糖厂中小型煤粉蔗渣锅炉改造的典例

全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集145糖厂中小型煤粉蔗渣锅炉改造的典例赖育华田建新唐昌猛（广西节能技术研究设计院南宁530012）1前言为了满足制糖企业的不断扩大发展对动力的需求，多年来，许多糖厂对原有锅炉进行技改以求增容或改变燃料品种。据了解，还有不少糖厂为了降低成本、节省投资，计划对原有的中小型煤粉蔗渣锅炉进行技术改造。为此，现将我院和其他单位多年来改造糖厂锅炉的典型案例作一简单介绍，以供决策参考。2糖厂锅炉改造的典型案例2.1增容2.1.1炉膛增设曝光管2.1.1.1利用炉膛两侧原有水冷壁管上部增设曝光管。此类改造图案见图1。在原炉膛两侧上部水冷壁管增加向炉膛中心突出的弯管，锅炉其余所有部件不改变。本方案是糖厂早期锅炉改造的主要形式，它的机理是增大该部两侧炉墙管的辐射系数即0.8增至0.99，从而增加辐射受热面，以求增加锅炉的蒸发量。本改造方案优点是：节省投资，施工简单。缺点：能增加辐射受热面少，一般不超过全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集14615m2，增容也低，约3t/h左右，且弯出部分的排管容易积灰。因此，此方案这几年已很少采用。2.1.1.2炉膛两侧上部水冷壁管间增加曝光排管。图2是广西南华糖业东门糖厂原2台35t/h蔗渣锅炉（梧锅产品）增容至40t/h的改造方案（2000年改）。本方案在炉膛两侧12.000米上部通过原侧水冷壁管的间隙增加Φ42×3的曝光排管（33排），辐射受热增加44.5㎡，锅炉其余构件不变。本改炉方案的优点：方案简单，施工便利，投资少，增加辐射受热面大，满足增容5t/h的要求，实践表明可达到43t/h。2.1.2加深炉膛，增大炉膛面积、容积。1996年我院成功地将广西平果糖厂原有一台20t/h煤粉蔗渣锅炉（梧锅产品）改造增容至28t/h，图3是该炉改造方案图。本方案是将炉膛往前移1140㎜，炉膛两侧各增加12排水冷壁管，并于炉膛两侧水冷壁管的上部增设曝光管。炉膛容积增加了54.8m3，辐射受热面增加42.5㎡。过热器和空气预热器的面积也适当增加，加强锅筒内部汽水分离器的分离效果，其余锅炉部件未改变。本改造方案结构简单，改炉的工作量也不大，投资也较少，但辐射受热面增幅大，达到较大增容的要求。同时，炉膛断面加大，使烟气在炉膛中的流速与改炉前基本保持一致，保证了锅炉燃烧效率。全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集1472.1.3增大炉膛的燃烧高度。图4是我院于2000年将广西桂中糖厂一台原30t/h煤粉锅炉（柳锅产品）改造为40t/h煤粉蔗渣锅炉的方案图。本方案是把原锅炉运转层以下的冷灰斗打掉，将炉膛一直延伸至0.000m层，炉膛四周水冷壁管相应延伸至底层。在标高0.800m处增设固定炉排，于前墙3.000m处布置2个喷渣器。炉膛相应增高了4.5m，增加辐射受热面53㎡。本改造同时增强锅筒汽水分离器分离效果，锅炉其它受热面不改变。本改造方案对原有锅炉改动量小，施工简便，投资也省。但增加炉膛的容积和受热面均较大，达到了较大增容的目的也改善了燃烧。本方案对于75t/h及以下具有链条炉排或冷灰斗的锅炉改造增容最为适宜。全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集1482.1.4锅炉整体增高、加长、系统改造。对于那些需要大幅度增容（50％以上）的旧锅炉改造，必须采取大手术，锅炉要升高，炉膛和尾部受热面均需要加深，锅炉要整体进行系统彻底改造。图5是我院将原25（20）t/h煤粉蔗渣炉（梧锅、广锅产品）增容至40t/h的改造方案图。广西南华东门糖厂（2台），广西廖平农场糖厂（2台），广西百色糖厂（1台）均采取此方案改造，都达到增容至40t/h的目标。本改造方案的技术要点：（1）根据增容的要求，经传热计算确定各受热面所需换热面积，下表是25t/h增容至40t/h锅炉改造前后的各受热面数据。序号受热面名称单位数据改造前改造后1辐射受热面㎡116.21982过热器受热面㎡139.7225.63对流器受热面㎡436.17124省煤器受热面㎡148289.45空气预热器受热面㎡975.11361（2）锅炉外形尺寸加大：炉膛前墙向前平移1600㎜，上锅筒标高提高4000㎜，下锅筒标高提高1500㎜，锅炉尾部炉墙向后平移800㎜。（3）原过热器采用的是高低过热器布置在炉膛出口的竖井内。由于锅炉蒸发量增加了60％，蒸汽流速大大超过规范要求，需对过热器系统进行彻底改造。本方案全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集149中，在原过热器位置布置低温过热器，高温过热器布置在炉膛出口处，凝渣管相应向炉膛前移，这样过热器管蒸汽流速比改炉前略低，减少了饱和蒸汽与过热蒸汽之间的压差，保证主蒸汽压力达到额定值。（4）锅炉辅机：鼓、引风机，二次、三次风机和除尘器等均作相应改造或更新。本锅炉改造方案系统复杂，技术要求高，施工工作量大，投资也大，但增容幅度大，效果好。该方案最适用于那些锅炉需进行大修，结合大修同时进行改造，效益更为显著。2.2改变燃烧方式在全国大部分蔗渣作为锅炉燃料烧掉，随着造纸业的发展，蔗渣已成为制纸的重要原料，一些糖厂已经或正在考虑将原有煤粉蔗渣炉改为燃煤锅炉。2000年我院将广西露塘糖厂原有一台25t/h煤粉蔗渣锅炉（梧锅产品）改造为35t/h循环流化床锅炉，设计燃料为煤60％，蔗渣（蔗髓）40％。锅炉改造获得了成功，各项技术指标均达到预期的目标，且煤与蔗渣燃料的配比可根据生产实际情况作较大的变动。图6是锅炉改造总图。本锅炉改造的主要技术要点：1．采用单床布风系统，全床点火，埋管管组为16组，每组为3根，埋管总面积为47㎡。2．锅炉锅筒标高提高1000㎜，前炉墙往前移动1050㎜，扩大炉膛容积，减少流化速度，延长细颗粒燃料在燃烧室内的燃烧时间，改善燃烧效果。3．采用单锅筒横向布置方式，取消下锅筒和对流管束。全国化工热工设计技术中心站2004年年会论文集1504．高、低温过热器分开布置，高温过热器布置在炉膛顶部（辐射传热式），低温过热器布置在炉膛出口的水平烟道上。5．在锅炉尾部竖井的上部，即尾部烟道与水平烟道的连接处布置2个下排气旋风分离器，将其捕捉下来的物料通过返料器送入燃烧室内循环燃烧，提高锅炉燃烧效率。6．为了降低烟气流速减少磨损以及能布置足够的省煤器受热面积，将锅炉尾部的前排钢柱向炉膛方向移动400㎜，后排钢柱各往左右移至与炉膛钢柱宽度一致。7．增加省煤器受热面积，减少空气预热器受热面积。8．防磨措施：⑴埋管选用厚壁管（厚7㎜），且在沿长度方向迎风面一定角度内焊上防磨肋片。⑵布风板上部的炉膛四周砌高2m硅线石耐火砖或120㎜厚的棕刚玉耐磨材料。⑶过热器迎风面及弯头部分加装防磨罩。⑷省煤器弯头布置在炉墙内，前排省煤器管迎风面安装防磨罩和烟气均流装置。9．更换锅炉辅机（鼓、引风机等）。根据我国供应的煤种情况，煤粉蔗渣锅炉改为燃煤锅炉最佳炉型为循环流化床锅炉。但采用何种结构的分离器、返料器和布置位置，要根据原有的炉型结构状况确定。3结束语对糖厂蔗渣煤粉锅炉进行改造是提高锅炉蒸发量、改善燃烧状况的一种有效措施。目前许多糖厂在经过不断扩建以后，锅炉在不断增加，而可用于扩建的场地在不断减少，通过对原有锅炉进行增容改造，不仅可以满足扩建要求，而且避免了扩建场地的问题。锅炉改造同新建锅炉相比在投资上也大为节省，特别是一些计划大修的锅炉，结合大修进行锅炉增容改造，经济性更好。此外扩建时间也大为缩短，完全能够保证在一个停榨期建成投产。在改造技术方面，经过多年的锅炉改造实践，我院目前对不同的锅炉、不同改造要求均有一套成熟的实施方案，可满足不同用户的要求。