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摘要：锅炉在投入运行后，受需求改变等因素影响，可能需要进行增容处理。下面通过实例，针对锅炉增容项目建设与改造控制进行分析，目的就是保证锅炉运行能够满足应用需求。

关键词：锅炉增容；改造控制；空冷墙；三过管道

锅炉增容与改造控制是一项复杂且对技术要求较高的工作，开展该项工作时，工作人员必须加强对锅炉现状，以及经过增容与改造控制后的标准进行明确，以此为依据，完成相应处理，只有才能保证锅炉投入使用后，能够稳定运行，满足应用需求。

1项目背景

浦湘生物能源股份有限公司一期项目共设六炉四机，自2018年项目投产以来，锅炉受外界因素影响，出现了各种问题，为了保证其运行稳定，已经开展了四轮大修工作，实际维修过程中，关键工作主要体现在以下几个方面：

（1）检查锅炉受热面积灰、结焦情况，并且要做好清理工作。

（2）处理需停炉的缺陷。

（3）检查锅炉三大管道腐蚀减薄情况，而且要做好劣化分析等工作。

四轮检修过程中，我们根据锅炉运行状态及每次停炉检查情况逐步对#1－#6锅炉二通道顶部水冷壁及弯头进行更换，对三过及前段蒸发器防磨瓦更换，对部分减薄严重的过热器管、水冷壁管、疏水管等进行了更换，对一灰斗两侧墙浇注料进行更换，另外在最近一次#5炉停炉检修时，发现三级过热器从第二排起减薄十分严重，并整体更换了三过管道。

2 锅炉运行现状

自投产以来，入炉垃圾热值也在逐步上升，现今我公司锅炉厂均入炉垃圾热值高达9000 kJ/kg，远高于设计热值7000 kJ/kg，同时，由于锅炉长时间超负荷运行，平均每年运行时长超8000小时，从目前段锅炉的具体运行情况来看，锅炉温度偏高，这就导致锅炉受热面管道与浇注料在高温环境下，出现了不同程度的损坏，这对其应用会造成一定影响[1]。

2.1锅炉烟温情况

工作人员在实际分析过程中，为了明确锅炉运行状态，现将锅炉运行实时状态及第四轮检修结束运行一个月后，通过上述方式完成相应处理后，可以使锅炉运行能够趋于稳定，并且在这一过程中，工作人员要做好统计分析工作，通过统计分析可以确定，锅炉的实时运行状态如表1 所示

根据烟温情况分析，在低负荷、超负荷等情况下，六台锅炉排烟温度、三过烟温、二灰斗烟温均较偏高，尤其#1、#3、#6炉排烟温度超过了210℃。

2.2锅炉受热面腐蚀情况

第四轮检修六台锅炉测厚工作获取到的数据如表2所示

根据第四轮检修测厚情况，除此前#5炉三过管已全部更换，#6炉、#3炉三过管道都减薄十分严重，其它锅炉发生了一定量减薄情况。

2.3锅炉停炉检查情况

让锅炉停止运行，指派专人对锅炉的具体情况进行检查，通过检查可以确定，锅炉出现了以下问题：空冷墙烧损十分严重；二通道顶部水冷壁发生了显著减薄情况；一灰斗浇注料出现了脱落问题；三过管道减薄严重，如图1所示。

3锅炉增容项目的必要性

锅炉运行过程中，加入炉内的垃圾热值，锅炉长时间运行，锅炉一、二、三通道及水平烟道均存在不同程度的超温问题，长期的超温及高负荷导致锅炉：锅炉空冷墙及一灰斗浇注料损坏严重、锅炉二通道顶部超温，水冷壁管道腐蚀磨损严重、三级过热器入口烟温超温，管道腐蚀磨损严重[2]。因此，为了确保锅炉投入使用后，其在运行过程中能够保持安全，保证锅炉设备在运行过程中不会发生安全事故，必要依据锅炉的具体情况，开展增容改造处理。在同负荷甚至超负荷10%的运行状态下，都可以降低锅炉一、二、三通道温度、水平烟道温度及排烟温度，提高锅炉运行效率，延长锅炉受热面管道及浇注料使用寿命[3]。

4锅炉增容改造方案

4.1方案一：空冷墙及一灰斗侧墙改造

4.1.1改造措施

具体改造过程中，工作人员要拆除现有炉排两侧空冷墙，改为锅炉膜式水冷壁；拆除现有锅炉第一灰斗左右侧炉墙，改为锅炉膜式水冷壁；改造区域膜式水冷壁上升下降管；加设密封膨胀装置[4]。

4.1.2改造特点

水冷炉膛即在炉排前后拱、两侧墙区域采用余热锅炉水冷壁包覆，其优点如下：

（1）改造为水冷壁后，炉墙寿命长，维护工作量小。

（2）冷却效果更佳，可抑制炉膛区域结焦。

（3）水冷系统自然循环一部分，无需额外能耗。

（4）增加炉膛吸热量。

4.2方案二：水平烟道受热面管道改造

4.2.1改造方案

原三级过热器SH3改造成为二级蒸发器EVA2 ；原二级过热器SH2利旧更改为三级过热器SH3；原一级过热器SH1位置更换为二级过热器SH2；原二级蒸发器EVA2位置更换为一级过热器SH1；原一级烟气预热器GAH1位置更换为高温省煤器ECO；一级喷水减温器和二级喷水减温器利旧；上升下降管、烟气挡板等伴随改动。

4.3方案三：二通道内增设蒸发管屏

4.3.1改造方案

在锅炉二通道内沿横向均布6片管屏，面积约300m2，管屏由上、下集箱

及管子组成。安装时通过下部的支架支撑在水冷壁上，支架为活动结构，以不影响管屏的膨胀；管屏考虑下部供水管及上部引出管的连接，下部供水管由集中下降管引入，上部引出管进入原中部集箱。供水管及引出管单独设置可保证水循环良好。

在第二通道内增加管屏蒸发热面后，可以降低烟气进入高温过热器的温度，从而使实际入口烟温度不会超过600℃。这可以提高锅炉过热器在运行过程中的稳定性，避免锅炉在运行时，受外界因素影响，发生安全事故。此外，通过对这一改造情况取得的效果进行初步分析，改造后锅炉额定蒸发量可提高到88t/h，最高可达到92.5t/h。

锅炉为中部支撑结构，新增6片管屏，其重量不超过30吨，仍承载在锅炉支撑柱上，分配在单个支撑柱的重量仅为2-3吨左右。而根据总图估算，本项目锅炉满水荷载在 2000 吨以上，即新增荷载 在仅为总荷载的 1-2%左右。考虑到锅炉支撑钢结构设计余量至少在 10%以上。

本次锅炉二烟道新管屏考虑为顺排布置，可对锅炉烟气起到导流的作用，从而降低烟气偏离和紊流，因此也不会增加锅炉的烟气阻力，引风机负荷也不会增加。新增单片管屏有 38 根管（￠60），第二烟道共设有 6 片管屏；单片管屏上部及下部连接管为（￠159），相应的截面比为 0.221；另外根据总图可知原锅炉集中下降管为（￠267，10 根），垂直烟道水冷壁管为（￠76，560 根），相应截面比为 0.23，新增管屏后相应的截面比为 0.19 高于 0.15。并且考虑到项目为中压余热锅炉，水循环完全可以满足要求。

4.3.2方案的优点

（1）投资回报率高。

（2）蒸发屏水源直接从锅炉下降管处引入，无需从下集箱开孔，降低了施工难度。

（3）蒸发管屏采用顺流布置，这可以起到稳定烟气流动作用。

（4）二通道处增加蒸发管屏后能很好地控制三通道、水平烟道及省煤器出口排烟温度，提高锅炉效率[5]。

（5）增加了蒸发屏，直接增加锅炉蒸发量。

4.3.3方案缺点

（1）二通道增加了受热面管道，加大了烟气阻力。

（2）增加了受屏后，由于管屏方案与锅炉炉墙方向平行，无法加装吹灰器吹灰，锅炉运行一段时间后，将会发生灰尘堆积现象，这会减少锅炉受热面，降低蒸发量。

（3）二通道增加的蒸发管屏几乎布满整个二通道上部，对停炉检修过程中的积灰清理产生了一定影响[6]。

4.4方案分析对比

方案一实施后对既能降低锅炉烟温又能消除锅炉运行空冷墙及一灰斗浇注料损坏的隐患。方案二实施后，能极大地提高锅炉出力，降低排烟温度。方案三实施后，能提高锅炉出力，设备改动小。

考虑到项目改造费用、项目改造难易程度、施工周期等方面因素，建议实施方案一+方案二中的原一级烟气预热器GAH1位置更换为高温省煤器ECO的综合改造方案。通过对上述方案的进行，可以初步达到降低二通道顶棚及三级过热器的烟温，延长设备寿命，以及增加锅炉蒸发量与提高锅炉效率目的。

5锅炉增容项目的控制逻辑

5.1工艺过程

工艺过程如图2所示

原烟气中主要有SO2、HCL、HF三种酸性气体。原烟气分析仪表测量三项指标数值。原烟气经过反应塔后成为净烟气，此时净烟气中的酸性气体减少，数值由净烟气分析仪表测量。脱酸过程就是加入石灰浆进行反应，加入石灰浆的多少由石灰浆调节阀控制，同时为了使反应塔能够在相对合适的温度区间运行，设计有工业水调节阀，用以调节反应塔内部的温度。因此该系统由两个控制系统组成，一个为净烟气指标控制，通过控制石灰浆调节阀。另一个为反应塔温度控制，调节手段控制工业水调节阀。

5.2净烟气控制系统分析

取SO2和HCL在净烟气的值为调节指标，HCL较由SO2容易反应，所以调节量设置为SO2的值。由于测量净烟气装置位于烟囱区域，石灰浆液加入反应塔后反应至净烟气测量装置测量出读数需要一定时间，因此，采用系统开展测量工作时，会存在延时。同时，原烟气变化较大，这会影响系统的运行情况，情况严重时，会导致系统在运行期间发生波动。由于以上原因净烟气控制系统采用原烟气值作为开环控制，同时采用串级控制，主调为净烟气SO2的值，副调为石灰浆流量控制器。

第二个控制系统为反应塔温度控制，其控制对象为反应塔内部温度，由于烟气温度变化时会对反应塔的温度调节产生影响，且石灰浆调节阀调节石灰浆流量时，改变了反应塔内水分的含量，对反应塔温度调节也将产生干扰，综合上述分析，反应塔内的温度控制方案为：反应塔温度采用串级控制回路，同时烟气温度石灰浆调节阀开度作为前馈。

6结语：

总而言之，锅炉在投入运行后，可能需要进行增容和改造控制工作，具体工作开展时，工作人员要从锅炉的具体情况入手做好相应分析工作，控制好增容和改造控制作业的要点，只有这样才能保证最终增容后的锅炉能够稳定运行，满足生产需求。

参考文献：

[1]龙展图，董福海，卫兆欣，等.广州市某综合医院燃气蒸汽锅炉节能改造及效益分析[J].暖通空调， 2024， 54 （04）： 164-166+46.

[2]王志江，李东辉. 330 MW CFB锅炉落煤管和二次风管的改造及应用[J].机械管理开发， 2023， 38 （12）： 130-133.

[3]樊越，张鹏飞，胡传龙.锅炉烟道高阻力工况下引风机的选型与节能改造分析 [J]. 电气时代， 2023， （S2）： 119-123.

[4]黄丹平.锅炉自动化控制过程中炉排改造的实现方法研究[J].产业科技创新， 2023， 5 （03）： 35-37.

[5]李久成.低氮燃烧器+废气再循环技术在热介质锅炉节能减排改造中的应用 [J].天津科技， 2023， 50 （06）： 22-24+30.

[6]卫健.燃煤锅炉烟气脱硫、脱硝、除尘改造技术的应用[J].自动化应用， 2023， 64 （10）： 10-12+15.

作者简介：汪小军（1982.10）男，本科，工程师，湖南常德，汉 从事工作：固废深度处理工作