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摘要：本文重点介绍了JG-40/3.82-M型流化床沸腾燃烧锅炉在燃烧过程中，锅炉布风系统结构存在问题，使锅炉热效率较低。通过状态分析，调整改造及采用的一些措施，使锅炉效率得到了一定的提高。
关键词：燃烧结构；布风系统；改造对比
我公司有5台JG-40/3.82-M型流化床沸腾燃烧锅炉。该锅炉是由江西锅炉厂1987年设计生产的流化床沸腾锅炉，1993年投产试运行。该锅炉是80年代早期产品，锅炉的热效率低，锅炉的热效率只在68%左右，负荷调整量小，运行效果不佳。锅炉从投产到现在每年都在大修改造，但是炉料的沉积现象始终不能够彻底解决，尤其炉膛四角的沉积现象更为严重。经过对锅炉的燃烧及布风系统多年的运行分析总结，进年来，分别对流化床沸腾锅炉的锅炉布风及燃烧系统进行了优化改造，改造后，基本解决了锅炉的沉积问题，锅炉热效率提高到了70.1%，该本公司创造了可观的经济效益。
一、布风系统改造前结构及运行状况
1、布风系统改造前结构
该沸腾炉布风系统由三部分组成，既风室、布风板、风帽（见图1）。炉内布风板是安装固定风帽的基板，由4块（即1床，2床，3床，4床）组成一体，整体呈长方形。1床和
4床相连接，构成一个环型风室，使1床和4床的风能够混合在一起。2床和3床分别为单独风室，风量、风速能够单独分配单独控制（见图2）。在炉膛的前墙分别对应四台给煤机，可分别独立给煤。在2床和3床距前后墙0.8米处各布置两个排渣口，整个布风板共布置了4个排渣口。该炉的风帽有两种，一种是柱状风帽，风帽外沿均匀布置6个直径为4mm的小孔，小孔下倾角为15°。另一种是定向风帽，其帽身同柱状风帽，只是帽头有区别，定向风帽的帽头在侧面只有一个小孔，小孔直径为8mm，小孔方向面向炉膛。2床和3床全部布置柱状风帽。1床和4床环形风室布置了柱状风帽和定向风帽。中间起第一排全部为柱状风帽，第二排单数为柱状风帽，双数为定向风帽。以此类推，单排为柱状风帽，双排为定向风帽，两种風帽相混合形式组成沸腾炉布风系统。
炉膛的有效截面积同布风板有效面积，整体呈长方形，燃烧室炉墙砌筑时四角为直角砌筑。
2、布风系统改造前运行状况
锅炉从开始运行到改造前夕，锅炉运行状况一直不够理想。锅炉的运行热效率低，炉料沸腾高度不够，前床和四角炉料流化状态不好，沉积现象频繁，有时造成沉积灭炉和结焦。锅炉在点炉时尤为严重，明显体现出前床和炉膛四角有沉积死料吹不起来，造成锅炉不能够长期连续运行，每台锅炉每年因为沉积原因需灭炉达12次之多，严重影响了锅炉的经济运行，导致锅炉有效使用率较低。
布风系统改造前沉积原因理论分析
沉积原因从理论上来讲主要由于燃料颗粒团的沉降和边壁效应所至。流化床内气固流动，形成靠近炉壁处很浓的颗粒团以旋转状向下运动，炉膛中心则是相对较稀的气固两相向上运动，产生一个强烈的炉内循环运动，由于炉墙的磨檫阻力，造成沸腾层中部速度较大，而靠炉墙的四周风速较低造成沉积。在环形风室中，由于流体流动的惯性力，在布风板四角的直角处形成一个死区，此处风量小，风速低，并且布置了隔离带，引起四角流化不畅，造成四角沉积。环形风室布置定向风帽，估计有近一半的空气经定向风帽吹向炉内，在环形风室中，风量和风压一定，柱状风帽的风力还没有把炉料吹起来，就被定向风帽的来风压下。从理论上看安装定向风帽似乎有助于床层流化，但实际上却严重影响了料层的沸腾高度，造成沉积。另外，定向风帽的风直吹相临的柱状风帽，风带动炉料严重冲刷相临的柱状风帽帽体，使柱状风帽帽体损坏严重，造成风帽使用周期过短。
二、布风系统改造及改造后运行状况
1、布风系统改造的内容
根据锅炉多年来的运行状况分析，查找炉料沉积的原因，针对炉料沉积的缺陷，对原布风系统进行了优化改造。
1.1、将环型风室内的定向风帽全部拆除，换成柱状风帽，有助于四角床层流化。
柱状风帽结构：
帽身直径 40-50mm； 小孔直径?4-?6mm；
均布小孔数 6-8个； 开孔率 2.2-2.8%；
风帽阻力 1200-1800Pa 冷态小孔风速 30-34m/s；
小孔与水平向下倾角 0°-15°；
1.2、将环形风室外缘的第一排风帽更换安装柱状风帽
在炉前墙四台给煤机前侧，将环形风室外缘的第一排风帽拆除，更换安装柱状风帽。这样可以补充环形风室及前床风量的不足，增加烟气含氧量，促进燃料的有效燃烧。
1.3、燃烧室物料流化状态由矩形火床改为椭圆形火床
将炉膛四角流化状态不佳的部位内一定数量的风帽拆除，拆除数量与前床新增风帽保持一致，以保证炉膛的燃烧面积不变，然后在炉膛四角打浇注料，使燃烧室物料流化状态由矩形火床改为椭圆形火床，消除四角沉积死区。
1.4、将布置在四周靠炉墙处的风帽的小孔由4mm扩改为5mm
由于炉墙的磨檫阻力，使靠墙的四周风速较低，燃烧室物料沉积严重。将布置在四周靠炉墙处的风帽的小孔由4mm扩改为5mm后，减少了风帽阻力，提高了炉墙四周风速。
2、改造后锅炉布风系统运行状况
锅炉的环形风室将定向风帽换成柱状风帽后，由布风板下面的来风不会产生分流，全部作用在柱状风帽上，使风量能够均匀地分散开，提高了料层的沸腾高度，达到良好的沸腾效果。
在环形风室布风板最前面新安装的一排风帽，将风帽由4mm改为5mm的大孔后，由于靠墙处的风量增大，并且缩短了给煤机与炉膛的距离，使炉内燃煤抛播的更远更均匀，消除了靠墙处的沉积现象，提高了沸腾效果。
将炉膛四角流化状态不好的风帽拆除，并打上半圆形浇注料后，消除了炉膛四角因流化不畅造成沉积的现象，投入使用后沸腾效果良好。
锅炉的布风系统经过上述改造后，并经过近一年的运行，炉料沉积现象基本消除，流化状态良好，锅炉能够长时间连续稳定运行。
三、锅炉的布风系统改造前后经济效益对比
锅炉的布风系统在改造前由于环形风室布置了一定数量的定向风帽，定向风帽吹向炉内风压干扰柱状风帽的向上风力，并且柱状风帽的设计数量不足，严重影响了炉料的沸腾高度。由于沸腾高度不够，燃烧的炉料只在约70%的锅炉炉膛内燃烧，浪费了沸腾段有效使用空间，锅炉的热效率只在68%左右，改造后由于提高了炉料的沸腾高度，热效率提高到70.1%，提高了2.1个百分点，起到了节能增效的目的。
改造前由于锅炉前墙和炉内四角沉积等原因，经常造成灭炉事故发生。改造后锅炉的沉积现象基本消失，锅炉运行正常。
据统计，每台炉每年上网电量1500万kw。锅炉的热效率提高了2.1%，其电量为31.5万kw。如果每度电按0.45元计算，折合人民币14.18万元，去掉成本费11万元，全年共提高经济效益3.18万元。如果每台锅炉每年因为沉积原因需停炉12次，每次停炉两天，累计停炉时间折合单台炉24天。锅炉单台负荷按5000kw/h计算，则全年共可多发电量288万kw。每度电按0.45元计算，折合人民币130万元，去掉成本费104万元，全年共提高经济效益26万元。改造后累计全年带来经济效益29.18万元。
总结：
锅炉的布风系统经过上述优化改造后，既解决了炉料沉积问题，并且又带来了可观的经济效益。为我电厂的进一步发展奠定了坚实的基础。
作者简介：
陈海波，男，1971年5月出生，电厂生产技术及设备管理与维护，机电工程师，黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司虹焱热电公司。
关键词：燃烧结构；布风系统；改造对比
我公司有5台JG-40/3.82-M型流化床沸腾燃烧锅炉。该锅炉是由江西锅炉厂1987年设计生产的流化床沸腾锅炉，1993年投产试运行。该锅炉是80年代早期产品，锅炉的热效率低，锅炉的热效率只在68%左右，负荷调整量小，运行效果不佳。锅炉从投产到现在每年都在大修改造，但是炉料的沉积现象始终不能够彻底解决，尤其炉膛四角的沉积现象更为严重。经过对锅炉的燃烧及布风系统多年的运行分析总结，进年来，分别对流化床沸腾锅炉的锅炉布风及燃烧系统进行了优化改造，改造后，基本解决了锅炉的沉积问题，锅炉热效率提高到了70.1%，该本公司创造了可观的经济效益。
一、布风系统改造前结构及运行状况
1、布风系统改造前结构
该沸腾炉布风系统由三部分组成，既风室、布风板、风帽（见图1）。炉内布风板是安装固定风帽的基板，由4块（即1床，2床，3床，4床）组成一体，整体呈长方形。1床和
4床相连接，构成一个环型风室，使1床和4床的风能够混合在一起。2床和3床分别为单独风室，风量、风速能够单独分配单独控制（见图2）。在炉膛的前墙分别对应四台给煤机，可分别独立给煤。在2床和3床距前后墙0.8米处各布置两个排渣口，整个布风板共布置了4个排渣口。该炉的风帽有两种，一种是柱状风帽，风帽外沿均匀布置6个直径为4mm的小孔，小孔下倾角为15°。另一种是定向风帽，其帽身同柱状风帽，只是帽头有区别，定向风帽的帽头在侧面只有一个小孔，小孔直径为8mm，小孔方向面向炉膛。2床和3床全部布置柱状风帽。1床和4床环形风室布置了柱状风帽和定向风帽。中间起第一排全部为柱状风帽，第二排单数为柱状风帽，双数为定向风帽。以此类推，单排为柱状风帽，双排为定向风帽，两种風帽相混合形式组成沸腾炉布风系统。
炉膛的有效截面积同布风板有效面积，整体呈长方形，燃烧室炉墙砌筑时四角为直角砌筑。
2、布风系统改造前运行状况
锅炉从开始运行到改造前夕，锅炉运行状况一直不够理想。锅炉的运行热效率低，炉料沸腾高度不够，前床和四角炉料流化状态不好，沉积现象频繁，有时造成沉积灭炉和结焦。锅炉在点炉时尤为严重，明显体现出前床和炉膛四角有沉积死料吹不起来，造成锅炉不能够长期连续运行，每台锅炉每年因为沉积原因需灭炉达12次之多，严重影响了锅炉的经济运行，导致锅炉有效使用率较低。
布风系统改造前沉积原因理论分析
沉积原因从理论上来讲主要由于燃料颗粒团的沉降和边壁效应所至。流化床内气固流动，形成靠近炉壁处很浓的颗粒团以旋转状向下运动，炉膛中心则是相对较稀的气固两相向上运动，产生一个强烈的炉内循环运动，由于炉墙的磨檫阻力，造成沸腾层中部速度较大，而靠炉墙的四周风速较低造成沉积。在环形风室中，由于流体流动的惯性力，在布风板四角的直角处形成一个死区，此处风量小，风速低，并且布置了隔离带，引起四角流化不畅，造成四角沉积。环形风室布置定向风帽，估计有近一半的空气经定向风帽吹向炉内，在环形风室中，风量和风压一定，柱状风帽的风力还没有把炉料吹起来，就被定向风帽的来风压下。从理论上看安装定向风帽似乎有助于床层流化，但实际上却严重影响了料层的沸腾高度，造成沉积。另外，定向风帽的风直吹相临的柱状风帽，风带动炉料严重冲刷相临的柱状风帽帽体，使柱状风帽帽体损坏严重，造成风帽使用周期过短。
二、布风系统改造及改造后运行状况
1、布风系统改造的内容
根据锅炉多年来的运行状况分析，查找炉料沉积的原因，针对炉料沉积的缺陷，对原布风系统进行了优化改造。
1.1、将环型风室内的定向风帽全部拆除，换成柱状风帽，有助于四角床层流化。
柱状风帽结构：
帽身直径 40-50mm； 小孔直径?4-?6mm；
均布小孔数 6-8个； 开孔率 2.2-2.8%；
风帽阻力 1200-1800Pa 冷态小孔风速 30-34m/s；
小孔与水平向下倾角 0°-15°；
1.2、将环形风室外缘的第一排风帽更换安装柱状风帽
在炉前墙四台给煤机前侧，将环形风室外缘的第一排风帽拆除，更换安装柱状风帽。这样可以补充环形风室及前床风量的不足，增加烟气含氧量，促进燃料的有效燃烧。
1.3、燃烧室物料流化状态由矩形火床改为椭圆形火床
将炉膛四角流化状态不佳的部位内一定数量的风帽拆除，拆除数量与前床新增风帽保持一致，以保证炉膛的燃烧面积不变，然后在炉膛四角打浇注料，使燃烧室物料流化状态由矩形火床改为椭圆形火床，消除四角沉积死区。
1.4、将布置在四周靠炉墙处的风帽的小孔由4mm扩改为5mm
由于炉墙的磨檫阻力，使靠墙的四周风速较低，燃烧室物料沉积严重。将布置在四周靠炉墙处的风帽的小孔由4mm扩改为5mm后，减少了风帽阻力，提高了炉墙四周风速。
2、改造后锅炉布风系统运行状况
锅炉的环形风室将定向风帽换成柱状风帽后，由布风板下面的来风不会产生分流，全部作用在柱状风帽上，使风量能够均匀地分散开，提高了料层的沸腾高度，达到良好的沸腾效果。
在环形风室布风板最前面新安装的一排风帽，将风帽由4mm改为5mm的大孔后，由于靠墙处的风量增大，并且缩短了给煤机与炉膛的距离，使炉内燃煤抛播的更远更均匀，消除了靠墙处的沉积现象，提高了沸腾效果。
将炉膛四角流化状态不好的风帽拆除，并打上半圆形浇注料后，消除了炉膛四角因流化不畅造成沉积的现象，投入使用后沸腾效果良好。
锅炉的布风系统经过上述改造后，并经过近一年的运行，炉料沉积现象基本消除，流化状态良好，锅炉能够长时间连续稳定运行。
三、锅炉的布风系统改造前后经济效益对比
锅炉的布风系统在改造前由于环形风室布置了一定数量的定向风帽，定向风帽吹向炉内风压干扰柱状风帽的向上风力，并且柱状风帽的设计数量不足，严重影响了炉料的沸腾高度。由于沸腾高度不够，燃烧的炉料只在约70%的锅炉炉膛内燃烧，浪费了沸腾段有效使用空间，锅炉的热效率只在68%左右，改造后由于提高了炉料的沸腾高度，热效率提高到70.1%，提高了2.1个百分点，起到了节能增效的目的。
改造前由于锅炉前墙和炉内四角沉积等原因，经常造成灭炉事故发生。改造后锅炉的沉积现象基本消失，锅炉运行正常。
据统计，每台炉每年上网电量1500万kw。锅炉的热效率提高了2.1%，其电量为31.5万kw。如果每度电按0.45元计算，折合人民币14.18万元，去掉成本费11万元，全年共提高经济效益3.18万元。如果每台锅炉每年因为沉积原因需停炉12次，每次停炉两天，累计停炉时间折合单台炉24天。锅炉单台负荷按5000kw/h计算，则全年共可多发电量288万kw。每度电按0.45元计算，折合人民币130万元，去掉成本费104万元，全年共提高经济效益26万元。改造后累计全年带来经济效益29.18万元。
总结：
锅炉的布风系统经过上述优化改造后，既解决了炉料沉积问题，并且又带来了可观的经济效益。为我电厂的进一步发展奠定了坚实的基础。
作者简介：
陈海波，男，1971年5月出生，电厂生产技术及设备管理与维护，机电工程师，黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司虹焱热电公司。