的风帽小孔孔径，保证了返料风、松动风的正常。
④炉墙：考虑到原锅炉的炉墙为重型炉墙，在不改变原锅炉房基础负荷的前提下，本锅炉的炉墙仍采用重型炉墙。内衬采用耐火砖砌筑，耐火砖外用红砖砌筑，关键部位采用流化床专用耐磨耐火浇注料及磷酸盐耐磨砖，过热器后炉墙基本不变。
⑤辅机系统：原锅炉的鼓风机、引风机进行更换，增加二次风机和给煤机。改造后锅炉给煤机采用1台∮219螺旋给煤机，布置在炉前侧，给煤系统由调速电机、减速机和螺旋绞龙3部分组成。根据锅炉负荷，风机选型如下：一次风机型号为9-16N07.ID，配用电机75 kW，2 900转／分；二次风机型号为9 -19N08D，配用电机15 kW，2 900转／分；引风机型号为Y6 - 41NO11. 7D，配用电机75kW，1 480转／分。
2、使用情况
锅炉改造后，通过正常运行后发现，存在以下3个问题。
(1)锅炉燃烧工况不稳定，炉膛温度和料层控制不稳。
改造后锅炉运行炉温一般为850℃左右，返料器温度为650℃左右。增加燃煤后依然不能有效地提高炉膛温度，并且炉膛料层控制高度不够，料压在3 500—4 000 Pa。
经过检查发现，锅炉返料循环灰量比较大。经分析，认为锅炉旋风分离器分离效果太好，分离下来的物料量比较大，循环灰温度低导致炉膛温度不高。另外，流化床床面空间不大，导致炉膛蓄热能力差，直接影响锅炉稳定运行。
(2)锅炉出力达不到设计要求。
改造完成后，通过正常生产运行统计发现，该锅炉出力最大达到8 r/h，只达到设计标准的80010。
经分析，认为锅炉运行不稳定，负荷不能完全带动，导致锅炉出力不够。
(3)燃煤不能完全燃尽，煤渣含碳量高，锅炉运行煤耗过高。
锅炉改造后，由于炉膛温度不高，燃煤在炉内燃烧不完全，锅炉运行排出的热渣为青色，有明显的机械不完全燃烧迹象，直接导致锅炉的蒸汽／煤单耗过高。
3、再次改造
针对锅炉改造使用后出现的问题，我单位和开封得胜锅炉有限公司一起对锅炉进行了会诊，决定实施二次改造，改造方案如下。
(1)对分离器喉管进行改造，对原喉管下部进行切割，沿喉管一周割掉部分不锈钢板，宽度约220mm，降低其分离效率，减少循环灰量。
(2)扩大流化床截面积，增加物料燃烧空间和蓄热能力。在不动水冷壁系统和不影响安全前提下，拆除流化床前、后部分炉墙（流化床密相区以下）．将炉墙厚度变薄，进而扩大流化床密相区面积。再次改造后流化床截面积由O．7×1.85 Ill2增加为0.93 x1.85 mz。
(3)增加流化床风帽个数，根据计算增加风帽32个。因为拆除了流化床前、后部分炉墙（流化床密相区以下），所以风帽在原布风板前、后两侧各布置16个。
4、再次改造后运行效果
锅炉再次改造后因生产需要连续运行了5个月，在此期间，锅炉运行稳定，未出现一起运行故障。改造后锅炉炉膛温度在950℃左右，返料器温度在850~ 950℃，锅炉出力由以前的8t/h提高到12 t/h，蒸汽／煤单耗由改造前的225 kg/t下降到195 kg/t，锅炉改造取得了圆满成功。
5、结束语
随着国民经济持续发展，有许多旧锅炉已不能满足企业生产需要，而重新上新设备，往往又受到场地和资金等条件限制，旧锅炉改造是这些企业的第一选择。这种改造虽然看似简单，但有一些细节必须要做好，如热力计算和烟风阻力计算等。因为改造只是改造部分系统，还有一些系统仍保留原有旧系统，改造后各系统还存在一个匹配问题，需要实际磨合。
