1計算對象簡介
本文針對某電廠3#爐350 MW機組進行熱力計算，該鍋爐為日本三菱公司生產的1210 T/H亞臨界中間再熱強制循環爐，單爐膛，負壓運行，π形布置，使用煤粉、BFG(高爐煤氣)、COG(焦爐煤氣)和輕／重油5種燃料，BFG的最大混燒率為40%，標準混燒率為20%．鍋爐中自下而上共布置了9層燃燒器，即：3段BFG燃燒器；1段COG和重油燃燒器；5段煤粉燃燒器．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。
在鍋爐爐膛上部自前向后布置壁掛式再熱器（1次再熱器）和懸掛前屏、后屏過熱器(2次過熱器和3次過熱器)，在折焰角上部布置2次再熱器和3次再熱器，在尾部煙道豎井內自上而下水平布置1次過熱器、煙道蒸發器和省煤器，見圖1．
鍋爐的蒸汽系統流程如下：從汽包出來的飽和蒸汽經過頂棚過熱器和包墻管過熱器進入前屏，經過1級噴水減溫器減溫后再進入后屏；從后屏出來的蒸汽進入2級過熱器減溫器后，進入高溫過熱器；從高溫過熱器出來的蒸汽進入鍋爐主蒸汽管道，送往汽輪機．汽輪機高壓缸的排汽先進入再熱器減溫器，后進入低溫再熱器，再進入2級再熱器，最后經過3級再熱器，送入汽輪機中壓缸做功
由于受熱面不足和布置不合理，在改變燃燒設備或校核煤種時，造成吸熱量不足，使得在高負荷時主蒸汽溫度偏低，即使通過改造后增加一次過熱器面積，主蒸汽溫度偏低的問題雖有所減緩，但是在燃燒神府煤和COG時，燃燒器需要上擺才能維持汽溫，若混燒BFG或負荷較低時，汽溫仍難以保持穩定．
2計算方法
鍋爐熱力計算和校核計算是鍋爐設計和改造的依據，在鍋爐設計中，熱力計算是基礎．對于運行中的鍋爐，當燃料偏離設計值較遠，或者涉及受熱面的改造時，熱力計算也是必不可少的，
本程序以前蘇聯1973年編制的《鍋爐機組標準熱力計算方法》為標準編制相應程序，在編程與計算過程中，為了比較正確地選取一些重要參數，考慮了摻燒高爐煤氣的問題，并且用電廠實際的運行工況對程序進行校核，以確定玷污系數等重要參數，使其符合電廠實際運行情況，提高程序的準確性．
3計算工況與計算結果
利用上述自行開發的程序，改變不同的運行工況，得出了在不同的爐膛出口過量空氣系數、燃燒器擺角、燃燒器投運方式、BFG混燒量的情況下爐膛出口煙溫、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度，以及排煙溫度的變化情況，并且用圖表的形式表示出其變化趨勢，分析其影響汽溫特性的規律，
表1列出了本熱力計算所采用的煤的元素和BFG成分，
本熱力計算的基本工況為：100%負荷，BFG混燒量為2×l05Nm3/h，燃燒器擺角為0°，投運下4層燃燒器，爐膛出口過量空氣系數為1.2．在保證基本工況中其他條件不變而僅改變某一參數的情況下，得出了以下各種計算工況．
3.1改變過量空氣系數對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
從圖2中可以看出，爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫和排煙溫度都是隨著過量空氣系數的增加而升高，
隨著爐膛出口過量空氣系數的增加，由燃燒生成的煙氣量也增大，同時煙氣流速增大，從而使對流換熱系數增大，對流換熱面的吸熱量增加，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度升高，排煙溫度隨之也升高3．過量空氣系數每增加0.05，爐膛出口煙氣溫度、過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度分別平均升高3.8℃，2.3℃，1.9℃左右，而排煙溫度的升幅比較大，約為9.5℃．
3.2改變燃燒器擺角對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
隨著燃燒器向上擺動幅度的增大，將使煤粉在爐內停留時間減少，爐膛火焰的中心位置向上移動，爐膛內各受熱面的輻射吸熱量增加，爐膛出口煙溫升高幅度較大．由圖3可知，燃燒器擺角每上擺50，爐膛出口煙溫上升12.4℃左右；而過熱汽溫上升1.9℃，再熱汽溫上升1.8℃左右，排煙溫度幾乎沒有變化，并當燃燒器的擺角達到20。時，過熱蒸汽溫度只有535.4℃，再熱蒸汽的溫度為529.3℃，仍比設計值541℃分別低5.6℃，11.7℃，這說明單靠上擺燃燒器是不能使該鍋爐的汽溫達到設計值的．要從根本上解決問題，就要求找出導致汽溫偏低的原因．
3.3改變燃燒器投運方式對爐膛出口煙溫、過熱
汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
本鍋爐的燃燒室四角共布置9 x4 =36個燃燒器，由下至上編號為B，C，D，E，G，H，I，J，K段．其中B，C，D段為高爐煤氣( BFG)燃燒器；E段為重油、焦爐煤氣(COG)燃燒器；G，H，I，J，K段為煤粉燃燒器，在圖4中，采用字母組合的方式來表示各層燃燒器投運方式的組合情況．
燃燒器的投運方式發生改變，則會引起燃燒器的相對高度發生變化，相應的爐膛火焰中心相對高度也產生變化．從柱狀圖中可以看出，當投運下4層煤粉燃燒器時，爐膛出口煙溫為1160.2℃，過熱蒸汽溫度為527.9℃，再熱汽溫為522.5℃，而投運最上面4層煤粉燃燒器時，則爐膛出口煙溫升高至1164.7℃，過熱汽溫為528.5℃，再熱汽溫為523.1℃．由投運下4層煤粉燃燒器到投運上4層煤粉燃燒器，過熱蒸汽和再熱蒸汽的溫升只有0.6℃，而排煙溫度幾乎沒有變化，說明改變燃燒器的投運方式，雖然可以改善汽溫特性，但影響不是很大，
3.4改變BFG混燒量對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、再熱汽溫及排煙溫度的影響
從圖5中可以看出，爐膛出口煙溫、過熱汽溫與BFG混燒量的變化成非線性關系，而再熱汽溫、排煙溫度隨著混燒量的增加則表現為呈規則的線性關系．當BFG的混燒量每增加100 kNrTi3／li時，過熱汽溫變化幅度平均為1.7℃，再熱汽溫下降幅度較大，平均為11.3℃；排煙溫度下降為21℃，爐膛出口煙溫從BFG混燒量為零時的1244.2℃，到混燒量為400 kNm3/h(最大混燒率40%)時的1 119.4℃，下降了124.8℃，這些變化主要是由于高爐煤氣的低位發熱量較低造成的，隨著高爐煤氣的混燒率不斷增大，混合燃料的低位發熱量下降很快，爐膛理論燃燒溫度明顯下降，從而導致爐膛燃燒溫度的顯著下降．再熱汽溫的下降幅度明顯大于過熱汽溫的下降幅度，說明該爐膛中，輻射換熱特性要大于對流換熱特性，在再熱器中，爐膛內的輻射吸熱量占總吸熱量的比重較大，因此對溫度的影響比較明顯，而由于BFG混燒率的增加，燃燒產生的煙氣量也隨之增大，對流換熱系數增大；由于大多數的過熱器是對流及半對流半輻射過熱器，因此，改變BFG的混燒量對過熱汽溫影響較小，隨著混燒量的增加，使理論燃燒溫度降低，爐內煙氣溫度明顯下降，因此，使排煙溫度下降幅度很大．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結 論
(1)爐膛出口煙溫是反映鍋爐運行情況的一個重要參數，影響爐膛出口煙溫變化的因素很多，其中影響較大的因素是BFG的混燒量變化與燃燒器擺角的變化，而過量空氣系數的改變和燃燒器投運方式的變化對爐膛出口煙溫的影響相對較小．
(2)在分別改變過量空氣系數、燃燒器擺角、燃燒器投運方式、BFG混燒量的情況下，過熱汽溫都會產生一定的變化，其中燃燒器擺角的改變和過量空氣系數的變化對過熱汽溫影響幅度較大，且改變溫度的速率基本相同，而燃燒器投運方式的改變和BFG混燒量的變化對過熱汽溫變化影響較小，
(3)BFG混燒量的變化對再熱汽溫的影響較大，而燃燒器擺角的變化和過量空氣系數的變化對再熱汽溫產生的影響與對過熱汽溫的影響相似，只是幅度更小一些．
(4)隨著過量空氣系數的增加，使爐內煙氣量增多，排煙溫度明顯升高，但對排煙溫度影響最大的是BFG混燒量的變化，而其他兩種運行方式的改變對排煙溫度影響很小．
(5)通過熱力計算發現，本鍋爐存在結構和設計上的問題，本文計算結果為以后鍋爐的結構改造提供了依據．
