1、存在的問題
該機組原設計煤質低位發熱量為24 200 kj/kg，鍋爐設備設計出力410 t/h。近年來由于煤炭供應持續緊張，優質無煙煤的采購難度日益加大，受煤質影響鍋爐設備出力長期達不到設計標準，處于低負荷運行狀態，運行方式極不經濟。2009年人爐煤的低位發熱量平均為20 660 kj/kg．鍋爐出力基本維持在300～330 t/h。為改善這種狀況，公司決定利用大修機會，在2010年冬季供暖前完成1臺爐的恢復出力改造工作，增加爐膛輻射受熱面及對流受熱面，對相關輔機進行增容改造。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，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、原因分析
a．燃燒煤種遠遠偏離設計煤種。煤質的降低直接導致鍋爐入爐熱量減少，影響鍋爐出力。目前的鍋爐播煤器出力低，已限制了給煤出力，當煤質變化燃煤量增大時更不能滿足要求；此外鍋爐播煤器運行時間過長，普遍存在內部嚴重磨損現象，檢修工作量大；運行中發生的堵煤現象也會影響鍋爐出力。
b．鍋爐受熱面磨損泄露嚴重。CFB鍋爐在大負荷運行時，由于爐膛內循環物料大量增加，密相區物料上移，運行流化風量增加，風速相應增加，加劇水冷壁磨損速度，使水冷壁泄漏頻繁，影響鍋爐出力。
c．爐膛風帽磨損嚴重。爐膛r形定向風帽存在磨損現象，尤其是沿4個排渣口的方向磨損更為嚴重。風帽頂部磨穿會擾亂流化風的方向，破壞爐膛燃燒工況，導致排渣不暢，同時造成局部水冷壁磨損加劇，影響鍋爐出力。
d．冷渣設備排渣出力低。由于鍋爐的實際入爐煤熱值低、灰分大，造成鍋爐床壓過高，滾筒冷渣器、排渣系統超出力運行，滾筒軌道、托輥及渣管磨損嚴重，限制了鍋爐出力。
3、改造方案
a．播煤裝置改造。燃燒煤種低于設計煤種，要保持足夠的熱量，必須增加燃煤量，對播煤裝置進行改造。需重新設計制作6臺（總出力117 t/h）播煤裝置更換原有設備（總出力69 t/h），同時對落煤管進行優化。
b．爐膛、水冷壁改造。鍋爐燃煤的熱值低、灰分大。為恢復鍋爐出力，必須增加爐膛的輻射吸熱量。經過詳細的熱力、水動力計算，保持爐膛深度尺寸不變，爐膛寬度方向兩側各增加4根管，寬度增加607 mm，同時在水冷屏寬度方向增加10根管子，寬度增加762 mm。改造后的爐膛輻射受熱面共增加106 n12，增加了鍋爐的帶負荷能力，提高了鍋爐運行經濟性。同時，鍋爐的流化風速也由5.4 m/s降至5 m/s，減輕了受熱面磨損，提高了鍋爐運行可靠性。
c．省煤器改造。為增加傳熱，降低排煙溫度，減少積灰，保持布置空間不變，將原來2組螺旋鰭片管式省煤器更換為H型鰭片式省煤器。改造后省煤器排煙溫度降低至130℃，從而降低煤耗，并可減輕省煤器的磨損，提高鍋爐運行的經濟性。
d．爐膛風帽改造。爐膛風帽由r形定向風帽改為小口徑柱狀風帽。改造完成后可有效解決風帽磨損、漏灰和大渣沉積現象，使布風更加均勻，改善流化質量，提高燃燒效率。
e．冷渣器及除渣系統增容改造。新增加4臺滾筒冷渣器，除渣系統采用機械除渣，在鍋爐兩側的冷渣器下部各設1套耐高溫形埋刮板輸送機，將渣轉運到鏈斗式輸送機，再由斗式提升機提升到渣倉。新增加1個有效容積為800m3的渣倉（與第2臺鍋爐共用）。改造后的冷渣器及除渣系統滿足了鍋爐大負荷運行的需要，鍋爐可以保證穩定的床壓運行，提高了安全可靠性。同時改善了現場環境，還可降低設備的運行維護費用。
4、改造前后經濟性分析
4.1改造前費用測算
鍋爐恢復出力改造項目包括：鍋爐爐膛，水冷壁，省煤器，爐膛風帽改造、播煤裝置、電除塵器系統、冷渣器系統、石灰石輸送系統改造以及上述系統配套設施改造；鍋爐分步試運及整套啟動工作。投資范圍包括以上項目的建筑安裝工程費、設備購置費、其他費用、基本預備費等。經計算，鍋爐恢復出力改造項目的靜態投資為4 545萬元，投資估算費用及比例見表1。
4.2改造后經濟效益分析
鍋爐恢復出力改造完成后，順利通過了168 h試運行。在隨后2個月的運行期內，取得的經濟效益顯著，主要體現在以下幾方面。
a．鍋爐恢復出力后，冬季供暖期鍋爐滿出力運行，基本滿足外界供熱需求，增加的蒸發量在采暖期（暫按4個月）可以全部用來發電，可增加發電量約為97 070萬kWh，按上網電價331. 79元/MWh，綜合廠用電率取2009年平均值12. 57%計算，則售電收人為331. 79×97 070×(1-12. 57% )／10000-2 816萬元，扣減發電成本240. 81×97 070-2 338萬元，因此，供暖期發電量增加，可增加收益478萬元。
b．鍋爐改造后，煤種的適應性更強。恢復出力改造前，鍋爐燃燒煤種遠遠偏離設計煤種，為達到相同的出力，不得不燃用20 934 kj/kg以上的燃煤。而鍋爐改造后，燃燒熱值為16 584 kj/kg的燃煤就能滿足出力要求。根據公司2010年燃煤購買情況，發熱量20 934 kj/kg的燃煤煤價為791元／t（合標煤價1 107元／t），發熱量16 584 kj/kg的燃煤煤價為686元／t(合標煤價1 212,3元/t)。機組的年耗標煤量為18. 46萬t，改造后由于燃用低熱值煤炭節約的燃料成本為1 944萬元。
c．鍋爐改造后，綜合廠用電率明顯降低。2009年綜合廠用電率平均值為12.57%，改造后鍋爐在2010年11月的實際運行值為11.52%，較改造前降低了1.05%。預計非采暖期增加上網電量2 856MWh，此項可增加收益331. 79×2 856 - 95萬元。同時，改造后的綜合供電煤耗由373. 57 g/kWh降低到368. 81 g/kWh，降低了4.76 g/kWh，節約標煤（燃煤量）2 359 t，此項可節約燃料成本2 359 X686 -162萬元。
綜上所述，鍋爐在恢復出力改造完成后，每年可帶來的經濟收益為478+1944+95+162-2 679方元。同時，鍋爐在恢復出力改造完成后由于煤質變化，燃煤量增加，為保證排放達標，每年需增加石灰石粉的用量5. 11萬t，按照公司石灰石粉現行價格140元／t計算，每年需多投入費用716萬元。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4.3經濟效益測算
考慮上述費用及相關稅費，計算改造完工后2010 - 2014年的利潤見表2。
由表2可知，工程投產后經營期前5年凈利潤分別是169萬元、917萬元、975萬元、1 035萬元和1 066萬元。在基準收益率為8%時，計算出項目投資的財務內部收益率為33.73%，財務凈現值為4 562萬元，投資回收期為3. 67年。項目滿足電力行業和業主投資方的各項指標要求，且具有很好的盈利能力。
4.4 敏感性分析
根據工程特點，對年利用小時、上網電價、煤價等因素按-10%～10%（與表3項目自下而上對應），步長5%進行敏感性分析，敏感性分析匯總明細見表3。
由表3可知，影響收益率變化強度的敏感性因素依次為上網電價、煤價、年利用小時。其中影響強度最大的因素是上網電價。從“敏感性分析表”中電價的變化幅度來看，本期工程進入商業運營期后，投資方內部收益率在27. 27%～40.10%．項目具有很強的抗風險能力。
5、結束語
鍋爐恢復出力改造工作完成后達到了預期目標，鍋爐出力由改造前的310 t/h提高到410 t/h，鍋爐效率提高了3. 4%。改造工作的成功實施，使鍋爐的適用煤質更加廣泛，保證了煙塵及SO2排放穩定達標；使機組在冬季滿負荷運行時，確保供熱系統的穩定性，提高了機組的安全可靠性；保證了城市供暖，提開了公司的社會信譽；為需要提高設備出力進行改造的其他廠家提供借鑒。
