長城鋁業公司熱力廠原有211-75/39型鍋爐5臺，均是哈爾濱鍋爐有限公司的早期產品；額定出力75t/h，過熱蒸汽壓力3.82MPa，過熱溫度450℃，系中壓粉煤鍋爐。鍋爐前墻布置3只雙蝸殼式燃燒器，兩側墻各布置一臺馬弗爐用于點火和助燃。在本次技術改造前存在的主要問題有：在燃用義馬煤摻燒10%鶴壁小窯煤的情況下，長期存在過熱器區域結焦積灰嚴重、過熱器后煙溫偏高、主汽溫嚴重超溫，且運行時燃燒器出口有黑龍、著火滯后、火焰上抬、燃燒穩定性差，特別是煤質較差或混煤木均時，燃燒更不穩定，因此造成鍋爐熱效率低、出力嚴重不足(45—50t/h)。有鑒于此，長城鋁業公司熱力廠將“211—75/39型鍋爐恢復出力”列為重點科技招標項目，對其中1號爐實施技術改造，重點是改用普華PW-I型煤粉燃燒器。文中就其改造效果進行總結評述和分析，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生物質顆粒燃料。
1、改造目標與方案
改造的目標如下：
(1)鍋爐在額定參數為75t/h下長期安全、穩定運行；煤質為：義馬煤摻和小窯無煙混煤。
(2)鍋爐熱效率r7 =91%以上，鍋爐燃燒效率，7 r=96%（不低于94%）。
(3)不發生危及鍋爐正常運行的結渣（焦）現象。
經過充分調查研究和測試分析，認為影響鍋爐正常運行的關鍵原因是燃燒器結構與布置不合理：前墻單線布置3只雙蝸殼式旋流燃燒器，造成火焰集中、燃燒器區域熱負荷過高、火焰溫度高，致使低熔點煤易在該域內結焦。同時它們離側墻壁較近，易使擴展的火焰沖墻結焦。該燃燒器在運行中火焰擴展度較大，難以調節，燃燒高揮發份的煤時，火焰靠近噴嘴，噴口區溫度較高，火焰也較長。在燃燒器出口處，一、二次風旋流很強，較粗的煤粉也易穿過空氣甩出，進入貧氧燃燒區，甚至甩至燃燒器附近壁面，從而產生結焦。此外，用馬弗爐點火和助燃使爐內空氣動力場紊亂，馬弗爐區域也經常結焦。因此提出以下改造方案和措施：
(1)采用哈爾濱普華中心專利產品PW-I型粉煤燃燒器替換原雙蝸殼式燃燒器，并采用4臺燃燒器兩側墻對沖布置方式，燃燒器標高下移，以便使燃燒穩定，火焰集中，減輕鍋爐結焦，同時使火焰中心下移，降低爐膛出口煙溫，減輕過熱器前結渣現象。
(2)作為配套措施，分別用4根∮299 x 10的管子作為一次風管送粉，另外設置4根∮219x6的管子作為三次風管，制粉系統為鋼球磨中儲倉乏氣送料。同時，更換送風機，提高風壓，保證燃燒器二次風達到設計風速。
(3)取消點火用馬弗爐，采用重油電子點火技術，并增設火焰強度監測系統。
普華PW-I型粉煤燃燒器的結構簡圖如圖1所示。該型燃燒器的結構和運行特點如下：一次風攜帶煤粉經由蝸殼以旋流方式進入燃燒器內，三次風也經蝸殼進入，且產生的氣流旋轉方向與一次風相同；二次風分為兩路，一路以直流方式進入燃燒坑道，另一路則分為三級由噴嘴分別送入一、三次風所形成的旋轉煤粉氣流中，三級噴嘴每級4只，均順著氣流旋轉的切線方向交錯布置，兩路二次風均可通過風門進行調節。這樣煤粉氣流經多級旋轉，其旋流強度不斷增強，同時因風溫逐級升高，可使煤粉得到良好預熱，較好地改善了煤粉氣流的著火條件，同時火焰剛性也得到了增強，有利于煤粉的燃燼，從而減少了結焦的可能性。此外，該型燃燒器還具有較好的調節性能。
2、改造前后效果對比
在鍋爐改造前后的運行記錄中各取6組數據（從1h～6h）對比如表l。表中還列出了同期未燃炭損失和鍋爐熱效率的實測結果。
表中可見，在燃用相同煤種時，改造后鍋爐出力和熱效率有明顯提高。經4個月的運行考核證明：改造后雖然熱風溫度有所降低，但鍋爐仍然能在3.8~3.9MPa、430—450℃、70~75t／h負荷參數下長期穩定運行，過熱器無超溫跡象，燃燒可控性好，燃燒效率明顯提高，結渣與結焦明顯減輕。基本達到了改造目標要求。
3、燃燒區域動力場與熱場的測試分析
改造后分別就該爐冷態動力場和熱場進行試驗測試，圖2為冷態動力場測試結果。從測試結果可以看出：
(1)燃燒器出口處氣流的回流區深人燃燒器噴口內，與燃燒器的冷態空氣動力場的噴出口段相吻合。
(2)各燃燒器的射出氣流充滿爐膛截面，各氣流相互干擾小。
(3)爐膛貼壁處氣流上升速度為0.6—1.5 m/s，根據以往的經驗，貼壁處氣流速度小于2m/s時，將不會產生火焰沖墻，可防止壁面結焦。
(4)爐膛中間部位，燃燒器射出氣流仍維持一定的速度，這對爐膛充滿以及保證燃燒后期混合是有利的。
由此可得出結論：PW-I型燃燒器采用兩側墻對沖布置時，爐內氣流工況是良好的。
為了考察PW-I型燃燒器的燃燒穩定性，在實施改造前還在該鍋爐上進行了單個燃燒器試驗，即采用一只同功率的PW-I型燃燒器替換原前墻布置的3只雙蝸殼燃燒器中中間的一只。圖3、4即是試驗期間采用紅外熱成像儀測得的兩種燃燒器出口火焰中心區域的溫度場試驗結果。比較圖3、4可以看出：采用PW-I型燃燒器后，燃燒發展迅速，火焰溫度高，火焰短而粗，高溫區大，火焰溫度梯度大，靠近水冷壁區域溫度低，從而使燃燒區域的輻射傳熱得到了加強，并為燃燒低灰熔點煤時防止結渣創造了條件。此外，在試驗中當人為切斷爐膛兩側的雙蝸殼式燃燒器，僅用一只PW-I型燃燒器燃燒的情況下，仍能長時間獨立地維持燃燒，且火焰結構穩定。而當切斷試驗燃燒器和一側雙蝸殼式燃燒器時，另一側雙蝸殼式燃燒器在很短時間內即滅火。由此證明，PW-I型燃燒器的著火與燃燒性能確實優于原雙蝸殼式燃燒器，這是能取得以上改造效果的根本原因。
4、結論
(1)按改造方案，對211-75／39型煤粉鍋爐（1爐）實施了技術改造，改造后鍋爐運行狀態具有明顯改善，鍋爐出力和熱效率基本達到改造目標要求。
(2)對于211-75／39型煤粉鍋爐，采用4只哈爾濱普華PW-I型燃燒器沿兩側墻對沖布置方式，替代原設計的前墻布置3只雙蝸殼燃燒器方式，可明顯改善風煤混合狀況，強化著火和穩定燃燒，并能提高爐膛內氣流充滿度，從而提高燃燒效率和鍋爐熱效率，且能有效防止水冷壁及過熱器區域的結焦（渣）和積灰。
(3)試驗測試和運行狀況對比表明，燃燒器改型是成功的，其結果可為今后同類型鍋爐的改造提供借鑒，富通新能源不但生產銷售生物質鍋爐，而且還大量銷售可以供生物質鍋爐燃燒使用的秸稈顆粒燃料和楊木木屑顆粒燃料。
相關生物質鍋爐顆粒機產品：
1、生物質蒸鍋
2、秸稈壓塊機
3、木屑顆粒機
