1、鍋爐概況
1.1設備簡介
該鍋爐為高壓自然循環固態除渣鍋爐，單爐體負壓爐膛，呈Ⅱ布置，爐膛和尾部豎井之間有4 100 mm深的水平煙道。
爐膛上部布置屏式過熱器，一級過熱器置于折焰角上方，二級過熱器布置在水平煙道中。過熱器系統共設置兩級噴水減溫器，一級減溫器設置在二級過熱器和屏式過熱器之間，二級減溫器布置在一級過熱器冷熱段之間。減溫水來自給水管路。
上級省煤器下部為尾部煙道豎井，分隔為前后兩部分對稱布置上、下級空氣預熱器和下級省煤器。前后豎井中間隔倉用作上、下空氣預熱器的通用道。鍋爐配有兩級管式空氣預熱器。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。
燃燒器為直流式，四角布置，采用雙切圓燃燒方式，假想切圓直徑∮798 mm/∮366mm．燃燒器設計參數見表1。
因設計煤種揮發分較高，灰分較大，同時發熱值又較低，故一次風采用乏氣送粉，一、二次風采用間隔布置。磨煤機的干燥劑由再循環風、熱空氣、冷空氣組成，分別占49.6%、48.4%、2%，干干燥劑初溫195.8℃，干燥劑量1.79kg/kg。
制粉系統采用鋼球磨中間倉儲式乏氣送粉系統，配有2臺送風機、2臺引風機和2臺排粉機，并配有2個粉倉，其中，甲側粉倉供5、6、7、8、9、11號6個噴口，乙側供1、2、3、4、10、12號6個噴口。2臺磨煤機型號為350/600，出口溫度70℃，每臺出力為46.68 t/h。
除渣系統采用2臺GBL - 4/4000×1300型刮板式撈渣機，配2臺ZS50型減速機。
1.2燃料特性
設計煤種燃料特性見表2。
2、鍋爐存在問題分析
2.1結渣
2.1.1一次風速高、四角切圓偏大
在80%額定負荷下，對鍋爐管道一次風速進行了測試，試驗中發現，9、11號測孔無法打開，因此對其他風管進行測試。測試結果見表3。
由表3中不難看出，除10號管接近額定風速25 m/s外，其他管道一次風速高于設計值4～13m/s，且這些管道之間有較大偏差。其結果勢必造成四角切圓過大，爐內旋轉煙氣沖刷水冷壁，引起爐內結渣，這是造成結焦的重要原因之一。
一次風量大，使煤粉燃燒所需著火熱增大，導致煤粉著火推遲，火焰中心上移，不僅造成鍋爐主汽溫升高，而且易造成鍋爐飛灰、爐渣含碳量升高。
2.1.2氧量過大
鍋爐負荷在310～320t/h運行時，發現爐膛內火焰發亮刺眼，爐內風量明顯偏高。此時，DCS顯示排煙溫度甲、乙側分別為190℃、181℃，甲、乙側氧量分別為9%、8%，一、二級噴水量已達最大量。
過高的氧量雖然能使爐內燃料處于氧化氣氛，但會使火焰中心溫度升高，在實際四角切圓過大的情況下，熔融的灰渣沿墻壁下落時，很容易在爐膛四周結焦。不僅如此，氧量偏大使燃料在爐內的停留時間縮短，增大飛灰含碳量。
2.1.3煤粉粗
根據運行煤質特性（難著火、難燃盡），設計煤粉細度為21%左右，而實際測取的煤粉細度1號磨Rm為28%，2號磨R90為26%，煤粉較粗。較粗的煤粉在高速一次風帶動下易因慣性引起水冷壁結渣和磨損。同時，較粗的煤粉燃盡困難，造成飛灰含碳量升高。
2.1.4撈渣機設計不合理
撈渣機刮板和鏈條經常破壞，爐渣卡澀，16扇關斷門不能同時關閉，推桿電機經常因過負荷而損壞。而且由于爐渣不能及時排出，在爐底堆積，造成爬焦。這在一定程度上，也會引起鍋爐爐膛結焦，當撈渣機設備出現故障時，不得不降低鍋爐負荷。
運行中除渣機設備檢修維護工作量很大，經常更換備品備件，維修費用較高。并且在檢修時，曾幾次燙傷檢修人員，影響鍋爐的安全經濟運行。
2.2飛灰含碳量偏高
具體原因見2.1.1～2.1.3。
2.3煙溫偏差
消除爐膛出口煙氣殘余旋轉。采用四角布置切圓燃燒方式的鍋爐，爐膛出口氣流殘余旋轉是造成沿水平煙道寬度方向煙溫、煙速嚴重偏差的原因之一。從爐膛燃燒所形成的旋轉氣流進入爐膛出口到水平煙道時，殘余旋轉轉換成平行于煙道軸線的直線運動，由于煙氣流動的慣性，將順著圓周的切線方向前進。對于采用順時針方向旋轉的切圓燃燒氣流，在爐膛中形成的旋轉上升氣流在流入水平煙道時，往往偏向煙道左側，使左側的煙氣量、煙氣溫度均高于右側，導致左側傳熱強度高、傳熱溫差大，從而左側局部受熱面的吸熱量相應增大，左側局部汽溫升高。
3、技術措施
3.1降低煙溫偏差
根據鍋爐實際運行情況，將燃燒器上部噴嘴出口氣流反切，以減弱和抵消由下部噴嘴形成的主旋轉氣流，降低爐膛出口的氣流旋轉強度，改善對流煙道中的煙氣偏流。對燃燒系統進行了改造，將頂部二次風、上上二次風、上二次風等3層二次風噴嘴反切250。經過計算表明，采用這一方案，可有效地消除殘余扭轉慣量。
改造后的測試結果表明，反切后過熱器進口處的煙溫偏差基本消除，用光學高溫計測得其值分別為941℃（左側）和949℃（右側）。同時，DCS溫度指示也基本相同。
3.2改機械除渣為水力除渣
將原除渣設備拆除，改機械除渣為水力除渣。爐渣由高壓沖灰水直接沖入碎渣機。改造后設備運行非常可靠，除渣系統簡化，除渣順利，避免了除渣設備經常故障造成的鍋爐爬焦而帶不滿負荷問題，保證了鍋輔機的穩定運行，同時檢修工作量大大減少。
3.3燃燒調整優化試驗
根據以上分析．，對鍋爐進行燃燒調整試驗。鍋爐負荷調整范圍為290～410t/h。
3.3.1 -次風速調整
調整后一次風速見表5。一次風速調平后，負荷變化肘通過DCS顯示的管道一次風靜壓調整送風機和排粉風機擋板開度，一次風擋板不再參與調節。
3.3.2一次風煤粉濃度的調整
調整期間對12號粉管進行了疏通，以保證額定負荷下12個粉管全部投入。運行中對各給粉機轉速調平后，采用同操控制。一次風煤粉濃度測試結果見表6。
3.3.3鍋爐最佳氧量調整
在額定負荷下，為了確定鍋爐最佳氧量，在氧量為3.5%、4.3%、5%3種工況下對鍋爐效率進行了測試，測試結果見圖1。
由圖1曲線可看出，額定負荷下，最佳氧量為4.3%，與設計值基本吻合。設計工況下，額定負荷時過熱器出口氧量為4.2%，70%負荷時過熱器出口氧量為4.8%，考慮到鍋爐結焦狀況以及爐膛漏風較大，在運行中將氧量控制在4%～5%之間。
3.3.4制粉系統及煤粉細度調整
鍋爐一次風量偏大，而且煤粉偏粗。因此，改變原來不用再循環風的運行方式，同時增加給煤量，改變磨煤機出力偏低和運行時間過長的問題。
磨煤機運行參數控制：入口負壓約350 Pa．出、入口壓差約2 kPa，再循環門開度為30%一50%，給煤量約46 t/h，出口溫度60～65℃。制粉系統運行方式改進后，煤粉細度經化驗分析，R90基本在21%左右，符合設計要求。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。
3.3.5二次風的調整
在一次風擋板不參與調節的情況下，不同負荷下的二次風速通過四角二次風擋板開度來控制，使其達到設計值。二次風小擋板的配風方式采用：下二次風門開度60%，中上、中下、上二次風、上上二次風門開度均控制在100%，頂部二次風門開度為50%。
運行中當需要對二次風進行調整時，可參考水平煙道過熱器出口的氧量，調整送風機總風壓。
3.3.6 -次風噴嘴投停優化
通過計算，該爐在70%一100%負荷范圍內單只火嘴最大給粉量應控制在5.98 t/h，最小給粉量控制在4.16 t/h。若超出這個范圍將會因熱功率過大或過小引起結渣和燃燒不穩定。運行中，在75%額定負荷以上應投3層12個火嘴：60%一75%額定負荷停上層對角2個火嘴。
4、技術改造和燃燒調整優化效果
通過技術改造和燃燒優化調整等措施，鍋爐已實現滿負荷連續穩定運行，經觀察爐內火焰呈現金黃色，燃燒器附近無明顯結焦現象，結渣已得到了有效控制。過熱器煙溫偏差已基本消除，鍋爐各參數符合設計要求。
撈渣機運行可靠，除渣順利，檢修工作量大大減少。
鍋爐飛灰含碳量在3%左右，鍋爐效率達到了91%．與設計效率相比提離了0.6個百分點，每年可節煤2 000t，節約費用56萬元。
通過近兩年對鍋爐的綜合治理，取得了較好的社會效益和經濟效益。
5、結論
a．通過技術改造和燃燒調整優化試驗，鍋爐現已實現滿負荷運行，爐內結渣基本消除。
b．鍋爐一次風量大、煤粉粗、氧量大及運行方式不合理是造成鍋爐結焦的主要原因。
c．將機械除渣改造為水力除渣方式是可行的。改造后設備運行可靠，除渣順利，消除了因除渣設備故障造成的鍋爐爬焦問題，保證了鍋爐輔機的穩定運行，檢修工作量也大大減少。
d.鍋爐上三層二次風噴嘴反切250角后，過熱器進口處左右兩側的煙溫偏差已基本消除。
e.通過技術改造和燃燒優化調整，鍋爐效率達到91%，與設計效率相比提高了0.6個百分點，每年可節煤2 000 t，節約費用56萬元，取得了較好的社會效益和經濟效益。
f.升降負荷過程中，燃燒穩定，鍋爐最低穩燃負荷為245 t/h。
