针对锅炉运行存在的实际问题，结合锅炉原有的结构和受热面的布置形式，确定了围绕新燃料及时着火、充分燃烧和旗式对流受热面积灰等问题的技术改造方案，即：通过增加炉排有效面积及调整炉拱结构等措施优化着火、燃烧和燃尽；通过调整烟气走向、受热面结构等措施减少受热面的积灰.

　　2.1 调整炉拱结构，增大炉排长度和有效面积

　　锅炉采用鳞片式链条炉排，由于新燃料的挥发分非常低，单靠燃料析出挥发分燃烧放出的热量不能使新煤得到有效的预热，无法达到燃料燃点温度及时着火，从而严重影响到燃料的充分燃烧和燃尽.

　　近三十多年来，有关科技人员就链条炉排和炉拱对不同燃料的适应性、炉拱对新煤的预热和着火所起的作用等进行了系统的理论分析和大量的实验，证实了炉拱的辐射并不是以镜面反射为主，而是一个漫反射过程[2].炉拱的辐射与形状无关而与炉拱的投影面积有关，即炉拱覆盖率.同时除炉拱的辐射作用外，高温烟气的冲刷和辐射对新煤（特别是着火困难的燃料）的预热和着火也起着重要的作用.劣质无烟煤的特点是燃点较高不易点燃，反过来也影响炉膛温度的升高和辐射传热的进行[3].因此，为了使燃料进入炉内后能及时着火和充分燃烧，并与炉内烟气有良好的混合，需要根据燃料的特性对现有的炉拱进行重新设计.

　　改造后的后拱在原有基础上，降低后拱倾角和出口端高度，加大后拱长度，后拱覆盖率从0.631提高到0.776；前拱与之配合，增大前拱倾角和高度  ，适当降低前拱覆盖率.主燃烧区域燃烧产生的热量经前、后炉拱反射后，大大强化了炉拱对新煤的热辐射；为了增强高温烟气对新煤的冲刷和辐射，改造时后拱出口端高度从990 mm降低到900 mm，将后拱出口端的高温烟气速度提高10%左右（在额定负荷状态下，烟气流速可达到10 m·s-1左右），烟气对新煤的冲刷和热量辐射明显强化，促使新煤在更短的时间内得到充分的预热，实现及时着火.炉拱改造前、后的结构分别如图2、3所示，其中：A、B、C分别为前拱倾角、前拱中端倾角和后拱倾角；a为炉排有效长度；b、c分别为前拱、后拱水平投影长度；d为前拱中段水平投影长度；e为前拱进口段水平投影长度；f为前拱中段高度；g为前拱高度；h为后拱出口端高度.

　　在燃料达到燃点温度开始及时着火燃烧后，燃料能否充分燃烧和燃尽将受到过量空气系数、炉排面积、燃烧时间等因素的影响.采用较长的炉排长度、较大的炉排有效面积和较慢的炉排运转速度将会延长燃料在炉内的'停留和燃烧时间，保证燃料能够充分燃烧和燃尽.为节约改造成本，本次改造在保证燃料正常进料的情况下，依旧利用原有的链条炉排，将分层煤斗及煤闸门向锅炉前部移动200 mm，使炉排有效长度从原来的7 000 mm提高到7 200 mm，炉排有效面积从原来的26.60 m2提高到27.36 m2.炉拱改造前、后主要技术数据如表1所示.

　　角管式锅炉炉排采用统仓送风，炉排下方是一个等压风仓，沿炉排长度方向设置了多个小调风门，由外面的手柄通过连杆可同时调节一组调节门，使这些调节门沿炉排宽度方向的开度相同.改造后的锅炉运行时，在实现燃料及时着火的基础上，通过调整炉排各风门的一次配风比例，将燃料在炉排上的主燃区向炉前移动800 mm左右，这为燃料的充分燃烧和后续的完全燃尽提供了足够的空间和时间.

　　2.2 增加布置炉膛内二次风

　　二次风作为组织炉膛内燃料燃烧的主要措施之一，首先能够对燃料燃烧产生的上升气流进行扰动，在炉膛内造成强烈的旋涡，增加烟气在炉膛的充满度；其次，可延长烟气在炉膛内的流动路程，使可燃气体、细燃料颗粒得到较长时间的停留，与空气良好地混合，以便充分燃烧；最后，旋涡作用使烟气中所夹带的部分较大颗粒飞灰落到炉排上，从而减少了炉膛出口处烟气所含的飞灰量，减少后续烟气流程中受热面的堵灰和磨损.

　　为更有效地降低炉膛出口处的烟气含灰量，本次改造在炉膛前、后拱上方增加了二次风系统，前拱上方布置1排，后拱上方布置2排.二次风喷嘴直径40 mm，理论计算风速40 m·s-1.改造后的二次风可在不破坏炉排面上燃料燃烧的前提下，通过对上升烟气产生强烈扰动，延长烟气在炉膛内的停留时间，这既能保证烟气中未燃尽的灰粒和气体充分燃烧，又能降低炉膛出口处烟气中的含灰量.为了严格控制锅炉的过量空气系数，在锅炉实际运行时将二次风风量控制在占锅炉总风量的10%～15%.此外，由于后拱拱背与改造前相比，长度更长，倾斜角度更小，非常容易在该区域产生积灰现象，而新增的后拱二次风具有很好的吹扫作用，可有效地防止该区域积灰现象的发生，保证该区域辐射受热面的换热效果.新增的二次风系统布置示意图如图4所示.