1、锅炉概况
1.1设备简介
该锅炉为高压自然循环固态除渣锅炉，单炉体负压炉膛，呈Ⅱ布置，炉膛和尾部竖井之间有4 100 mm深的水平烟道。
炉膛上部布置屏式过热器，一级过热器置于折焰角上方，二级过热器布置在水平烟道中。过热器系统共设置两级喷水减温器，一级减温器设置在二级过热器和屏式过热器之间，二级减温器布置在一级过热器冷热段之间。减温水来自给水管路。
上级省煤器下部为尾部烟道竖井，分隔为前后两部分对称布置上、下级空气预热器和下级省煤器。前后竖井中间隔仓用作上、下空气预热器的通用道。锅炉配有两级管式空气预热器。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。
燃烧器为直流式，四角布置，采用双切圆燃烧方式，假想切圆直径∮798 mm/∮366mm．燃烧器设计参数见表1。
因设计煤种挥发分较高，灰分较大，同时发热值又较低，故一次风采用乏气送粉，一、二次风采用间隔布置。磨煤机的干燥剂由再循环风、热空气、冷空气组成，分别占49.6%、48.4%、2%，干干燥剂初温195.8℃，干燥剂量1.79kg/kg。
制粉系统采用钢球磨中间仓储式乏气送粉系统，配有2台送风机、2台引风机和2台排粉机，并配有2个粉仓，其中，甲侧粉仓供5、6、7、8、9、11号6个喷口，乙侧供1、2、3、4、10、12号6个喷口。2台磨煤机型号为350/600，出口温度70℃，每台出力为46.68 t/h。
除渣系统采用2台GBL - 4/4000×1300型刮板式捞渣机，配2台ZS50型减速机。
1.2燃料特性
设计煤种燃料特性见表2。
2、锅炉存在问题分析
2.1结渣
2.1.1一次风速高、四角切圆偏大
在80%额定负荷下，对锅炉管道一次风速进行了测试，试验中发现，9、11号测孔无法打开，因此对其他风管进行测试。测试结果见表3。
由表3中不难看出，除10号管接近额定风速25 m/s外，其他管道一次风速高于设计值4～13m/s，且这些管道之间有较大偏差。其结果势必造成四角切圆过大，炉内旋转烟气冲刷水冷壁，引起炉内结渣，这是造成结焦的重要原因之一。
一次风量大，使煤粉燃烧所需着火热增大，导致煤粉着火推迟，火焰中心上移，不仅造成锅炉主汽温升高，而且易造成锅炉飞灰、炉渣含碳量升高。
2.1.2氧量过大
锅炉负荷在310～320t/h运行时，发现炉膛内火焰发亮刺眼，炉内风量明显偏高。此时，DCS显示排烟温度甲、乙侧分别为190℃、181℃，甲、乙侧氧量分别为9%、8%，一、二级喷水量已达最大量。
过高的氧量虽然能使炉内燃料处于氧化气氛，但会使火焰中心温度升高，在实际四角切圆过大的情况下，熔融的灰渣沿墙壁下落时，很容易在炉膛四周结焦。不仅如此，氧量偏大使燃料在炉内的停留时间缩短，增大飞灰含碳量。
2.1.3煤粉粗
根据运行煤质特性（难着火、难燃尽），设计煤粉细度为21%左右，而实际测取的煤粉细度1号磨Rm为28%，2号磨R90为26%，煤粉较粗。较粗的煤粉在高速一次风带动下易因惯性引起水冷壁结渣和磨损。同时，较粗的煤粉燃尽困难，造成飞灰含碳量升高。
2.1.4捞渣机设计不合理
捞渣机刮板和链条经常破坏，炉渣卡涩，16扇关断门不能同时关闭，推杆电机经常因过负荷而损坏。而且由于炉渣不能及时排出，在炉底堆积，造成爬焦。这在一定程度上，也会引起锅炉炉膛结焦，当捞渣机设备出现故障时，不得不降低锅炉负荷。
运行中除渣机设备检修维护工作量很大，经常更换备品备件，维修费用较高。并且在检修时，曾几次烫伤检修人员，影响锅炉的安全经济运行。
2.2飞灰含碳量偏高
具体原因见2.1.1～2.1.3。
2.3烟温偏差
消除炉膛出口烟气残余旋转。采用四角布置切圆燃烧方式的锅炉，炉膛出口气流残余旋转是造成沿水平烟道宽度方向烟温、烟速严重偏差的原因之一。从炉膛燃烧所形成的旋转气流进入炉膛出口到水平烟道时，残余旋转转换成平行于烟道轴线的直线运动，由于烟气流动的惯性，将顺着圆周的切线方向前进。对于采用顺时针方向旋转的切圆燃烧气流，在炉膛中形成的旋转上升气流在流入水平烟道时，往往偏向烟道左侧，使左侧的烟气量、烟气温度均高于右侧，导致左侧传热强度高、传热温差大，从而左侧局部受热面的吸热量相应增大，左侧局部汽温升高。
3、技术措施
3.1降低烟温偏差
根据锅炉实际运行情况，将燃烧器上部喷嘴出口气流反切，以减弱和抵消由下部喷嘴形成的主旋转气流，降低炉膛出口的气流旋转强度，改善对流烟道中的烟气偏流。对燃烧系统进行了改造，将顶部二次风、上上二次风、上二次风等3层二次风喷嘴反切250。经过计算表明，采用这一方案，可有效地消除残余扭转惯量。
改造后的测试结果表明，反切后过热器进口处的烟温偏差基本消除，用光学高温计测得其值分别为941℃（左侧）和949℃（右侧）。同时，DCS温度指示也基本相同。
3.2改机械除渣为水力除渣
将原除渣设备拆除，改机械除渣为水力除渣。炉渣由高压冲灰水直接冲入碎渣机。改造后设备运行非常可靠，除渣系统简化，除渣顺利，避免了除渣设备经常故障造成的锅炉爬焦而带不满负荷问题，保证了锅辅机的稳定运行，同时检修工作量大大减少。
3.3燃烧调整优化试验
根据以上分析．，对锅炉进行燃烧调整试验。锅炉负荷调整范围为290～410t/h。
3.3.1 -次风速调整
调整后一次风速见表5。一次风速调平后，负荷变化肘通过DCS显示的管道一次风静压调整送风机和排粉风机挡板开度，一次风挡板不再参与调节。
3.3.2一次风煤粉浓度的调整
调整期间对12号粉管进行了疏通，以保证额定负荷下12个粉管全部投入。运行中对各给粉机转速调平后，采用同操控制。一次风煤粉浓度测试结果见表6。
3.3.3锅炉最佳氧量调整
在额定负荷下，为了确定锅炉最佳氧量，在氧量为3.5%、4.3%、5%3种工况下对锅炉效率进行了测试，测试结果见图1。
由图1曲线可看出，额定负荷下，最佳氧量为4.3%，与设计值基本吻合。设计工况下，额定负荷时过热器出口氧量为4.2%，70%负荷时过热器出口氧量为4.8%，考虑到锅炉结焦状况以及炉膛漏风较大，在运行中将氧量控制在4%～5%之间。
3.3.4制粉系统及煤粉细度调整
锅炉一次风量偏大，而且煤粉偏粗。因此，改变原来不用再循环风的运行方式，同时增加给煤量，改变磨煤机出力偏低和运行时间过长的问题。
磨煤机运行参数控制：入口负压约350 Pa．出、入口压差约2 kPa，再循环门开度为30%一50%，给煤量约46 t/h，出口温度60～65℃。制粉系统运行方式改进后，煤粉细度经化验分析，R90基本在21%左右，符合设计要求。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。
3.3.5二次风的调整
在一次风挡板不参与调节的情况下，不同负荷下的二次风速通过四角二次风挡板开度来控制，使其达到设计值。二次风小挡板的配风方式采用：下二次风门开度60%，中上、中下、上二次风、上上二次风门开度均控制在100%，顶部二次风门开度为50%。
运行中当需要对二次风进行调整时，可参考水平烟道过热器出口的氧量，调整送风机总风压。
3.3.6 -次风喷嘴投停优化
通过计算，该炉在70%一100%负荷范围内单只火嘴最大给粉量应控制在5.98 t/h，最小给粉量控制在4.16 t/h。若超出这个范围将会因热功率过大或过小引起结渣和燃烧不稳定。运行中，在75%额定负荷以上应投3层12个火嘴：60%一75%额定负荷停上层对角2个火嘴。
4、技术改造和燃烧调整优化效果
通过技术改造和燃烧优化调整等措施，锅炉已实现满负荷连续稳定运行，经观察炉内火焰呈现金黄色，燃烧器附近无明显结焦现象，结渣已得到了有效控制。过热器烟温偏差已基本消除，锅炉各参数符合设计要求。
捞渣机运行可靠，除渣顺利，检修工作量大大减少。
锅炉飞灰含碳量在3%左右，锅炉效率达到了91%．与设计效率相比提离了0.6个百分点，每年可节煤2 000t，节约费用56万元。
通过近两年对锅炉的综合治理，取得了较好的社会效益和经济效益。
5、结论
a．通过技术改造和燃烧调整优化试验，锅炉现已实现满负荷运行，炉内结渣基本消除。
b．锅炉一次风量大、煤粉粗、氧量大及运行方式不合理是造成锅炉结焦的主要原因。
c．将机械除渣改造为水力除渣方式是可行的。改造后设备运行可靠，除渣顺利，消除了因除渣设备故障造成的锅炉爬焦问题，保证了锅炉辅机的稳定运行，检修工作量也大大减少。
d.锅炉上三层二次风喷嘴反切250角后，过热器进口处左右两侧的烟温偏差已基本消除。
e.通过技术改造和燃烧优化调整，锅炉效率达到91%，与设计效率相比提高了0.6个百分点，每年可节煤2 000 t，节约费用56万元，取得了较好的社会效益和经济效益。
f.升降负荷过程中，燃烧稳定，锅炉最低稳燃负荷为245 t/h。
