清河发电厂1～4号炉均为哈尔滨锅炉厂生产的410 t/h煤粉炉，每炉配6台风扇磨，自投产后由于风扇磨出力低，锅炉一直不能带满负荷，降低了机组发电能力和经济性，在前几年电网负荷紧张时尤为突出。原东北电管局曾多次组织专家进行专题研究，进行过多次改造和调整试验，仍不能解决问题。1983 ～ 1984年对3、4号炉的制粉系统进行了改造，换成沈阳重型机器厂引进原联邦德国EVT技术生产的S18.75型风扇磨，锅炉全烧煤仍只能带80%负荷。为提高机组发电能力，1986年引进日本三菱公司技术对1、2号炉的制粉系统和燃烧器进行了改造，将风扇磨改造成双进双出的钢球磨煤机，耗资1亿多元人民币，改造后锅炉达到满负荷运行，燃烧也较好。近些年电网负荷裕度较大，3、4号炉没有必要再耗巨资进行改造。为解决清河发电厂3、4号炉制粉系统存在的问题，东北电力科学研究院进行了大量工作，尤其是在对赤峰热电厂130 t/h锅炉提高风扇磨出力的改造中，积累了宝贵的经验。于1996年对3、4号炉制粉系统和燃烧系统存在的问题进行了分析研究，提出了施工简单、改造工作量少、费用低，又切实可行的改造方案。1997年结合3号炉小修对6号磨煤机的出口流道和分离器进行了改造试验。试验结果证明改造的结果和运行情况良好，为此对3、4号炉的制粉系统和燃烧系统的改造方案进行了修改。1998年结合3号炉大修对其进行了改造，通过改造后的试验和近2个月的运行情况证明，3号炉制粉系统和燃烧器的改造，彻底解决制粉系统带不满出力和燃烧器旋流强度低，锅炉燃烧状况差的问题，锅炉能够达到了长期满负荷全烧煤稳定运行。
1 可行性研究
1.1 原3、4号炉的设备状况
3、4号炉系哈尔滨锅炉厂生产的410/100-1型自然循环煤粉锅炉，分别于1974年2月和12月投产，每台炉配有6台1 600/600型风扇磨煤机，正常运行5台，1台备用。投产后风扇磨煤机达不到设计出力，回粉管经常堵塞，磨煤机不能正常运行，煤粉较粗，R90达30%～45%，回粉管堵塞时R90高达55%左右，飞灰可燃物高，锅炉燃烧不稳，长年煤油混烧运行。为此对制粉系统进行多次改造，也没解决问题。最后决定采用沈阳重型机器厂引进原联邦德国EVT技术生产的、并在现有条件下布置出力最大的风扇磨煤机。1984年和1985年分别对3、4号炉的制粉系统进行了改造。
风扇磨煤机设计参数
型号 S18.75
磨煤出力 15 t/h
提升压头 2.16 kPa
通风量 41 000 m3/h
磨煤机出口温度 80 ℃
煤粉细度R90 25%～35%
煤质特性(铁法烟煤)：Car=46.10%,Har=3.00%，Oar=7.56%，Nar=0.74%,Sar=0.60%，War=18.00%，Aar=24.00%,Qnet.ar=17.17 MJ/kg
改造后的鉴定试验结果证明风扇磨煤机提升压头为1.65 kPa，通风量为33 000 m3/h左右，达不到设计值。磨损后期通风量更低，限制了磨煤机出力。从1986年以后磨煤机出力试验记录可知，3、4号炉的磨煤机出力均在9～13 t/h，而且经常在10 t/h左右运行。
煤粉粗对炉内燃烧不利，煤中杂质多，使回粉管经常堵塞，回粉管堵塞后煤粉更粗，对炉内燃烧带来更加不利的影响。而且飞灰可燃物高，锅炉效率降低。
燃烧器出口风速低，达不到设计值，旋流强度小，燃烧器设计一次风速为20.7 m/s，二次风速为36.4 m/s。改造后调试结果证明，二次风速仅达27 m/s，由于风扇磨通风量低于设计值，一次风喷口速度也达不到设计值，尽管各燃烧器均将旋流器调至最大位置，一、二次风的旋流强度仍不大，影响锅炉燃烧的稳定性。
1.2 存在问题的原因
影响磨煤机出力不足的原因很多，有因煤中铁物和炮线等杂质多，挂在分离器出口叶片处后，使分离器阻力增加；有尾部烟道漏风、空气预热器漏风等原因使送风机出口总风压降低，送入磨煤机的风量不足等；但主要原因是磨煤机提升压头低于设计值，分离器阻力大，一次风管道阻力大，造成磨煤机通风量低而影响磨煤机出力。
由于二次风速低，使燃烧器的旋流强度不足，影响炉内燃烧的稳定性。造成二次风速低的原因，一是漏风严重，使送风机出口总风压降低；二是二次风喷口速度设计是按10个喷口投运计算，停运的喷口其二次风门应关闭，只留少量的风量以冷却喷口。而实际运行中运行人员很少关闭停运的二次风门，从改造后的调整试验结果可见，停运燃烧器的二次风门开度为20%时，通过燃烧器的风量仍很大，使其它燃烧器的二次风速降低。
1.3 改造的措施
从以上的分析可知，磨煤机出力低的主要原因是磨煤机通风量低，影响干燥和输送能力。要提高磨煤机出力，必须提高磨煤机通风量。而提高磨煤机通风量的方法，一是增加风扇磨叶轮的宽度或直径；二是降低分离器和一次风管网的阻力。增加叶轮宽度或直径，必须改动磨煤机机壳，相当于更换磨煤机，投资高，改造工作量大。赤峰热电厂FM220/420型风扇磨原也配有雷蒙式分离器，同清河发电厂3、4号炉的风扇磨结构相同，只是叶轮宽度不同，投产后磨煤机出力也达不到设计值，后将雷蒙式分离器改造成惯性式分离器，将一次风管道重新合理布置，改造后磨煤机通风量由原来26 000 m3/h左右提高到35 000 m3/h左右，磨煤机出力由原来10.5 t/h左右提高到13 t/h左右。通过赤峰热电厂FM220/420型风扇磨的改造，证明改造磨煤机的分离器和一次风管道，降低制粉系统的通风阻力，提高磨煤机的通风能力，改造工作量小，投资少，简单易行，并可大大提高磨煤机出力，是对风扇磨制粉系统的最佳改造方案。
2 改造方案设计
对清河发电厂3、4号炉的制粉和燃烧系统分4个部分进行改造。
2.1 风扇磨改造
将风扇磨出口流道加宽100 mm，降低磨煤机出口速度，使磨煤机出口阻力下降。此改造方案1987年曾在沈阳加压气化厂的S9.100型风扇磨上应用过，改造效果较好。
2.2 分离器改造
3、4号炉风扇磨现配有雷蒙式分离器，分离器阻力约为1 200 Pa左右，阻力较大。赤峰热电厂FM220/420型风扇磨将原雷蒙式分离器改造成惯性分离器，改造后磨煤机通风量由原来26 000 m3/h左右提高到35 000 m3/h左右，磨煤机出力由原来10.5 t/h左右，提高到13.0 t/h左右。由于分离器的容积强度选择合理，所以煤粉细度达到了设计要求R90=45%。清河发电厂3、4号炉燃用铁法烟煤，设计煤粉细度为R90=25%～35%，如将雷蒙式分离器改造成惯性式分离器则容积强度应比赤峰热电厂的分离器选择要低，即分离器要比赤峰热电厂的分离器做得还要大，而清河发电厂的空间位置是容纳不下的，所以改成惯性式分离器是不可行的。
分离器的改造仍保持原来的雷蒙式分离器结构，将雷蒙式分离器的外筒体直径加大140 mm，高度加高200 mm。将回粉管加粗，由原来直径
