35t/h蔗渣煤粉鍋爐增容改造實踐與效益

覃鳳泊

（廣西東糖投資有限公司，廣西南寧530022）

35t/h蔗渣煤粉鍋爐增容改造實踐與效益

覃鳳泊

（廣西東糖投資有限公司，廣西南寧530022）

廣西來賓東糖桂寶有限公司1#鍋爐經(jīng)過增容改造，蒸發(fā)量由原來的35t/h增至40t/h。改造后鍋爐運行穩(wěn)定，消除了爐膛和爐膛出口結(jié)焦現(xiàn)象，提高了出力及效率。

鍋爐；增容；改造；效率

1 前言

廣西來賓東糖桂寶有限公司于1996年擴(kuò)建到處理甘蔗量2000噸/日，配套兩臺蔗渣煤粉鍋爐產(chǎn)汽量共60t/h，隨著公司生產(chǎn)能力不斷增加，兩臺原配鍋爐越來越滿足不了生產(chǎn)用汽的需求。由于鍋爐長期超負(fù)荷運行，1#鍋爐運行十天時間就存在水冷壁和高溫區(qū)過熱器嚴(yán)重結(jié)焦而被迫停爐打焦，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。為此，2007年榨季結(jié)束經(jīng)與某設(shè)計院共同研討1#鍋爐增容改造方案并實施后，經(jīng)過多個榨季的運行實踐，取得了預(yù)期效果。

2 鍋爐改造設(shè)計依據(jù)

2.1 根據(jù)廣西來賓東糖桂寶有限公司要求，將現(xiàn)有的1臺蔗渣煤粉爐生產(chǎn)廠家為柳州鍋爐廠、型號為SHS35-2.45/400-GAI改造為蔗渣鍋爐，改造后型號為SHS40-2.45/400-G，額定蒸發(fā)量由35t/h增容到40t/h。

2.2 梧州鍋爐廠35t/h蔗渣煤粉鍋爐的有關(guān)資料。

2.3 鍋爐全燒蔗渣的運行工況。

3 增容改造方案的可行性分析

本次鍋爐改造是利用原有的鍋爐及土建設(shè)施，改造的原則是鍋爐蒸發(fā)量既要達(dá)到增容5t/h的目標(biāo)，又要盡量不破壞原有的設(shè)施，盡量減少投資，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，改造前有必要對鍋爐本體進(jìn)行校核計算分析。

3.1 爐膛容積熱負(fù)荷QV和爐內(nèi)受熱面是否有余量

經(jīng)校核計算，鍋爐蒸發(fā)量由35t/h增容至40t/h蔗渣爐后，原設(shè)計的輻射受熱面積及爐膛容積已達(dá)不到設(shè)計規(guī)范要求，并結(jié)合這臺鍋爐安裝使用多榨季來的運行工況，鍋爐全燃燒蔗渣后，爐膛和爐膛出口煙溫偏高，水冷壁管和過熱器管結(jié)焦較嚴(yán)重。因此改造決定采取抬高鍋爐爐膛高度，延長煙氣在爐內(nèi)的停留時間，但因受到鍋爐房屋頂面限制，鍋爐只能整體抬高爐頂高度1500mm，受熱面積不足部分再在爐膛左、右墻各增加12排水冷壁管，前后水冷壁管保持原狀。

3.2 汽包內(nèi)汽水分離裝置的汽水分離能力是否有余量

鍋爐汽包內(nèi)原設(shè)計共12套旋風(fēng)分離器，根據(jù)設(shè)計規(guī)范推薦值：旋風(fēng)分離器每套的平均負(fù)荷對次中壓鍋爐為3～3.5t/h，為確保鍋爐增容后的蒸汽品質(zhì)，需要增加2套汽水分離裝置。通過打開汽包測量，汽包兩端各均能安裝得下1套汽水分離裝置。

3.3 尾部煙氣流速是否在合理范圍內(nèi)

鍋爐增容后，燃料量、煙氣量都相應(yīng)增加，若尾部煙道截面偏小，煙速過快，會加快尾部受熱面的磨損和加大引風(fēng)機負(fù)荷。經(jīng)校核計算，省煤器進(jìn)口煙氣流速是12m/s，空氣預(yù)熱器進(jìn)口處的煙氣流速是13.9m/s，還滿足在設(shè)計規(guī)范推薦值10～14 m/s范圍之內(nèi)，因此，不需用對省煤器與空氣預(yù)熱器進(jìn)行改造。

3.4 水循環(huán)的安全性

鍋爐增容是在左、右側(cè)上升管各增加12根Φ51×3管子，加上原有的33根Φ51×3的管子后，其流通截面積為0.072 m2；側(cè)下降管安裝有5根Φ89×4的管子，其流通面積為0.026m2，側(cè)上集箱安裝有4根Φ89×4汽水引出管，其流通面積為0.021m2，這樣下降管與上升管的截面積比為0.36，滿足設(shè)計規(guī)范的要求；導(dǎo)汽管與上升管的截面積比為0.29，也能滿足設(shè)計規(guī)范推薦值0.2～0.35范圍內(nèi)；因此，鍋爐增容改造后，鍋爐自然水循環(huán)回路是安全的。

3.5 汽包到過熱蒸汽出口的壓降是否合理

鍋爐蒸發(fā)量增加5t/h后，要校核原有的過熱系統(tǒng)是否存在蒸汽流速過快導(dǎo)致蒸汽流動阻力過大等因素。鍋爐汽包蒸汽引出管原設(shè)計有8根Φ89×4的管子，鍋爐增容后，其出口蒸汽流速為20.38 m/s，在設(shè)計規(guī)范推薦值15～25m/s范圍內(nèi)；低、高溫區(qū)過熱器管子根數(shù)原設(shè)計分別為35根Φ42×3.5和70根Φ38×3的管子，鍋爐增容到40t/h后，低溫區(qū)過熱器蒸汽流速為32.9m/s，高溫區(qū)過熱器蒸汽流速為36.7m/s，均還在設(shè)計規(guī)范推薦值20～40m/s范圍內(nèi)。因此，鍋爐增容不必對過熱管系進(jìn)行改造，需增加的受熱面積，在鍋爐抬高的同時各管排在垂直段各加長1500mm管子即可滿足設(shè)計要求。

4 增容改造的措施

在能源消耗系統(tǒng)中，工業(yè)鍋爐占有很大的比例，據(jù)不完全統(tǒng)計年耗煤量約占我國煤炭產(chǎn)量的三分之一。煤炭是我國的主要能源，在我國能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)大的比重，因而提高鍋爐熱效率，節(jié)約能源，是我國一項十分重要的任務(wù)。因此，鍋爐增容改造既要把安全可靠放在第一位，還要考慮提高鍋爐效率，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 鍋爐外形尺寸的改造

爐膛前墻向前平移970mm；爐頂、上鍋筒標(biāo)高提高1500mm，下鍋筒垂直提高500 mm；鍋爐寬度保持不變，鍋爐爐尾部分保持原狀。

4.2 水冷壁系統(tǒng)的改造

兩側(cè)水冷壁管按原設(shè)計節(jié)距的95 mm各增加安裝12排Φ51×3的管子，其余水冷壁管用原舊管，并相應(yīng)在垂直段加長1500 mm，兩側(cè)的上下集箱是利用原舊箱在增加輻射管的部分加長1090 mm，并相應(yīng)開孔改造。

4.3 導(dǎo)汽管的改造

為保證上升管汽水混合物均勻?qū)肫?，在水冷壁?cè)上集箱加長部分各接一根Φ89×4的導(dǎo)汽管，汽包相應(yīng)開孔改造。

4.4 下降管的改造

在下鍋筒兩端各增開一個孔，并相應(yīng)連接一根Φ89×4的下降管至水冷壁側(cè)下集箱的加長部分處，確保側(cè)上升管進(jìn)水分配均勻。

4.5 汽包內(nèi)部裝置改造

在汽包兩端各增加安裝一套旋風(fēng)分離器和波形板百頁窗，保證鍋爐增容至40t/h后汽水分離的效果。

4.6 鋼柱的改造

2#～5#鋼柱接長1500 mm，1#、2#鋼柱往前平移950 mm，其他不變。柱距加大加高后，需相應(yīng)增加橫梁及拉筋加固。鍋爐爐膛兩側(cè)平臺扶梯向前增長950 mm，布置標(biāo)高適當(dāng)調(diào)整。

4.7 對流管束的改造

對流管束保留原有根數(shù)，在垂直段相應(yīng)加長1000 mm。

4.8 爐排的改造

爐排面積由原來的15m2縮小到12m2，并把原用條式爐排改換成錐形孔噴嘴式爐排。這樣改造后，提高了爐排上的一次風(fēng)風(fēng)壓，改善燃料與氧氣的均勻混合，并避免蔗渣堆積在爐排面的現(xiàn)象。

5 改造增容后的效果

鍋爐改造前、后主要參數(shù)對比表，見表1所示。

鍋爐改造后經(jīng)多個榨季正常的運行，達(dá)到了如下的效果。

表1 鍋爐改造前、后主要參數(shù)對比表

5.1 鍋爐蒸發(fā)量達(dá)到40t/h以上

鍋爐經(jīng)過多榨季的正常運行，鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量能保持在40t/h以上，其余參數(shù)均在設(shè)計參數(shù)范圍內(nèi)。鍋爐增容后，公司兩臺鍋爐產(chǎn)汽量均能滿足日榨甘蔗3600噸用汽的需求，比改前提高榨量300噸/日。

5.2 鍋爐熱效率得到進(jìn)一步的提高

鍋爐改造前排煙溫度在170℃左右，技改后排煙溫度降低到140℃左右，鍋爐排煙熱損失由原來的10.54%降低到技改后的8.37%，榨季減少燃燒蔗渣量約2500噸，效果顯著。

5.3 改善爐膛出口結(jié)焦問題

鍋爐爐膛出口結(jié)焦問題得到進(jìn)一步的改善，體現(xiàn)在鍋爐正常運行周期由技改前的15天提高到本榨季的60天。

6 結(jié)論

鍋爐改造后，經(jīng)過多榨季的運行實踐，達(dá)到了增容的目標(biāo)。鍋爐運行穩(wěn)定，消除了改造前鍋爐存在爆燃現(xiàn)象，解決了爐膛和爐膛出口結(jié)焦嚴(yán)重的問題。在這臺鍋爐改造成功的經(jīng)驗下，2008年子公司石龍公司一臺鍋爐由設(shè)計額定蒸發(fā)量65 t/h增容到80t/h，2010年子公司鳳凰公司一臺鍋爐由設(shè)計額定蒸發(fā)量35t/h增容到50t/h，2013年子公司廣南公司一臺鍋爐由設(shè)計額定蒸發(fā)量35t/h增容到50t/h，這三臺鍋爐的增容改造均采取桂寶公司1#鍋爐的改造方案，都達(dá)到預(yù)期的效果。因此，在安全條件允許、投資省的前提下，對鍋爐實施增容改造是切實可行的，也是很有成效的。

［1］林宗虎，徐通模.實用鍋爐手冊.北京：化工工業(yè)出版社，2009.

［2］李恩辰，徐賢曼.鍋爐設(shè)備及運行.北京：水利電力出版社，1991.

TS243

B

2095-820X（2016）06-03

2016-08-16

覃鳳泊（1976-），女，廣西來賓人，工程師，供熱及設(shè)備專業(yè)。