针对通化地区煤源严重不足和煤炭用量迅猛增加的问题，二道江发电公司掺烧蕴藏丰富且价格较低的褐煤。7号炉原设计燃用长白山劣质烟煤，采用热风送粉制粉系统。由于褐煤属易燃易爆煤种，与原设计煤种差异较大，掺烧后制粉系统防爆与干燥出力问题，以及送粉系统的防爆、燃烧器烧损和锅炉严重结焦问题非常突出。因此，对7号炉进行制粉系统改造。改造工程于2006年12月份完成，试验结果表明，制粉系统防爆能力、干燥能力大幅提高，燃烧器区域未见严重结焦现象，应用效果良好，至今未发生一起爆炸事故，而且锅炉效率基本未变，改造后的7号炉能够大比例掺烧褐煤，能够适应特性差异挥发分较大的煤种。
1、设备概况
1.1锅炉本体
二道江发电公司7号炉为HG-410/9.8 -YM12型锅炉，属于超高压、单锅筒自然循环、集中下降管、倒U型布置的煤粉炉，无中间再热器，排渣方式为固态排渣。1992年6月6日投产运行。尾部竖井烟道中交错布置着上级省煤器、上级空气预热器、下级省煤器和下级空气预热器。烟气经电除尘器除尘净化后排人烟囱。过热蒸汽温度通过调整I、Ⅱ级喷水减温器的喷水量的大小来调节，其中I级喷水减温作为粗调，Ⅱ级喷水减温为细调。30码期期必中生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1.2燃烧系统
锅炉采用正四角切向布置的燃烧方式，在炉膛中心形成的假想切圆直径为∮1060 mm，共有12个单支容量为12t/h的煤粉燃烧器，分上、中、下三层布置。其中，上层设有4个直流煤粉燃烧器，中、下层各布置4个双通道煤粉燃烧器。另外，还设有一层向下倾斜70的三次风喷口。
锅炉配有两套钢球磨煤机中间储仓式制粉系统，并配有两台排粉机，原设计采用热风、温风、冷风为干燥介质，热风温度设计为352℃，温风温度设计为155℃，送粉方式采用热风送粉。制粉系统设计参数见表l所示。
2、主要技术改造
2.1掺烧褐煤主要问题及主要技术措施
中储式制粉系统运行时其煤粉浓度均处于易爆范围，而且设备繁多、结构特殊、管路复杂，不可避免的存在积粉部位和流动死区及其引发的阴燃。并且褐煤挥发分较高，易燃易爆。同时，水分又高，制粉系统干燥出力严重不足，磨煤机出口温度经常低于50℃，低于煤粉露点温度，粉仓温度在45℃左右，煤粉极易粘结在磨煤机入口、制粉系统管道、粉仓等设备上，因此，大大增加了煤粉自燃、爆炸的几率，制粉系统防爆、干燥问题最为突出，亟待解决。
另外，当锅炉采用热风送粉时，一次风粉混合风温为230℃左右，而褐煤挥发分析出最低温度120℃，混配褐煤后一旦发生煤粉沉积或管道风速过低，一次风管道将存在安全隐患。采用双通道煤粉燃烧器燃用高挥发分褐煤时容易造成燃烧器喷口烧损、喷口附近结焦等问题。
要想实现大比例掺烧褐煤，必须同时解决制粉系统爆炸、干燥出力不足以及一次风送粉系统爆炸与双通道燃烧器烧损、燃烧器区发生严重结焦的的技术难题。因此，提出了大幅度降低氧气浓度，消除制粉系统爆炸条件，抽取转向室处中温炉烟作为干燥介质，并对热风送粉系统加入调温风的技术方案。
2.2计算结果
2.2.1制粉系统改造计算
1)设计煤质。根据地煤特性和霍林河褐煤特性，具体见表2所示。以7号炉褐煤掺烧比例50%为依据进行制粉系统改造计算。
2)制粉系统计算。制粉系统进行了中温炉烟改造设计，主要设计参数见表3所示。
2.2.2送粉系统改造计算
锅炉原设计采用热风送粉方式，热风温度为352℃，当掺烧易着火和燃尽的褐煤，过高的风粉混合温度会对锅炉运行带来安全隐患。为确保掺烧褐煤后燃烧器的安全，减少锅炉结焦因素，将制粉系统原有的热风送粉系统改造为“热风+温风”方式送粉系统。设计计算主要参数见表4所示。
3、试验结果
3.1提高干燥出力试验
3.1.1低负荷下干燥出力试验
磨煤机额定出力为45 t/h，制粉系统在雨季单烧烟煤或掺烧30%褐煤时，磨煤机出口温度经常低于50℃，甚至有时严重影响锅炉出力。从表4可知，在机组负荷75MW下，当l号给煤机转速从290r/min下降到220 r/min时，磨煤机出力从59 t/h下降到40 t/h，同时磨煤机出口温度从55℃上升到67℃，提高幅度最大为12℃。试验结果表明，给煤出力满足制粉系统改造设计条件时，制粉系统干燥出力得到大幅提高。试验时具体数据见表5所示。
3.1.2大负荷下干燥出力试验
当机组负荷从75MW增加到1OOMW时，中温炉烟温度升高了46℃，热风温度升高了28℃。在煤质以及运行方式变化不大的情况下．2号磨煤机出口温度提高16℃。
3.2磨煤机入口负压与制粉系统末端氧量关系试验
在电负荷75MW、给煤量57 t/h下进行试验，试验结果见图l和图2所示。
由图l可知，当磨煤机入口负压从500 Pa增加到850Pa时，中温炉烟流量从33 700m3/h增加到49118m3/h，制粉系统末端氧量由17.5%至15.6%，呈明显下降趋势。
在额定给煤量下，实测磨煤机通风量约为110000m3/h，高出最佳通风量96479.5m3/h14000m3/h，说明目前磨煤机通风量很大。
3.3投用温风系统试验
7号炉原设计为采用热风送粉方式，改造后采用“热风+温风”送粉方式。图3对比了两种不同方式对一次风温度影响程度。
由图3可知，同样条件下，当温风门和热风门开度均为50%时，热风温度从325.5℃下降到265.5℃，一次风温从205℃下降到168℃，降低了37℃；当温风门全开，热风门全关时，热风温度平均温度从337.5℃下降到183℃，一次风粉平均温度从208℃下降到109℃，降低了100℃左右。一次风粉温度的大幅降低能够避免一次风管道着火爆炸、燃烧器附近结焦和燃烧器的烧损。
3.4锅炉热效率对比分析
在投入中温炉烟系统以及温风送粉系统的条件下，进行7号炉掺烧褐煤和单烧地煤的锅炉热效率对比试验。由表6分析可知，工况一实测锅炉热效率比工况二高出0.96个百分点。排烟温度工况一较工况二高5.46℃。
4、结 论
1)投入中温炉烟系统，提高磨煤机出口温度5—10℃，改善制粉系统干燥出力。
2)投入中温炉烟系统，制粉系统末端氧量从20.5%左右降低到16%左右，下降约4个百分点，提高了制粉系统防爆能力。
3)投用温风系统，一次风温度最大下降幅度约100℃．提高了送粉系统和燃烧器的安全性。
4)在机组负荷为85MW、掺烧褐煤50%、投入中温炉烟系统、采用“热风+温风”送粉方式的工况下的锅炉热效率比同样负荷、单烧地煤、未投中温炉烟系统、采用热风送粉方式的工况的锅炉热效率高0. 96个百分点。
5)通过改造，7号炉实现了大比例掺烧褐煤的目标。既可燃用地煤，又可燃用混煤，7号炉对煤种的适应能力增强。30码期期必中生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
5、技术指导
1)地煤和褐煤按照1:1比例进行混配。
2)投人中温炉烟系统时，关断门、调节门保持全开，同时调节再循环开度和热风门开度将磨煤机入口负压保持在800Pa左右，该负压下对应制粉系统末端氧量约为16%。
3)磨煤机出口温度在60～70℃之间。
4)掺烧褐煤后，为保证机组的安全运行，1号制粉系统给煤机转速保持在140 r/min一190 r/min，2号制粉系统给煤转速适合保持在200r/min～260 r/min，给煤量控制在40 t/h~ 50t/h之间，保证磨煤机出口温度不低于60℃，粉仓温度不低于55℃。
5)送粉系统在单烧地煤时可保持热风门全开，温风门全关，掺烧褐煤时，温风门全开。
6)磨煤机启、停及断煤时，最易发生爆炸，上述条件下都应保证制粉系统有适量炉烟。如制粉系统启动时，应先投运抽热炉烟系统；制粉系统停运时，应最后关闭抽热炉烟系统；制粉系统发生断煤时，及时调整磨煤机入口负压，维持一定量热炉烟，开大冷风门。
