DZL14-1011570-A型热水锅炉综合节能改造

　　1前言济南市经三路供热站3号炉是沈阳某锅炉厂制投运以来，由于设计缺陷、煤种变化等原因，运行一直不正常。锅炉大出力仅可达到7.8MW（额定出力的56）锅炉热效率很低只有52.引风出力不足，炉膛冒正压，送风机挡板只能开到13左右，致使锅炉燃烧出力严重下降，影响正常供热采暖。

　　由于锅炉出力太低，为满足供热要求不得不增开其它锅炉，造成燃料及动力的浪费。此外，除尘器也无法投入，锅炉房烟尘弥漫，污染环境。

　　经三路供热站担负着为附近25万m2的用户供热的繁重任务。3号炉又是该站大的锅炉，若这种情况不予改观，不仅对节约能源、保护环境十分不利，而且势必影响下一供暖期供热面积的进一步扩展。因此，利用先进、成熟的技术对该炉进行综合改造，是迫在眉睫的任务。为解决以上问题，山东大学能动学院、经三路供热站、济南绿源环境技术公司经反复协商论证，确定了改造方案。改造工程由济南绿源环境技术公司承担。

　　1999年11月，完成了对经三路供热站3号炉的技术改造，经试验及运行考核，各项指标完全达到预期要求，改造取得成功。

　　2锅炉缺陷原因分析为找出影响该炉运行状况的原因，以便有针对性地拟定改造方案，达到效果好、投资少的目的，改造前多次对3号炉进行了冷、热态试验，基本摸清了该炉存在的主要问题和改造途径。其基本问离心引风机。由于锅炉的烟管及尾部受热面设计流阻偏大，且改造空气预热器后增加了新的流动阻力，导致引风机的出力相对不足，不能使燃烧产生的烟气顺利排出锅炉。为保持炉膛负压，送风机不得不小开，影响炉内送风量和燃烧出力。

　　炉拱设计不良。炉膛的前、后拱与炉膛形状配合不合理。后拱过长，影响炉内高温火焰向新煤层的直接辐射；前拱遮盖度不足，影响稳定着火。加之运行煤种偏离设计煤种，使锅炉效率偏低。

　　煤层工况不良。大的煤块靠自然分离落在炉排两侧，细煤末则集中。运行中观察炉排上煤层状况，发现大面积的“吹洞”、“火口完全燃烧热损失。

　　烟管和空气预热器的流动阻力（烟气侧）偏大，炉膛密封不严，从中间隔墙和炉排两侧均短路漏入大量冷风，降低炉温，影响出力。

　　3锅炉改造方案根据以上分析及冷、热态试验的结果，结合供热站的具体条件，制定了3号炉改造的总体方案，内容包括：采用炉前分层燃烧装置，改善给煤及炉排燃烧状况；设计使用炉排下均风装置，纠正沿炉排宽度的风量分配不均；全面检修炉排、炉墙和烟风道，疏通烟管，调题可归纳如下TThaAcadcJoalElectronicPublish整空气1预热器的结构减小漏煤1漏风量和烟气阻力。

　　进行燃烧调整试验，将锅炉工况调至佳。

　　4主要技术措施4.1前、后拱改造原设计前拱没有引燃拱且覆盖度不足。本次改造采用了引燃一辐射式联合前拱（示意如）。这种拱形可有效收集炉内的高温火焰辐射热，用于迅速提升前拱自身温度，并将其向新煤区进行二次辐射，对新燃料的稳定着火十分有利。

　　原后拱由倾斜段和水平段两部分组成。后拱改造主要是将原后拱在炉膛端的水平段部分截断350mm，使后拱覆盖率由67降为61.开阔了后拱上部的炉膛高温区向炉排面的可见度。它与新改造的前拱配合，可起到良好的引燃和燃尽作用。后拱缩短的结果，对进一步减轻炉排下的烟气壅塞和炉排后部的正压运行，起了关键的作用。

　　此外，后拱改造时，将一部分侧水冷壁管穿越后拱部分的卫燃带去除，增加了辐射受热面积，亦有利于提高锅炉出力。

　　4.2分层给煤装置原锅炉的炉前给煤为靠煤的自重自然分配煤层，造成下煤严重不均，厚和薄煤层相差50mm，煤的大小颗粒密实相掺，透气不良。炉膛温度低（仅900~1000*C），各燃烧区的燃烧情况很差，着火点距离煤闸门300~400mm，炉排尾部跑红火严重。

　　改变上述情况的重要措施就是改善炉排面上的煤层工况。本次改造在炉前加装了性能优良的振动式分层给煤装置（），用两层钢丝筛篦作分层元件，控制钢丝间距在较佳尺寸。粗颗粒煤在筛篦顶端落下煤层；中等颗粒煤经一层筛篦落在粗煤粒之上；而煤末则后落在煤层上面。从而实现了大小颗粒沿煤层厚度的分层分布。由于筛篦的阻力性能，使得煤层厚度沿炉排宽度也十分均匀。

　　加装振动式分层给煤装置后，整个煤层均匀疏层上面，易于着火并迅速引燃下面的较粗煤块。

　　观察燃烧情况，炉膛温度高达1350*C，煤层无火口、无黑垅，火苗密而匀。新煤一离开煤闸门即着火，燃尽区长度约1m左右，完全消除了跑红火。本分层给煤装置运行可靠，调节灵活，煤层厚度可借助调煤板的升降方便调节，入炉煤的水分变化时，可调节筛篦的倾斜角度防止堵煤。

　　4.炉排下均风装置改造前，对锅炉的炉排下送风均匀性作了全面的冷态试验。风量沿炉排宽度的分布情况见。为此，在锅炉每侧的2、3、4三个小风室内设计安装了一种简易的炉排下均风装置（），其它风室的供风情况基本不影响燃烧，故不必采取措施。各小风室的均风装置由气动式均风板组成，靠改变均流板前后的阻力系数来实现均匀送风。均风板的具体尺寸和角度，根据空气动力计算和实验室内模拟试验的结果确定。中，曲线1为改造以前的炉排面上风压（全压）分布。曲线2为改造后的炉排面上风压。由图可见，安装均风装置以后，沿炉排宽度的风量分配均匀性得到明显改善。

　　风室沿宽度分段序号1一改造前风压2―改造后风压炉排上风压比较4.4空气预热器结构改进该炉的空气预热器曾在1996年将立管式改为卧式。按照锅炉热态运行的空气动力试验结果，发现改后空气预热器的烟气流阻很大，在40负荷下已达到1400Pa左右。但打开检查发现管子堵灰并不严重。由此可判断主要是结构方面的原因。为此将原卧式空气预热器的管子横向排数减少，以达到降低烟气流速和烟气流阻的目的。但考虑到空气预热器的传热量不能太少以及排烟温度的升高，只能对空气预热器的结构作较少量的更动。经改造后测试，在锅炉负荷90时，空气预热器的烟气压降已减小为1010Pa虽仍然较大，但已较改造前的情况大大改观。

　　此外，对锅炉的烟管也进行了彻底清理，使烟管的烟气压降由改造前的1080Pa降低为改造后的750Pa，这些措施对于解决引风出力不足的问题也都起了一定作用。

　　为避免对阻力较大的烟管和空气预热器进行大的改动（前者要动锅筒，后者要拆除整个空气预热器，二者均需很大的改造费用），同时，为提高锅炉运行的可靠性，经空气动力计算采用容量较大的Y4型Noll离心风机代替原Y4型No10风机，取得预期效果。

　　本工程于1999年11月中旬全部完工。为评价改造效果，于1999年12月29日进行了锅炉的热平衡测试。试验前进行了燃烧调整。经测试，锅炉效率由改造前的53提高到76.2；锅炉大出力由改前的7.8MW提高到额定出力14MW，送风机大开度由13.5增加到75开度，送风充分，节能效果十分显著。试验中观察，火床平整，布风均匀，着火线适中，炉膛温度达到1350*C以上，后拱区微负压，负荷及燃烧稳定。试验及运行实践都证明，本次改造是成功的，完全达到了预期要求。主要试验结表1主要试验数据及改造前后的对比项目符号单位数值改造前改造后大锅炉出力DmaxMW7.8140引风机挡板开度Kf9595送风机挡板开度Ksf13.575飞灰可燃物含量Cfh5632炉渣可燃物含量Ch38161排烟温度Tpyr129131排烟CO含量CO3.50.11排烟热损失q27.27.9机械不完全燃烧损失q424 313.7锅炉热效率n53.1762本次改造由于提高了锅炉出力和锅炉效率，产生可观的社会和环保效益以及经济效益。

　　5.1经济效益（1）锅炉节煤量改造前煤耗量（折算至额定出力）：*煤的低位发热量，kjig.节煤量：每年按120天运行，每天12h，则年运行小时数：煤价按每吨150元计算，则年节约金额为：万元2社会效益与环境效益由于提高了锅炉出力，使现在一台炉子可以顶原来两台炉子运行，不仅增加了采暖供热面积，改善了冬季居民生活条件，而且使烟尘排放、动力耗费都降低。由于集中供热面积扩大，拆除或替换了许多小锅炉，周围的大气质量得到明显改变，亦起到环保的作用。

　　果及改造前后的对比列于表1JoalElecttonicPublishing潘I从事锅户烧传热方面：的研s3://www.cnki.net