鍋爐為高溫高壓、單鍋筒橫置式、單爐膛、自然循環、全懸吊結構、全鋼架n型布置。爐膛采用膜式水冷壁、鍋爐中部是并列的兩只方型水冷分離器，分離器截面5 425 mm x5 425 mm，分離器入口處由爐膛后墻一部分管子向后彎制形成加速段，分離器兩側墻和中間隔墻與后墻均為d51 x5的膜式水冷壁管，整個分離器由膜式壁組成，結構簡單緊湊，和鍋爐爐膛融成一體。尾部豎井煙道布置兩級四組對流過熱器、過熱器下方布置兩組省煤器及一、二次風各兩組空氣預熱器。
西山熱電三臺鍋爐燃燒西山官地、西銘的原煤+煤矸石，自2005年相繼投入生產運行以來，存在鍋爐飛灰含碳量一直居高不下的問題。從灰庫中取得的灰樣可燃物最高可達到40%~50%，甚至在電除塵的灰斗中發生過積灰二次燃燒結焦的事故，嚴重影響了電廠的安全運行和經濟效益。為了降低飛灰含碳量，提高鍋爐效率，在#2爐增加了飛灰回燃系統，#3爐進行了返料器的改造，降低了飛灰含碳量，提高了鍋爐效卒，取得了顯著的經濟效益，富通新能源生產銷售秸稈顆粒機、木屑顆粒機等生物質燃料成型機械設備，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料出售，木屑顆粒燃料主要供生物質鍋爐燃燒使用。
1、飛灰含碳量偏高原因分析
1)返料器結構原因。循環流化床的方形水冷分離器雖然有著結構緊湊、節約鋼材、水冷不易結焦的特點，但與目前流化床機組常用的圓形分離器相比，其分離效果明顯較低。旋風分離器的分離效率可達99%以上，而方形水冷分離器的效率卻只有90%，使細的碳顆粒不能分離下來，被煙氣攜帶而走，導致鍋爐的灰循環倍率低、飛灰可燃物含量高。
可知，在循環流化床鍋爐處于最佳燃燒工況、飛灰份額相同的情況下，較低的分離效率將造成較低的鍋爐循環倍率。較低的鍋爐循環倍率造成了較低的鍋爐燃燒效率，影響了碳的燃盡程度。
3)人爐煤粒度分布偏離設計值太大。入廠煤不穩定，配煤有時采用原煤+矸石組合，有時采用中煤+矸石組合。造成人爐煤大顆粒多，煤粉多，中間顆粒少。對流化床鍋爐來說煤顆粒的粒度太粗，造成爐膛底部沉積，加大了底灰排放。通過現場對入爐煤粒度篩分試驗的結果可看出，燃煤粒度分布呈細顆粒多，大顆粒多，中間顆粒少分布；大顆粒多再加上摻燒矸石，爐膛排渣造成排渣熱損失大；煤顆粒粒度太細，分離器難以捕捉，會被煙氣攜帶而走，導致飛灰可燃物量高，不利于燃盡。
2、采取的對策
根據化驗三臺鍋爐飛灰的可燃物可以發現，綜合飛灰可燃物在14%~25%左右，三、四電場飛灰可燃物可達到45%以上。西山熱電廠鍋爐飛灰含碳量見表1。
為了降低飛灰的含碳量，提高鍋爐熱效率，為#2鍋爐增加了三、四電場的飛灰回燃系統。把三、四電廠的灰通過氣力輸灰系統從二次風管內送回爐膛循環燃燒，加大了循環灰量，改善了飛灰燃盡效果，降低了煤耗，一小時可節約燃煤0.5 t左右。
飛灰含碳量高最根本的原因是方形水冷分離器分離效率低，難以將細小顆粒捕捉到。如果想把方形水冷分離器改造為圓形的旋風分離器，難度很大，費用太高。因此，西山熱電采取了分離器內部耐磨耐火澆筑料改造的辦法，將分離器內四個角的耐磨耐火澆筑料加厚，使分離器形成一個圓形。因為增加了噸澆注料，因此，后墻頂部水冷壁集箱及返料器頂部水冷壁集箱都相應增加了吊桿。
方形分離器改造示意圖見圖2。
由圖2可知，在標高25.647 m至36.388 m的區域內的三個角，增加了將近90 t的耐磨耐火澆注料，使分離器上部形成一個圓形。
經過局部烘爐后，投入運行。經過一段時間的運行檢驗，雖然耐磨耐火澆注料減小了返料器受熱面的吸熱量，但是對于鍋爐帶負荷能力未造成明顯影響。重要的是，鍋爐峰飛灰含碳量明顯降低，飛灰含碳量可降至10%以下。分離器改造后，提高了分離器的分離效率，提高了鍋爐的熱經濟性，取得了良好的經濟效益。
3、結論
方形水冷分離器循環流化床鍋爐，有著結構緊湊、用鋼量少的特點，因其降低了返料溫度而不易在返料器中結焦等優點。但是方形分離器的較低的分離效率，也造成了飛灰含碳量高的弊端。
通過對方形水冷分離器內耐火耐磨澆注料結構的改造和增加飛灰回燃系統，可有效的降低飛灰含碳量，提高鍋爐的熱經濟性，為類似的方形水冷分離器循環流化床鍋爐提供了改造的方向。
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