国产300MW直流锅炉改造总结杨东旺，黄熊荣（苏州热工研究院，苏州215004典型锅炉的改造内容进行分析，并对锅炉改造前后的性能参数进行比较，总结了国产300MW直流锅炉改造的成功经验，为其他锅炉的改造和锅炉设计提供借鉴。
MW直流锅炉；技术改造；性能比较；节能1975年9月首台由上海锅炉厂设计制造的国产300MW直流锅炉在姚孟电厂运行，并相继建造投运同类锅炉达21台。在多年运行过程中发现，国产300MW直流锅炉运行的可靠性、经济性和调峰性能已经不适应国内电力发展的需要。在综合考虑运行成本、运行安全性等因素后，各电厂先后对国产300MW直流锅炉进行了技术改造1-2. 1存在问题国产300MW直流锅炉是200MW以下机组向600MW以上机组的过渡炉型，由于受当时设计、制造水平限制以及直流炉本身特性，锅炉投运后出现如下严重缺陷。
1.1水冷壁爆管水冷壁爆管主要有两个原因：是小口径水冷壁管的内壁、外壁的热负荷不均匀，极易导致传热恶化；二是双炉膛的四角切圆燃烧方式造成炉内热负荷分配极不均匀。水冷壁管的机械强度不能满足内压力、自重和温度偏差热应力的安全要求，容易产生水冷壁爆管、拉裂泄漏。
1.2调峰能力差由于水动力的限制及依据基本负荷设计，导致在调峰时水动力和燃烧的稳定性差，只能在80%以上的基本负荷运行，低负荷稳燃性差，不适应电网日益增大的调峰要求。
1.3锅炉严重变形许多国产300MW直流锅炉在连续运行若干年以后，炉室四壁、炉顶等严重变形，垂直面大部分变成波浪形，原矩形炉膛变成平行四边形，水冷壁上集箱管座产生多处永久性变形、损伤。
1.4供电煤耗高与目前在建的新型机组相比，国产300MW直流锅炉的热量利用率低、热损失大，供电煤耗成本高，特别是在当前煤价较高的市场条件下，该型号锅炉的经济性差，市场竞争能力低。
2改造方案和内容改造总体要求为锅炉改造后不但要克服锅炉存在的问题，而且要求改造投资省、工期短，在提高设备可靠性、改善环保方面也都有一定的要求。由于各电厂的生产状况、地理位置和改造时期不同，改造方案和内容也就有所区别。
2.1改造方案从已经改造的国产300MW直流锅炉来看，改造的方案主要有：（1改造为控制循环汽包炉，如谏壁电厂7机组、望亭电厂14机组和常熟电厂1机组；2改造为垂直内螺纹管水冷壁直流炉，如姚孟电厂1机组；3改造为螺旋管圈形水冷壁直流炉，如石洞口电厂3、4机组。
2.2改造内容改造的内容主要包括：锅炉水冷壁系统、过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、钢结构与基础、燃烧系统、空气预热器、磨煤机等。
本文选取四台典型的国产300MW直流锅炉改造作为研究对象，四台机组包括姚孟电厂1机组、谏壁电厂7机组、望亭电厂14机组和常熟电厂1机组。
姚孟电厂1机组由于采用垂直内螺纹管水冷壁直流炉，在改造内容上与另外3台机组有很大区别。特别是姚孟电厂1机组的基础结构基本未改动，原因是没有增加汽包、下水包等设备。另外3台改为控制循环炉的机组都增加汽包、炉水循环泵和下水包，增加过热系统、再热系统的受热面积，对钢结构和基础进行加固，燃烧系统都采用水平浓淡分离技术。由于谏壁电厂7机组是第一台改造成为控制循环炉的国产300MW直流锅炉，所以与望亭电厂14机组和常熟电厂1机组略有不同，例如在过热系统的分级布置、再热系统更换和钢结构与基础加固等方面。在望亭电厂14机组和常熟电厂1机组改造时期，直流炉改为控制循环炉的技术已经比较成熟，所以这2台机组的改造内容比较相似M. 3性能参数比较改造前后四台国产300MW直流锅炉的BMCR性能参数比较如表1所示37-10.表1四台国产300MW直流锅炉的BMCR性能参数性能参数姚孟电厂1机组谏壁电厂7机组望亭电厂14机组常熟电厂1机组改造前改造后改造前改造后改造前改造后改造前改造后电功率/MW过热蒸汽流量/（h-）过热蒸汽压力/MPa过热蒸汽温度/c再热蒸汽流量//th-）再热蒸汽进口压力/MPa再热蒸汽出口压力/MPa再热蒸汽进口温度/C再热蒸汽出口温度/C给水温度/C从表1可以看出，改造后四台机组的电功率增加都在10%以上。姚孟电厂1机组、谏壁电厂7机组的过热蒸汽流量增加、温度降低，再热蒸汽流量增加，而望亭电厂14机组、常熟电厂1机组的过热蒸汽压力增加、流量和温度不变，再热蒸汽流量减少。四台机组的再热蒸汽进口、出口压力均增加0.1MPa左右，再热蒸汽进口温度略有降低，四台机组的给水温度略有提高。虽然4台机组改造后的电功率有较大增幅，但是采用的设计方法有所不同，改造前后的过热蒸汽和再热蒸汽的流量、压力、温度参数变化不完全一致，主要原因是前期的锅炉改造经验和现代锅炉技术提升了后期锅炉的改造质量。
4小结300MW直流锅炉改造后水冷壁的可靠性得到提高，降低了最低不投油稳燃负荷，解决了高温腐蚀问题，锅炉效率、出力和调峰能力以及机组的电功率均有所提高，使锅炉能够更加节能运行，同时也满足国家的环保要求。电厂改造的投资不但能在短期内收回，而且还提高了电厂的市场竞争力，为电厂带来长期的经济效益，更重要的是为其它型号的锅炉改造积累了丰富经验。
国产300MW直流锅炉改造的主要成功经验有：1直流炉改造为控制循环汽包炉，便于控制，增加调峰能力；2燃烧器改造采用水平浓淡分离技术，加侧二次风，改善燃烧性能，减少水冷壁泄漏；3基础加固时不需要停炉，增加了电厂的经济效益；4对危险受热面采用最佳布置方式，选用合适的管材，确保受热面的安全；0锅炉的Nx排放比改造前有所降低，达到国家的排放标准要求。