山东丽村热电有限公司现有4台济南锅炉厂生产的YG-75/5.29-M12型次高温、次高压自然循环水管锅炉。该炉采用循环流化燃烧方式，有并列的两个旋风分离器组成的循环燃烧系统，其锅炉省煤器为非沸腾式，分高、中、低三级布置，均为Φ32×3.5的20号无缝钢管制成，鳍片管38排，错列布置。
该锅炉自投产以来，设备运行良好。但近两年来，由于煤炭市场价格的不断上涨，燃用的煤种已由原设计煤种由烟煤逐渐变为无烟煤，其低位发热量由原来的4550Kcal/Kg变为6000Kcal/Kg左右。煤质的变化造成锅炉效率降低、燃烧调整困难、带负荷能力下降、省煤器磨损严重、运行周期大大缩短等等问题。针对于针对于上述问题我们进行了原因分析及技改措施，通过反复试验已达到良好效果。一、锅炉效率下降的原因分析：
1、排烟量增大
该炉设计煤种应用基含炭量为48.27%、灰分31.09%、挥发份26%，而实际燃用煤为应用基含炭量65%、灰分20%、挥发份11%左右，元素成分均与设计煤种有较大偏差。而入炉煤的含炭量高灰分低，致使悬浮段物料浓度降低，循环物料量减少，返送回炉床的物料回送量也随之减小。同时由于含炭量增加，致使床层温度升高，在确保锅炉负荷不变的情况下，须加大风量，炉膛内过量空气系数增加，烟气含氧量由5.5%上升至7.5%左右，从而导致了排烟容量的增加，排烟热损失增大。
2、排烟温度升高
实际入炉煤的含炭量远远高于设计值，导致床层温度升高而被迫加大送风量，流化速度加快，使物料在炉膛内的停留时间缩短，大量未燃尽的颗粒飞出炉膛。由于流化速度的增加，使旋风分离器切向进口风速也随之增大，致使二次夹带严重，旋风分离器分离效率下降。烟气携带大量未燃尽的颗粒进入烟道，造成烟道后燃严重。同时由于无烟煤的热值高，在炉膛内燃烧放热加强，致使炉膛出口烟温升高。烟道内受热面不变的情况下，排烟温度升高，由145℃升至180℃左右，排烟热损失增大。由设计参数值可知在排烟容量不变时，排烟温度每升高10-15℃锅炉效率下降1%。
3、飞灰可燃物增大
由于无烟煤挥发份低，含炭量高，此种煤，不宜着火，燃烧速度缓慢，在原先设计的炉膛停留时间内难以完全燃烧。在循环倍率不变的情况下，飞灰可燃物增加，即不完全燃烧热损失增大，锅炉效率降低。固然燃用无烟煤会使炉膛内温度升高，加强了无烟煤的着火速度和燃烧强度，有利于煤的完全燃烧。但也由于床层温度的升高，流化速度也被迫加快，使煤粒在炉膛内的停留时间也随之缩短。并且因炉膛出口排烟温度升高，烟气粘度增强，作用在颗粒上的曳力增大，颗粒惯性分离效率降低，进入烟道内的飞灰可燃物相对增多。
二、省煤器磨损严重，运行周期缩短
1、烟气流速增加
由于煤质的变化，致使床层温度和返料温度的升高，在确保锅炉负荷不变的前提下，被迫增大送入炉内的风量，从而导致排烟容量的递增，在通流截面积不便的情况下，烟气的流速增加。由于管子的金属磨损量与烟气流速三次方成正比，故烟气流速增加，管子磨损剧烈增强。
2、烟气中的飞灰浓度增加
由于送入炉膛内的风量增大，流化速度加强，使炉膛内的物料扰动加强，颗粒间碰撞加剧，使物料颗粒度越来越小，旋风分离器越难以分离出来，并且由于流化速度的增大，使旋风分离器切向进口风速增加，分离效率下降。越来越多的颗粒被高速烟气带入烟道内。金属管子的磨损是由于管子受到烟气中飞灰颗粒的冲击和磨损作用而引起的且磨损程度与烟气中飞灰浓度的大小有关。飞灰浓度越高，灰粒与管子的冲击摩擦次数就愈多，管子磨损就越严重。同时由于飞灰浓度的增加，管子与墙壁之间越容易积灰，从而导致烟气通流截面积减小，烟气流速增大。
二、锅炉技改对策
1、提高旋风分离器的分离效率。
在影响分离效率的众多因素中，根据该锅炉的本身构造及实际运行情况，对在一定范围内中心筒直径越小，分离效率越高的因素进行反复比较论证。根据试验情况将中心筒直径由原1500mm缩小至1350mm。从而大大提高了分离器的分离效率。
2、降低省煤器的磨损。
（1）、把高温段省煤器由原膜式改为螺旋鳍片管式，改造后由于排数变少，烟气流通面积增大，烟气流速降低，可减小对省煤器的磨损，而省煤器传热系数却有大幅度提高。
（2）、在中温段省煤器增加一个管层，以确保受热面充足。
（3）把三级省煤器从坚直烟道中整体下移，以使省煤器避开烟气转向区、紊流区，减小省煤器个别部位的过度磨损。
三、前后效果对照：
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改造前 |
改造后 |
备注 |
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排烟温度 |
180℃ |
130℃ |
降低50℃ |
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总风量 |
66000m3/h |
55000m3/h |
减少11000m3/h |
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返料温度 |
1035℃ |
1010℃ |
降低25℃ |
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一次风机电流 |
15.3A |
14.3A |
减少1A |
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二次风机电流 |
14A |
12.8A |
减少1.2A |
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引风机电流 |
18.8A |
18A |
减少0.8A |
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锅炉效率 |
82.8% |
89% |
提高6.2% |
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带负荷能力 |
70 t/h |
80t/h |
提高10t/h |
四、改造后效益分析
1、省煤：
假设锅炉产汽量为每小时75吨（设蒸汽焓与给水焓差值为2755kj/kg）改造后锅炉效率由82.8%提高到89%，则每小时可节约标煤0.594吨，按标煤单价511元/吨、一年运行10个月计算，则由于锅炉效率提高每年可节约煤耗0.594×24×30×10×511＝218.5万元；
2、节电：
改造后风机电流总计减少3A，同上所述，按电价0.35元/KWH计算，每年可因省电而节约11.34万元；
3、检修费用及启、停炉费用：
一年减少一个检修周期和一次点、停炉至少可节约约10万元；
总上，每年约节约240万元，改造费用半年即可回收。
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