鍋爐原設計煤種為山西晉中南貧煤，在鍋爐運行過程中，水冷壁管發生嚴重的高溫腐蝕，且速度極快，導致機組不能安全穩定運行。同時由于山西晉中南貧煤供應量不足，將燃用煤種改為煙煤，為此改造燃燒器及制粉系統。
1、鍋爐原設計情況
1.1鍋爐主要設計參數
過熱器出口蒸汽流量1110t/h;過熱器出口蒸汽溫度540℃；過熱器出口蒸汽壓力17.4 MPa(g):鍋爐給水溫度296℃；再熱器蒸汽流量878.8t/h;再熱蒸汽進口蒸汽壓力3.78MPa(g):再熱蒸汽出口蒸汽壓力3.6 MPa(g):再熱蒸汽進口，出口蒸汽溫度328/540℃；省煤器進口給水溫度296℃。
1.2鍋爐原設計燃料及改造后的燃料
鍋爐原設計燃用晉中貧煤，改造后的設計煤是大同煙煤，校核煤是神木煙煤。經綜合分析，改造后燃用煤種為易著火穩燃、易燃盡、結焦性較強的煙煤。采取相應措施，可確保著火穩定和低負荷穩燃；只要有足夠停留時間和適當的煤粉細度，就可達到理想的燃盡水平。同時，在燃燒器設計時，重點考慮采取有效措施來防止水冷壁高溫腐蝕和爐膛水冷壁結焦，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。
1.3鍋爐制粉系統
原制粉系統采用的是雙進雙出鋼球磨冷一次風機正壓半直吹系統。
從空預器出來的一次風分成兩部分：一部分到制粉系統用于煤粉的制備，并經分離器作為三次風送入爐膛，這部份風量約占18%;另一部分從預熱器出來后與分離器出來的煤粉混合，作為一次風送入爐膛，這部份風量約占9.4%。
1.4燃燒器
原設計燃燒器采用典型的貧煤燃燒器結構，4層一次風，兩兩集中布置，一次風采用寬調節比型燃燒器，兩層三次風高位布置。
2、水冷壁高溫腐蝕的原因
由于鍋爐的一次風率較低，同時又采用了垂直濃淡型燃燒器，并采用了一次風兩兩集中布置等強化著火和穩燃的措施，使燃燒器區域的熱負荷較高，同時使該區域處于缺氧燃燒的狀態，這是造成水冷壁高溫腐蝕的最主要原因；同時來煤硫份含量偏高也加速水冷壁高溫腐蝕的速度。
3、改造方案
3.1制粉系統
制粉系統由原來的半直吹系統改為正壓直吹系統，一次風率由原來的9.4%改為19.3%。煤粉細度R0-20%。共4臺磨煤機，其中在MCR下3臺運行，l臺備用。
3.2燃燒器
3.2.1燃燒器改造原則
在保留原鍋爐燃燒器的著火、穩燃效果好，NOx的排放水平低，煙氣側偏差小，煤種適應能力強等優點的同時，本鍋爐燃燒器的設計重點是從根本上解決水冷壁高溫腐蝕問題，同時保證水冷壁不結焦。
3.2.2燃燒器改造范圍
(1)本次改造不改變爐膛的幾何尺寸（包括爐膛斷面、高度、容積等）。
(2)重做燃燒器本體、燃燒器風箱風道和擋板風箱。
(3)原來的大風箱保留，燃燒器與大風箱的接口不變，燃燒器風箱風道的上下標高不變。
(4)點火方式為三級程控點火，為高能點火器點液化氣，然后點重油，再點燃煤粉。
(5)原來的二次風門執行器和燃燒器擺動執行器保留。
(6)燃燒器噴口寬度不變。
3.2.3燃燒器改造方案
本改造工程燃用設計煤質為大同煙煤，通過前述煤質特性分析及有關工程鍋爐燃燒器的成功設計經驗，并根據招標文件中的各項要求，最終確定了燃燒器方案。
改造后的燃燒器設計參數：一次風速28 m/s；二次風速50 m/s: -次風率19.3%：二次風率78.2%; -次風溫75℃；二次風溫336℃。其主要特點如下：
針對鍋爐改造燃煤的特點，燃燒器采用適當拉開形式并選取較小假想切圓直徑；一次風噴口采用了哈鍋特色的水平濃淡煤粉燃燒器；燃燒器上部二層OFA噴嘴反切，其中上部二層OFA噴嘴采用哈鍋最新開發的水平擺動式噴口；OFA噴嘴高位布置。
改造后仍采用4層一次風噴口，2層油風室，1層燃盡風室，輔助風室改為6層。2層油風室正常運行時作為二次風室。
二次風擋板采用ABB-CE典型結構，非平衡式。整個燃燒器同水冷壁固定連接，并隨水冷壁一起向下膨脹。燃燒器部分隔板同水冷壁剛性梁連接在一起，以保證鍋爐爐膛水冷壁的整體剛性。
3.2.4燃燒器結構及特點
本燃燒器采用CE傳統的大風箱結構，擺動式噴口。由隔板將大風箱分成若干個風室。：次風室裝有導流板，二次風噴口裝有均風導向隔板，可防止二次風偏斜，并可防止噴口受熱后的變形。一次風及二次風噴嘴均可上、下擺動各200。頂部風噴嘴采用哈鍋最新開發的水平擺動式噴口，可使頂部風噴嘴反切00～200。整個燃燒器和水冷壁固定連接，并隨水冷壁向下膨脹。燃燒器不得承受其他外力作用。
一次風室采用了水平濃淡燃燒器，并配有偏置周界風，百葉窗型煤粉濃縮器的原理是煤粉氣流在葉片間隙急轉彎時發生氣固分離，根據燃料的特性決定濃淡的比例，在燃燒器出口處形成濃度有差異的兩股水平氣流。氣流的向火側為濃煤粉，背火側為淡煤粉。濃煤粉氣流具有著火溫度低，著火時間短，著火熱減少，火焰傳播速度提高，著火點火焰溫度提高等顯著的優點，使其具有良好的穩燃性能。同時燃燒器出口的鈍體加強了煙氣回流，加強了擾動，強化了煤粉著火條件。
周界風有利于煤粉前期著火和防止結渣，同時對停運的一次風口起冷卻作用。
偏置周界風可確保燃燒后的氣流不貼壁，增加燃燒器水冷壁壁面附近的氧化性氣氛，避免水冷壁發生高溫腐蝕及出現結焦現象。上一次風口中心線距屏底有足夠距離，保證煤粉充分燃盡，減少未燃盡損失，提高鍋爐效率；降低爐膛出口煙氣溫度，防止爐膛上部受熱面結焦；下一次風口中心線距冷灰斗拐點有足夠距離，防止爐膛下部結焦。
水平濃淡燃燒器又可有效地抑制NOx的產生。其濃相和淡相的風煤比均避開了NOx生成的最高區域。
4、改造效果的綜合分析
4.1有效地防止水冷壁高溫腐蝕和結焦
由于采用了較小的假想切圓直徑，增大一次風率，燃燒器適當拉開布置，水平濃淡燃燒器加偏置周界風等諸多防止水冷壁高溫腐蝕和結焦的措施，必將從根本上解決此類問題。
4.2達到更低的NOx排放水平
本燃燒器的設計保留了原燃燒器在控制N0x排放方面的諸多優點。同時由于煤種的變更將達到更低的NOx排放水平。
4.3顯著地提高燃燒效率
(1)鍋爐燃料由較難燃盡的貧煤變為較易燃盡的煙煤，將從根本上提高燃燒效率。
(2)原貧煤爐膛燃盡高度較煙煤爐膛高，使改造后煙煤更易燃盡。
(3)原雙進雙出磨煤機的磨煤細度要高于燃用煙煤要求，必將使煙煤更易燃盡。
4.4有效地控制煙溫偏差
(1)貧煤到煙煤的改變將減小煙溫偏差的產生。
(2)本次采用的哈鍋最新開發的水平擺動式OFA噴嘴，將能有效地調整可能產生的煙溫偏差。
5、燃燒器設計方面的突破
目前，國內大型鍋爐廠在大容量（300MW以上等級）燃煤鍋爐的設計上均采用80年代初期引進的美國燃燒工程公司(CE)的技術。CE公司的WR燃燒器對不同煤質的燃燒器單只熱功率有明確的限制。本次改造工程燃燒器的單只熱功率已大大超出了該限制要求。但由于該煤質的特殊性，再加上采取了新型的燃燒器結構，使得燃燒器的實際運行效果非常良好。應該說這是哈鍋燃燒技術的一次突破。
6、改造效果
(1)從運行至今，從未發生過水冷壁結焦現象。
(2)在鍋爐運行過程中，通過實際測試，水冷壁壁面附近氧量達到設計值，從未發生過水冷壁高溫腐蝕現象。
(3)鍋爐效率得到了顯著提高，實測數據高于93%。
(4)爐膛出口兩側的煙溫偏差實際運行小于50℃。
(5)燃燒器擺動靈活，溫度調節特性良好。
