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摘 要 35t/h抛煤机炉经过增容改造，提高了出力，由原来的35t/h增至42t/h，改造后运行稳定，消除了过热器超温现象，提高了锅炉运行的经济性。因此，结合本企业的实际，在安全条件允许、投资省的前提下，对锅炉实施增容改造是切实可行的。
关键词 增容 水冷屏 锅炉
1 前言
赤峰制药集团公司是以生产多种抗生素、植物提取药、化学合成药及医药制剂产品的大型综合制药企业。在生产过程中，能源消耗量很大，特别是蒸汽的消耗量更大。公司为降低成本，于1992年上马了热电联产工程。
热电厂现有WGC35/3.82-5型锅炉三台，锅炉总负荷为105t/h，蒸汽除供应生产用汽外，还承担着冬季的城市供热任务。近几年，随着公司的高速发展，生产用汽增长很快，原有的三台炉负荷明显不足，新上锅炉不仅投资大，而且场地窄小，根本布置不开。在这种情况下，与锅炉制造厂一起对现有的35t/h抛煤机炉进行了增容方面的研究，经过一段时间的改造和运行，取得了预期效果。
2 增容改造方案的可行性
2.1 炉膛容积热负荷QV和炉内受热面是否有余量
它们的确定依据两个原则：燃烧条件和烟气冷却条件。也就是说燃料要在炉内得到充分燃烧，并且烟气被炉内受热面冷却到合理的炉膛出口烟温。如果能满足这两个原则，则增容的关键问题得到解决。
WGC35/3.82-5型锅炉QV=632～640MJ/(m3·h)
当由35t/h增容至42t/h时，QV=812～829MJ/(m3·h)
经过锅炉制造厂的计算，这样的QV能够保证燃料在炉膛内燃烬。
WGC35/3.82-5型锅炉内受热面设计为140m2，出力增容至42t/h后，炉膛受热面不足，会造成炉膛出口烟温偏高，为此，采用在炉内增设四片水冷屏的办法来增加炉内受热面以降低烟温，使其达到合理的出口烟温。
2.2 汽包内汽水分离装置的汽水分离能力是否有余量
WGC35/3.82-5型锅炉的汽包内共有14个旋风分离器，根据机械工程手册锅炉篇推荐值：旋风分离器每只的平均负荷对中压炉为3～3.5t/h。因此，WGC35/3.82-5型锅炉的汽水分离能力为42～49t/h。能够满足出力增容至42t/h时汽水分离能力的要求。
2.3 尾部烟气流速是否在合理范围内
随锅炉容量由35t/h增容至42t/h，燃料量、烟气量都相对要增加1.2倍，这样对尾部受热面造成磨损加快。
通过对抛煤机炉的特性分析后得知：抛煤机炉约70%的燃料是在火床上燃烧的，烟气中所含的燃煤灰份仅为整个燃煤灰份的30%，抛煤机锅炉的烟气含灰量仅为煤粉炉的1/3。这样，省煤器、空气预热器处的烟速提高2～3m/s。
2.4 水循环的可靠性
水冷屏共四片，每片由12根Φ42×3.5管作为上升管，其流通面积S1=12×3.14/4×0.0352=0.01154m2
每片屏由Φ76×4管作为引出管，其流通面积S2=2×3.14/4×0.0682=0.00726m2
每2片由1根Φ108×4.5管作为下降管，其流通面积S3=1/2×3.14/4×0.0992=0.00385m2。
这样S2/S1=0.00726/0.01154=0.62，一般推荐值为0.6～0.8。
S3/S1=0.00385/0.01154=0.334，一般推荐值为0.2～0.3。
上述截面比均在推荐范围内，因此水循环是安全可靠的。
对两侧水冷壁引出管不变。原为5根Φ83×3.5下降管改为4根Φ83×3.5，封塞1根。一侧水冷壁共34根Φ60×3的水冷壁管，其流通截面为S1=34×3.14/4×0.0542=0.0778m2，4根Φ83×3.5下降管流通截面S2=4×3.14/4×0.0762=0.0181m2
因此，水冷壁管水循环也是安全的。
3 增容改造的措施
增容改造应当把安全可靠放在第一位，运用已取得的改造经验，尽量使方案充分利用原有设备的潜力，包括锅炉的辅助设备，达到既能提高锅炉出力，又能适当提高经济性。
3.1 汽包
由于增加了炉内水冷屏受热面，为了保证水冷屏的安全，采用由水冷屏上集箱大口径双管引出方案，需将汽包新开Φ64管孔8个，采用机械开孔，焊接后局部进行热处理。
3.2 水冷屏
为了增加蒸发受热面，增加炉内吸热，在炉内增加了4片水冷屏，每片为15m2，共45m2，使炉膛受热面积增至185m2。水冷屏上集箱标高为12.6m，水冷屏下部中心线标高为5.15m。为了安全可靠，向火面的两根管和最后1根管采用15CrMoG，其余为20#钢，管径均为Φ42×3.5。由于顶棚水冷屏管管距为110mm，管径为Φ60，其净空为50mm，故此处不需要让管。安装时应先拆除相关部分的炉墙，从让管处(或管间)将水冷壁弯管就位后再逐一与上下集箱焊接。由于后水冷壁管管距为80mm，则需要让管才能使水冷壁管通过。
3.3 支持设备
整个水冷屏是通过出口集箱，吊挂在锅炉顶棚梁上的，吊杆装置应牢固。
3.4 下降管和引出管
原侧墙水冷壁，每侧共有5根Φ83×3.5的下降管，现每侧墙各取出1根作为水冷屏的下降管，共2根，每根通过等径三通供2片水冷屏。因侧墙下降管在汽包上的开孔各有一只为Φ108×7的管座，原设计是通过大小头过渡到Φ83×3.5，作为侧墙下集箱的下降管。现将这一管座恢复到Φ108×4.5管径相接，每根Φ108×4.5的管作为两片水冷屏的下降管。每片水冷屏上集箱由2根Φ76×5的管子作为引出管与汽包相连。
3.5 省煤器
由于增容后烟气量增加，省煤器面积不足，由原400m2增至526m2，将省煤器的间距适当加大，降低烟气流速。
3.6 管道及阀门
将原设计的给水调节阀Dg80改为Dg100，满足增容后要求。
后水冷屏集箱增加疏水阀，接至适当位置。
安全阀的排气能力经验算能够满足增容后要求，这里不做改动。
工程完工后，锅炉整体水压试验合格。
4 改造增容后的效果
改造前后参数比较见表1。
增容改造后，经过一段时间的运行，达到了改造增容的目的。锅炉运行稳定，改造后消除了过热器超温现象。在增容改造过程中，对高压给水系统进行了改造，投入了高压加热器，由于给水度提高了，不仅节省了燃煤，同时锅炉效率略有提高。因此，在安全条件允许、投资省的前提下，对锅炉实施增容改造是切实可行的，也是很有成效的。
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