一概述
安徽某热电厂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1994年生产，1995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。
根据企业目前锅炉存在的问题和现场实际情况，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
l 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；
l 额定蒸发量d：                      75 t/h；
l 额定蒸汽汽压力p：                   5.30 mpa;
l 额定蒸汽温度tgr：                      450 ℃；
l 给水温度tgs：                              104 ℃；
l 锅炉排污率：                              2 %
l 排烟温度θpy：                            145 ℃；
l 热效率η：                                ≥89 %；
l 飞灰含碳量                       ≤6 %
l 炉渣含碳量                         ≤2%
l 设计煤种（根据工厂提供设计煤种）
煤质元素分析资料如下表：
 名 称
符 号
单 位
设计煤种
碳
car
%
49.7
氢
har
%
1.8
氧
oar
%
4
氮
nar
%
0.7
硫
sar
%
4
灰分
aar
%
33.8
水分
mt
%
6.00
挥发分
vdaf
%
9
低位发热量
qnet,ar
mj/kg
≥18900
入炉煤粒径范围
　r90
≤10%
灰变形温度
dt（t1）
℃
1100
灰软化温度
st（t2）
℃
1130
灰熔化温度
ft（t3）
℃
1200
改造完成后的热力计算汇总：
75t/h煤粉锅炉热力计算汇总表100%load
名          称
符号
单位
炉膛
凝渣
高温
过热器
低温
过热器
高温
省煤器
高温
空预器
低温
省煤器
中温
空预器
低温
空预器
出口烟温
t''
℃
990
945
666
572
486
364
298
217
147
主受热面工质进口温度
t'
℃
275
275
318
289
185.5
215
161
120
25
主受热面工质出口温度
t''
℃
275
275
450
335
210
380
185
215
120
入口烟气速度
wy'
m/s
7.42
10
8.26
15.38
6.90
12.37
9.10
平均烟速
wy
m/s
7.54
9.6
7.84
14.15
6.54
11.49
8.45
主受热面工质平均速度
wg
m/s
10.79
16.30
1.17
5.41
0.94
7.21
6.22
主受热面积
h
m2
410
30.000
279.21
165.38
1728.15
341.33
1296.11
1300.47
附加受热面积
hfj
m2
235.04
66.73
139.84
主受热面温压
dt
℃
692.0
417.22
306.5
331
123
157
87
106
主受热面传热系数
k
kw/m2℃
0.075
0.062
0.059
0.049
0.0197
0.0420
0.0201
0.0165
总传热量
q
kj/kg
10727.0
454.2
2425.4
935.9
652.55
1207
649.2
653.2
654.21
q
kw
37167.6
1573.8
8403.8
3242.6
2261.0
4181.8
2249.5
2263.4
2267
锅炉吸热量：55874
kw
　实际传热量:
54898
kw吸热误差:
1.75%
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。
      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。
10、与炉相关联接口电气、仪表设计改造；
11、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。

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