公司四臺35 t/h低溫低壓工業煤粉鍋爐是由上海鍋爐廠1958年生產的鏈條爐，上世紀70年代由原動力廠改為35 t/h煤粉鍋爐。出力低、能耗高，其主要承壓部件如汽包、泥包腐蝕、金屬熱疲勞、金屬石墨化及脹口苛性脆化現象比較嚴重，并且存在著重大的安全隱患。另外鍋爐仍然采用原20 t/h鍋爐的鋼架，爐膛容積及鍋爐尾部流通截面積小、鍋爐負荷較低，運行工況較差，尾部受熱面磨損、堵灰嚴重，運行周期短，無法保證連續、穩定、長周期運行。為了從根本上解決問題，2008年初經申請集團公司同意在原址上對問題尤為突出的3#、4#兩臺35t/h煤粉鍋爐拆除進行技術改造，收到了較好的效果，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
2、原因分析及對策
2.1 鍋爐本體
35t/h鍋爐本體是在原20 t/h鏈條爐的基礎上進行改造的，鍋爐燃燒室橫斷截面積小，輻射、對流受熱面布置的少，導致煙氣在爐膛及對流區域煙氣流通截面積小，煙氣流速過高。造成鍋爐燃燒不完全，排煙溫度高達260℃以上；對流受熱面迎風面磨損嚴重，對流管區域堵灰等現象。利用原來鍋爐在廠房內的空間位置，經過熱力計算，重新布置鍋爐的受熱面。放大鍋爐燃燒室的截面積及對流區域的煙氣流通截面積，增加鍋爐輻射區及對流區域的受熱面。空氣預熱器布置兩級，以提高鍋爐的給風溫度，改善爐膛的燃燒工況。省煤器、空氣預熱器受熱面積增大，以降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐的排煙熱損失。
2.2 爐墻
原爐墻為重型爐墻，爐頂、隔煙墻為板式耐火磚敷設，容易破碎裂縫，鍋爐漏風、漏煙、串煙現象嚴重。本次改造采用模式水冷壁輕型爐墻，其密封性能好，可以減輕基礎的負載、減少投資。
2.3 鍋爐輔機
磨煤機、鼓風機引風機設計出力小，不能滿足鍋爐的要求，重新選型。制粉系統煤粉的干燥、攜帶劑由原來的煙氣改為用熱風干燥、送粉。
3、鍋爐改造方案實施
我公司于2008年6～l2月份對2臺35 t/h鍋爐進行了改造，2009年3月份鍋爐調試完畢，投入運行。改造后的鍋爐為SHS．1.25．AⅡ型，系雙鍋筒自然循環，燃用煤粉的低壓蒸汽鍋爐。前部布置由模式水冷壁組成的爐膛、燃燒設備，中部為鍋筒及對流管束，尾部垂直煙道布置省煤器及空氣預熱器，本鍋爐二層室內布置設計，地震烈度為8級。與原鍋爐的結構形式基本相同。
3.1 鍋筒及其內部裝置
上鍋筒由原來的∮1300 x16 L=5 600 mm，改造后為∮1400×20 L =5960 mm，鍋筒內部裝有給水分配管、表面排污管和磷酸鹽加藥管。正常水位在鍋筒中心線以下50 mm，最高、最低安全水位為正常水位的±75 mm，鍋筒的有效空間為5m3，蒸汽空間容積負荷約為1094m3／m3h。鍋筒兩端均為活動支座，支座在剛架上，以雙向膨脹器來監督鍋爐運行時的熱膨脹情況。并且上鍋筒內部增設有二級分離裝置，一次分離采用水下擋板，二級分離采用不銹鋼絲網結構。提高了鍋內汽水分離效果，提高了蒸汽的品質。
3.2 水冷系統
爐膛內壁布置的水冷壁由原來的∮76 x3.5的光管，改為∮60×3.5的模式水冷壁，節距為105，水冷壁組成四個循環回路。整個水冷壁采用懸吊結構，為了防止爐膛內外壓差造成水冷壁劇烈震動和變形，再沿爐膛高度每隔一定的距離布置剛性梁，加強并保護水冷壁和爐墻。整個水冷壁向下膨脹，膨脹量約為50 mm。為了利用原來的廠房和基礎，在運轉層以下將兩側水冷壁間距由4 350 mm縮為3 550 mm，后水冷壁在爐膛出口煙窗處，拉稀成三排凝渣管，橫向節距為Sl=315 mm，縱向節距為S2= 260 mm。下降管及汽水引出管均為中89×4mm。對流管由原來的∮76×3.5改為∮51×3.5mm。水冷系統的連接方式均采用管接頭焊接結構，對流管束與上下鍋筒采用內部焊接形式。
對流管管徑變小，使該區域煙氣的流通更加順暢，并在對流管迎風面加裝防磨管瓦，可有效的保護對流管束，防止煙氣對對流管束的磨損。
3.3 爐膛及燃燒設備
改造前后爐膛截面均呈正方形，改造前截面積為3 550 x3 550 mm。爐膛容積為123.4 m3，容積熱負荷為125×l03 kcL／m3·h，在標高為1500處前墻布置2臺、兩側墻各布置有一臺三通道旋流噴燃器，其中內、中2個通道為一次風，外側通道為二次風。改造后爐膛截面積為4 350 x4 350mm，爐膛容積為191.2m3，容積熱負荷為117×103 kcl/m3．h。爐膛容積由原來的123.4 m3增加為19l,2m3，增加54.9%，容積熱負荷為原來的93.6%。在爐膛的前后兩面標高分別為2900 mm和2300 mm處各裝有4只旋流噴燃器，左右間距為1575 mm，前后對沖噴燃，在高度方向每一對噴燃器上下各布一風口，上二次風噴口向下傾斜80，以便壓住火焰不使火焰很快上翹，下二次風噴口向上傾斜100，以便托住火焰，使二次風有利于同已著火的煤粉氣流充分混合，充分燃燒。為了提高著火和燃燒的穩定性，在噴燃器附近的水冷壁上敷設了2m高的耐火材料一衛燃帶，以提高爐膛的溫度，改善爐膛的燃燒工況。
3.4省煤器
省煤器由原來的鑄鐵鰭片式省煤器改為∮32×3 mm蛇形管式省煤器。鋼管省煤器單極布置，安裝在一級與二級空氣預熱器之間。省煤器蛇形管用通風梁架在鋼架梁上，在省煤器蛇形管1—4排上裝有防磨蓋板，管系的彎頭部位裝有防磨罩。可以有效的防止省煤器易磨損部位的磨損。
3.5 空氣預熱器
空氣預熱器結構形式改造前后均為管箱式，管束由原來的∮48×2mm焊管改為∮40×2mm焊管，由原來的一級增加為二級。并且增加了受熱面積，有效的提高了鍋爐給風的溫度，空氣預熱器工質出口的溫度由原來的135℃提高到263℃，改善了爐內的燃燒工況；另外還增大了煙氣的流通截面積，降低了煙氣的流速，減輕了煙氣對空氣預熱器的磨損和沖刷。為了防止空氣預熱器的磨損，在空氣預熱器入口管端裝有防磨套管。
3.6鍋爐的受熱面積
鍋爐的受熱面積，輻射區由原來的111m2增加為175 m2，增加57.6%。對流區域凝渣管部分由原來的20.5m2減少為15.5 m2，為原來受熱面積的75.6%，減少了24.4%。對流區域對流管柬由原來的388 m2，改造至359m2，減少了7.5%。對流區域空氣預熱器分上下兩級布置，受熱面積由原來的277.2 m2增加至兩級共960m2，增加了3.46倍，對流區域省煤器受熱面積由原來的156.9m2，增加至180.5m2，增加了15%。鍋爐受熱面積的布置更加趨于合理。鍋爐受熱面積增加可有效的降低排煙溫度，提高鍋爐的熱效率。但同時也會帶來一些副作用，如輻射區域受熱面積增加過多，會降低鍋爐出口煙氣的溫度，爐膛溫度過低，特別是在鍋爐低負荷或煤質變化較大時，爐內的燃燒工況差，容易滅火。另外排煙溫度過低，會造成鍋爐尾部受熱面酸腐蝕。
3.7 爐墻
原鍋爐爐墻全部采用重型爐墻，厚度為630mm，爐頂及煙室隔墻采用耐火板磚結構。改造后鍋爐爐膛水冷壁部分采用輕型爐墻，以硅酸鋁纖維氈填充厚度為200 mm，外表用厚度為0.4 mm的彩鋼包裝。對流管束及尾部爐墻采用重型爐墻。下部爐墻直接支撐在基礎上，而上都有一部分爐墻通過鋼架的梁來支撐，爐頂部分則為耐火混凝土懸吊結構。在爐墻的適當位置上裝有安全門、檢查孔、打焦門、吹灰孔以及測量煙氣溫度或負壓的測驗套管。采用模式水冷壁、輕型爐墻結構，減輕了爐墻的重量400多噸，有效的降低了鍋爐基礎及爐墻的工程造價，并且減少了鍋爐的漏風漏灰，提高了鍋爐的熱效率。
3.8 制粉系統及風機
磨煤機由原來的FM5. 5-1430，出口風壓為2 050—2 200 Pa，風量為23 300 m3/h，改為FM6.5·1500．出口風壓為2 250 ~2 450 Pa，風量為25 600m3/h。煤粉管線由原來的DN150改為DN200；煤粉干燥、輸送劑由原來的煙氣改為熱風；煤粉分離器仍采用原來的結構形式。另外對鼓風機、引風機也進行了相應的更換，改造后的鍋爐輔機及制粉系統能力增加，煤粉管道的阻力損失減少，較好的滿足鍋爐出力。
4、鍋爐改造后的效果
通過上述全面改造，經過1年的運行實踐表明，達到了以下技術指標。
(1)鍋爐額定負荷下安全、經濟、穩定、連續運行，能達到設計出力。經超負荷試驗，鍋爐最大出力可達38 ~40 t/h，經過低負荷試驗，不投油穩負荷為23t/h以上。
(2)鍋爐在一定范圍內變工況運行，調節方便、燃燒工況良好，無滅火及冒黑煙的現象。
(3)鍋爐熱效率有較大的提高。通過增加受熱面，提高鍋爐給風、給粉的溫度等措施，有效的改善了鍋爐的燃燒工況，減少了鍋爐的機械不完全燃燒熱損失、化學不完全熱損失及排煙熱損失，降低了鍋爐的排煙溫度及灰渣含碳量，使鍋爐的有效熱用率有較大的提高。鍋爐的排煙溫度由原來的260一300℃，降低為110一120℃，大灰斗灰渣含碳量由原來的23%~30%，下降為3%—8%。煤耗由原來的160kg/h．蒸汽以上，降為135kg/h．蒸汽。鍋爐的熱效率由原來的75%以下，提高到85%以上。
(4)鍋爐改造后的經濟效益有明顯的體現。改造后鍋爐運行中的機械、化學不完全燃燒熱損失及排煙熱損失的減少，使鍋爐熱效率提高。蒸汽的煤單耗下降20 kg/h．蒸汽以上。按每臺鍋爐年運行135 d、現煤價350元／噸計算，2臺鍋爐年節約原煤4 536 t，年節約燃煤費用158.76萬元。
