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第一部分 鍋爐低負荷運行風煙系統分析
一、150t/h循環硫化床鍋爐風煙系統基本情況
鍋爐風煙系統
鄂爾多斯市寶恒煤焦電有限責任公司2臺設計負荷為150 t/h循環流化床鍋爐風煙系統示意圖如圖1-1所示。
循環流化床鍋爐由于自身燃燒特點，使得其風煙系統與其它鍋爐有很大區別，風機數量多，壓頭差異大，管路結構復雜。鍋爐的一次風的主要作用是作為床料的流化風以及為燃料初期燃燒提供氧量，需要克服布風板阻力、料層阻力，因此，一次風機需要壓力高，流量大。二次風的主要作用是為燃料燃燒提供后續氧量，進入爐膛加強爐內空氣擾動，實現燃料的分級燃燒和充分燃燒。一、二次風經通風機升壓后分別進入空氣預熱器，一次風經過兩個行程后進入爐膛底部水冷風室，通過布風板上的風帽使床料流化。另一路一次風機出口至爐前給煤機密封作用。二次風經過一個行程后，出口進入兩側風管，通過布置燃燒室四周分上、中、下進入爐膛，為分段燃燒提供空氣。表1-1 為該鍋爐配套各通風機性能參數額定值。
表1-1 鍋爐風煙系統各風機性能參數設計值
一次風的作用主要是使床料保持處于良好的流化狀態，且提供燃料燃燒所需的氧氣。二次風的主要作用是增大煙氣的攏動，減少爐膛內的熱偏差，從而降低床溫，提高爐膛出口煙溫，同時也能提供燃燒所需的氧氣。
風對鍋爐的影響主要表現在風溫、風量及配比。
風機問題
風機出力不夠等導致鍋爐負荷低。如風機葉輪、擋板關閉；風室、引風系統破損；
（5）影響鍋爐出力的其它原因
1） 運行操作不當導致鍋爐負荷低；
2） 尾部煙道積灰嚴重，使導熱系數降低，會降低鍋爐負荷床壓不合理， 在燃用大顆粒劣質煤應該采用較高的床壓，從而加大熱容量。
3） 給水溫度低導致鍋爐負荷低；
4） 除塵器漏風導致鍋爐負荷低；
5） 空氣預熱器漏風導致鍋爐負荷低；
6） 返料器煙氣反串導致鍋爐負荷低；
7） 流化問題（如流化速度低、流化效果差等）導致鍋爐負荷低；
8） 布風問題（如一、二次風配比不合理、布風板孔數、風帽型號不符合等） 導致鍋爐負荷低；
對循環流化床鍋爐而言，影響鍋爐運行狀況的主要因素：風機出力低、爐膛漏風大、主副床物料循環不好、懸浮段溫差大、煤質差、燃料顆粒粗細配比。
由鍋爐工藝流程可知，引起鍋爐風量、風壓不足的原因不外乎以下兩點：
（1）風機與風煙系統不匹配，風機運行在低效率區域；
（2）風機選型錯誤，壓力、流量無法滿足鍋爐燃燒需求。
通過以上分析得出150t/h循環硫化床鍋爐低負荷運行的風煙系統的原因如下：
（1） 風機選型錯誤
鍋爐出力不足的根本原因是由于引風機、一次風機和二次風機選型錯誤，造成風機與鍋爐風煙系統不匹配。在鍋爐大負荷運行工況點上，一次風機、二次風機和引風的風量不足，無法提供鍋爐燃燒所需的風量。如：1號鍋爐在負荷110t/h時，兩臺并聯運行的引風機的調節門均開度很高，仍然無法滿足鍋爐燃燒所需空氣量的要求，表明引風機滿足壓力情況下，流量不足，這是由引風機為前彎式結構型號決定的。
（2） 風機運行效率低
現引風機、一次風機和二次風機均使用的是前彎式葉輪結構通風機，實際運行工況點嚴重偏離了風機本身的高效工況點，在低效率區運行，經計算，所有風機運行效率在不到50%，造成巨大的電源消耗和浪費；圖2-10為風機性能曲線與鍋爐煙風系統阻力曲線聯合工作運行示意圖。
圖2-10風機運行性能示意圖
結論
鄂爾多斯市寶恒煤焦電有限責任公司兩臺150t/h循環硫化床鍋爐低負荷運行的風煙系統主要原因是現有一次、二次和引風機選型錯誤，造成風機與鍋爐風煙系統不匹配，使風機在低效率區運行，風機運行效率低于50%，滿足不了鍋爐額定負荷的運行需要，同時造成了巨大的電能浪費。
第二部分 鍋爐滿負荷運行風機節能高效運行改造
要選擇與鍋爐風煙系統匹配的通風機，需要準確的計算出風煙阻力和流量。風煙阻力計算在鍋爐產品設計工作中擔當及其重要的角色，以熱力計算為基礎，通過對各類煙氣及空氣通道進行空氣動力學計算，可以求解出風煙系統的流動總阻力，為鍋爐引、送風機的選型提供基礎數據。
風壓和供風量的增加使得鍋爐高負荷運行時的熱風與煤氣配比得到提高，煤氣充分燃燒所用時間縮短，鍋爐運行負荷可提升至150t/h，提升了鍋爐實際產能和煤氣利用率，提高了鍋爐效率。
二、風機節能高效運行改造方案
由于 1號和2號鍋爐一、二次風機風量比均偏離了設計值要求，現有的二次風機存在風壓、風量偏離額定值，本方案是在更換引風機的同時，保留二次風機的電機、傳動組、機殼和軸不變，重新設計制造葉輪，提高二次風機的效率和風量。
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