1  前言

    鏈條爐排鍋爐在工業鍋爐中應用廣泛，數量也較多，隨著鍋爐燃燒技術的發展，鏈條爐排鍋爐暴露出許多缺陷，如出力不足，煤種適應性差，爐排檢修量大，燃燒效率偏低等。近年來，隨著市場經濟的發展，生產規模的擴大，原有鏈條爐排鍋爐在出力方面遠遠滿足不了生產的要求。因此急需對鍋爐進行增容改造。由于燃燒技術的限制，鏈條爐排鍋爐在原有燃燒方式的基礎上進行增容改造有一定局限性，因此，利用循環流化床技術對鏈條爐排進行增容改造，是當前企業節能技術的重要舉措。

    近年來，為滿足用戶的要求我公司先后對30多臺10t／h—65t／h的鏈條爐排鍋爐進行增容改造，都取得很好的效果。通過燃用劣質煤、爐渣，節約了大量的優質煤，取得良好的經濟效益和社會效益。

    本文在此簡單介紹鏈條爐排鍋爐增容改造的思路和經驗。

    2  增容改造設計的總體原則

    2．1  增容改造后的鍋爐能安全穩定運行，鍋爐出力有較大的提高，一般提高30—50％，鍋爐其它參數不變。

    2．2  增容改造后鍋爐外形尺寸基本不變，且改造部份及改造投資盡可能少。

    2．3  改造設計時應組織好爐內燃燒，結合原有鍋爐的結構特性，采用合理的分離方式，將飛灰粒子回收下來，送入爐內再燃，達到提高鍋爐效率的目的。

    3  增容改造設計的具體措施

    3．1  拆除原鏈條爐排，合理布置流化床燃燒系統，組織好爐內循環。

    如果燃燒系統采用普通干布風板結構，床內排放冷渣的含碳量相對偏高，提高鍋爐效率有一定的局限性。而采用“回”型布風板機構，風帽采用圓柱型和“7”字型兩種，圓柱型風帽布置在爐底中央區，可使下落的煤粒或部分回料作上下運行；  “7”字型風帽布置在爐底四面傾斜壁面，使床內顆粒作橫向運動，從而達到內循環目的。

    這種燃燒技術能很好地利用規則不均衡配風原理，通過對爐底中央區布風板開孔率和爐底四周傾斜布風板開孔率合理搭配，增加沸騰床內物料的橫向混合，達到明顯的內循環效果，降低流化床內冷渣的含碳量，一般含炭量在l％左右。

    3．2  合理選擇布風板面積和埋管受熱面積

    一般說來，鏈條爐排鍋爐的爐排面積是同參數的流化床鍋爐的布風板面積的3—4倍。這樣就為增容改造時合理選擇布風板面積提供了方便，因此可根據燃料的特性及鍋爐容量，合理布置布風系統及埋管受熱面積。例如10t／h鏈條爐排鍋爐改15t／h流化床鍋爐，布風板面積布置4．1m2，埋管面積為14m2；20t／h鏈條爐排鍋爐改30t／h流化床鍋爐，布風板面積布置8．2m2，埋管面積為38m2。經運行檢驗都取得良好效果，得到用戶的好評。

    3．3  適當擴大爐膛面積，調整懸浮室的受熱面積

    我們在為用戶實施增容改造時，針對鏈條爐排鍋爐都具有前拱的特點，將爐膛前柱向前移動至適當位置，前墻水冷壁作相應的變化。一般要求懸浮室橫截面積大小適應，使煙氣流速控制在1．5m／S以下為宜。這樣可延長顆粒在爐內停留時間，從而達到提高燃燒效率的目的。

    同時，控制好爐膛出口溫度也是鏈條爐排鍋爐增容改造成循環流化床鍋爐設計中的重要環節，懸浮室出口溫度應維持在850℃以上，以提高整個懸浮段的溫度水千，使飛灰中的細碳粒得到充分的燃燒，降低固體不完全燃燒損失。根據實踐經驗，相同參數的鏈條爐排鍋爐輻射受熱面積一般是流化床鍋爐輻射受熱面積的1．5—2倍，即使考慮增容因素，原有的爐膛受熱面積也是相對偏多，因此為保證改造后的鍋爐爐膛出口溫度，有必要對原有爐膛受熱面積作一些調整。

    3．4  過熱器受熱面積的調整

    對于增容幅度不大的鏈條爐排鍋爐的改造，由于改造后煙氣量增加了，同時煙氣中飛灰濃度大了，過熱器傳熱系數的提高大致可以彌補因負荷的增加而引起的過熱器面積的不足，所以過熱器可維持不變。

    對于增容幅度較大的鏈條爐排鍋爐的改造，為減少投資，一般要求保留原有過熱器蛇形管，適當增加部分過熱器。當然，過熱器受熱面積布置多少，應以熱力計算：結果為準。

    3．5  調整對流管束的煙氣通道，以減少對流管束的磨損

    對有對流管束的鏈條爐排鍋爐的改造，應考慮增容引起煙氣量增大的影響。在實施鍋爐改造方案時，由于受結構的限制，對流管束不可能有較大的變動，主要是針對煙氣通道作一些必要調整，即增加煙氣通道的面積，降低煙氣流速，以減少對流管束的磨損，改造后對流管束處的煙氣流束一般應維持在8m／s以下為宜。

    3．6  增設分離器及飛灰回送裝置

    為提高改造后的鍋爐的熱效率，達到節能增效之目的，增設煙氣分離器及飛灰回送裝置，也是鍋爐改造的主要內容，收集飛灰用的分離器形式很多，主要有旋風分離器，方形分離器，百葉窗式分離器，S形千面流分離器等，選用何種分離器取決于爐子的結構及設計要求，一般旋風分離器分離效率較高，但阻力壓降很高，所占空間大，所以改造時很少采用。其它幾種分離器盡管分離效率低些，但阻力小，所占空間較小，在鏈條爐改裝成循環流化床鍋爐的設計中，增設此類分離器幾乎不影響原有受熱面積的布置，結構比較緊湊，所以均可采用，當然也可以在懸浮室出口設置U形分離燃燼段，使已逸出懸浮段的細粒子在U形段得到進一步的燃燒，只不過鍋爐熱效率低些而已。如果用戶對鍋爐效率有較高的要求，可以采用U形分離和其它分離器組合的兩級分離，以進一步減少細粒子的固體不完全燃燒損失。

    為了將分離器分離的飛灰送回爐內繼續燃燒，就必須設計飛灰回送裝置，一般包括立管的設計和回送閥的設計，立管的高度直接影響飛灰的回送效果，它主要取決于灰的入口高度，  回送閥一般可選擇L閥，U閥，十字形閥，氣墊式回送閥，選擇何種回送方式取決于能否合理將飛灰送到爐內繼續燃燒。

    3．7  尾部受熱面的調整

    一般來說，鏈條爐改同容量流化床鍋爐，增加了埋管，除懸浮室面積偏多外，其余部分受熱面滿足要求，甚至有超負荷的可能，因此在改造設計中，應根據增容幅度的大小，通過熱力計算來確定增加相應的省煤器面積。同時應考慮因增容帶來煙氣量增加之影響，適當增加尾部煙氣通道，使煙氣流速保持在較為合理的范圍，對鋼管省煤器來說，煙氣流速控制在7—8m／s以內；對鑄鐵省煤器來說，煙氣流速控制在u—12m／s以內為宜。

    由于鏈條爐排改流化床鍋爐后，一般不需要熱風，加上原來的空氣預熱器都運行了幾年，不可避免存在堵塞、腐蝕和磨損等現象，故可將原有空氣預熱器拆除，排煙溫度可通過增加省煤器面積來控制。

    對鍋爐容量較大(≥35t／h)、壓力較高(≥3．8MPa)的鏈條爐排鍋爐，考慮到壓力高時蒸發吸熱量相對較小，尾部受熱面可布置少些，同時給水溫度相對較高，所以不宜過多地增加省煤器的面積，需要保留空氣預熱器，采用肋片式內螺紋鑄鐵管空氣預熱器比較經濟，在相同的煙氣工況下，其傳熱系

數是普通鋼管式空氣預熱器的兩倍，使用壽命也較長。

    3．8  鍋爐增容后對其附屬設備、系統的影響及采取措施

    3．8．1  鍋爐增容后，由于流化床鍋爐對鼓、引風機壓頭要求較高，所以改造后，鍋爐的鼓、引風機應根據阻力計算結果重新選型。

    3．8．2  輸煤系統上應增設適合流化床燃煤粒度0—8mm的振動篩及相應的破碎機。同時還需要增加爐前給煤機。

    3．8．3  鍋爐增容后煙氣量、煙氣濃度都增加了，原有除塵器顯然達不到設計要求，應同鍋爐同期改造。

    3．8．4  熱工、電氣等也應根據需要作相應的變動。

    4  改造實例及經濟效益分析

    4．1  改造實例

我司已改造成功30多臺鏈條爐排鍋爐，經運行檢驗，改流化床鍋爐后，節能增效明顯，鍋爐熱效率較原鍋爐提高了8—10％；煤質適應性廣，通過摻燒鏈條爐渣，節約了大量優質煤，下面是我司已改造的幾臺有代表性的鏈條爐在燃用煤種、鍋爐熱效率、鍋爐容量等方面的對比：

 注：青海海北電廠地處青海高原，海拔3200m，大氣壓為517mm汞柱

  4．2  經濟效益分析

  以青海海北電廠45t／h拋煤機鏈條爐為例進行分析

    4．2，l  鍋爐效率提高后的節煤潛力

    原拋煤機鏈條爐排出的爐渣，發熱量為2919kcal／㎏，含碳量尚有31．9％，根據同類型鍋爐的運行情況，其熱效率只有65％左右，改循環流化床鍋爐后，65t／h出力時的熱效率為78．5％，較原鍋爐熱效率提高了約8～10％。

  每年可節約原煤約8850噸(按6000小時計)

    4．2．2  鍋爐摻燒鏈條爐爐渣后節能潛力現燃燒的煤是摻入l／3爐渣的沉煤(煤：渣—2：1)，煤的發熱值約為4000Kcal／Kg，65t／h出力時耗煤量為14．56t／h，其中1／3是爐渣，即每小時燃燒4．85t／h，每年燃用爐渣為2．9×104噸，相當1．54×104原煤。

4，2，3  以上兩項總計，每年節能增效約300萬元，即用2年時間就可回收單臺鍋爐改造費用。 

文章作者：朱德輝  李奉  陳應明(江西鍋爐廠  330001)