75吨锅炉技术改造方案

宜宾天原热电厂
WG75/5.30旋风锅炉
改四角喷燃煤粉液态排渣锅炉工程技术改造方案
重庆市节能技术服务中心
重庆渝经能源技术设计研究院
二○一一年四月
一概述
宜宾天原热电厂WG75/5.3旋风锅炉为武汉锅炉厂的早期旋风锅炉，液态排渣、平衡通风、全钢构架支吊结构次高压自然循环煤粉锅炉，于1992年生产，1993年建成投运。

锅炉目前运行状况为：燃烧不稳定，下部结焦严重，析铁严重，炉膛水冷壁爆管严重，炉膛密封性能差。

为解决上述问题，拟在今年大修期间对其进行技术改造：将旋风液态排渣改为四角喷燃液态排渣，通过详实的热力计算，达到确保锅炉负荷、降低飞灰和底渣含碳量，降低漏风系数以提高锅炉热效率及运行稳定的目的。

重庆渝经能源技术设计研究院根据企业目前锅炉存在的问题和现场实际情况，于2011年2月28日派专家到现场进行收资和实地诊断后，提出对锅炉进行改造的、先进的、成熟可靠的技术方案，改造后的锅炉：设计蒸发量75t/h，确保蒸发量75t/h，蒸汽压力5.30MPa，蒸汽温度450℃，底渣含碳量≤3%，飞灰含碳量≤8%，排烟温度≤150±5℃。

二、技术方案介绍：
根据锅炉目前现状，结合甲方目前需要大修的内容，提出如下的改造大修方案：（一）甲方本次需要大修的内容如下：
1、更换所有的水冷壁管子，包括下降管。

2、后下级空气预热器更换。

3、过热器省煤器不动。

4、顶棚更换。

5、相应炉墙及保温。

（二）改造及大修方案
1、水冷壁更换为膜式水冷壁，确保密封性能。

2、重新设计并布置炉膛水冷壁，底部标高下降到3.5米，炉膛截面根据要求需要布置为上部截面5.5x4.6米，下部截面为5.5x5.5米。

3、重新设计布置排渣通道。

4、重新设计布置燃烧器（其中燃烧器喷口为两层一次风、两层二次风、1层三
次风共5层，布置形式与#4炉类似），增加粉管8根，二次风分风箱4个；煤粉仓改造，增加8台给粉机。

5、根据热力计算结果，确定后级空气预热器受热面积，确保排烟温度
140-145℃。

6、相应的炉墙及保温。

7、相应的钢架平台。

（三）、改造后锅炉选定的主要参数及技术指标
●燃烧方式：四角直流喷燃、浓淡型稳燃腔煤粉燃烧器、切圆燃烧、液态排
渣、平衡通风；
●额定蒸发量D：75 t/h；
●额定蒸汽汽压力P： 5.30 MPa;
●额定蒸汽温度t gr：450 ℃；
●给水温度t gs：104 ℃；
●锅炉排污率： 2 %
●排烟温度θpy：145 ℃；
●热效率η：≥89 %；
●飞灰含碳量≤6 %
●炉渣含碳量≤2%
●设计煤种（根据工厂提供设计煤种）
改造完成后的热力计算汇总：
四、改造主要内容
根据甲方要求结合现场锅炉实际情况，我方根据详实的热力计算结果，提出如下改造内容：1、燃烧系统重新设计、制造、安装；2、炉膛膜式水冷壁全部重新设计、制造、安装；3、高过前设置凝渣管；4、低温段过热器面积按需改造；5、未级空气预热器按新设计更换；6、排渣系统的重新设计更换；7、炉本体相关的风烟管道设计制作更换；8、保温及耐火材料设计制作改造；9、与炉相关联接口电气、仪表设计改造；10、整体调试。

1、燃烧系统重新设计：
根据热力计算结果，煤粉消耗量13.64吨/小时，低于钢球滚筒磨煤机储备系数15%，制粉系统不再变动。

根据热力计算结果，送风机送出风量不低于74336Nm3/h，考虑储备系数1.1后风量为81770Nm3/h，全压800mmH2O。

一次风喷口采用浓淡型稳燃腔煤粉燃烧器：该燃烧器由华中科技大学煤燃烧国家重点实验室研制：稳燃腔煤粉燃烧器作为电站锅炉的主燃烧器，其特点是将一次风喷嘴设计成一种短而小的空间有限的腔体，集中布置，将非流线型的钝体置于腔体内，利用腔体和钝体的作用，增大高温烟气回流量，提高煤粉气流的湍流强度，强化煤粉气流与炉内高温烟气间的热质交换，改善煤粉的着火条件。

应用中还可在燃烧器入口前的直管段内加装三角形滑块，将一次风来流中的煤粉进行浓淡分离，并与稳燃腔燃烧器形成的流场有机地结合，达到更好的稳燃效果。

稳燃腔煤粉燃烧器获国家发明专利，现已在国内多家电厂的30余台65~670t/h锅炉上得到了广泛的应用，给这些企业带来了显著的经济效益。

该项技术1999年获得教育部科技进步二等奖。

应用结果表明，该燃烧器煤种适用于烟煤、贫煤、无烟煤以及劣质煤和混煤；稳燃能力强，四角切圆煤粉燃烧锅炉负荷可降至额定负荷的40~50%稳定运行；可提高锅炉效率1~5%；燃烧器使用寿命保证一个大修期（2~3年）；操作人员的运行方式不变。

由于排渣方式为液态，要求燃烧区域及炉膛容积热负荷增加，风煤配比相应变化，一二次风间距适当调整，以利于煤粉燃烧，调整燃烧器假想切圆，调整上下二次风配比；在炉膛中部偏上位置设置卫燃带，标高9米以下管子上设置Y型抓钉后全部浇注铬刚玉浇注料。

通过上述改进后，可确保液态排渣形成，9米截面出口处烟气温度达到1760℃，炉膛出口处烟气温度达到990℃，氮氧化物排放控制在400mg/m3。

2、炉膛水冷壁撤除后按新设计进行；
根据燃烧器及液态排渣需要，重新设计水冷壁：水冷壁拐点标高为3.4m,排渣口为300*400，集箱、连接管等重新设计。

3、高过前设置凝渣管；
由于炉膛出口烟气温度达到990℃，高温过热器区域有结焦的可能，将后墙水平烟道下的管子抽出作为凝渣管使用，穿出顶棚后汇入集箱，通过连接管进入锅筒。

原后墙上部水平烟道处管子间密封采用12Cr1MoV扁钢进行（用碳钢密封，管子跟部壁温超温）。

4、低温过热器：
根据现场实际运行，低温过热器纵向16排改为10排，利用原有管子进行改制。

5、空气预热器按新设计更换；
1）、未级空气预热器采用钢管式空气预热器，立式布置，管子数量3280根φ50x2，横向节距75mm，纵向节距50mm，管子长度3.4米，材料铐登钢。

2）、烟气进口处管口增加防磨套管，空气侧采用密封装置，以防空气短路，因此，空气预热器的利用系数较高。

3）、烟气入口流速9.2m/s，平均流速8.6m/s，空气平均流速6.22m/s。

6、排渣系统的重新设计、制造、安装；
根据液态排渣特点，布置适合液态排渣相适应的排渣室，排渣产生的废气通过管道引至引风机出口。

7、炉本体相关的风烟管道设计制作更换；
8、根据改造后燃烧器的接口及原有风煤管道，增加三次风、二次风、一次风、煤
粉等管道，相应增加部分吊架及支撑件，增加粉管8根，二次风分风箱4个；
煤粉仓改造，增加8台给粉机。

9、保温及耐火材料设计制作改造；
由于改为液态排渣，炉膛下部9米以下全部浇注铬刚玉浇注料，浇注厚度为
80mm，为确保浇注寿命，在膜式水冷壁鳍片上焊接”Y“形抓钉，材质为Cr25Ni20；相应膜式水冷壁及连接管道的外保温及护板。

炉膛水冷壁更换后，保温和密封，凝渣管穿棚处保温及密封，连接管的保温密封。

两组低温过热器更换后顶棚及集箱的保温。

燃烧系统改造后的风、煤管路保温。

末级空气预热器改造完后的保温、密封。

9、与炉相关联接口电气、仪表设计改造；
10、整体调试：
根据改造后的燃烧器要求，需对炉内空气动力场进行冷态调试、燃烧调整试验。

四、投资估算
75t/t旋风煤粉炉改75t/h液态排渣煤粉锅炉投资估算
六改造工期（合同签订后）
1设计工期 10天；
2主要受压设备订货及制作最长工期45天；
3安装：（设备、材料到场后从进场之日起计算）拆除10天；本体安装30天（进行水压试验）；筑炉、保温、电气、仪表及辅机安装25天；烘炉、煮炉10天；
分项调试、冷态试验5～7天；试运行3～7天；总计安装时间90天。

改造工程总工期（含设计、订货、拆除、安装、调试及试运行）145天。

重庆渝经能源技术设计研究院
2011年4月3日。