鍋爐圈|二次風(fēng)調(diào)節(jié)對(duì)垃圾CFB鍋爐燃燒的影響

固廢網(wǎng)訊:垃圾CFB鍋爐作為垃圾發(fā)電廠的爐型之一，擁有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著排渣困難、難以實(shí)現(xiàn)CO達(dá)標(biāo)排放等問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)某垃圾CFB鍋爐的技改經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提出了一種簡(jiǎn)單有效的解決思路。

1鍋爐設(shè)計(jì)基本參數(shù)

國(guó)內(nèi)某垃圾電廠一期裝機(jī)規(guī)模為 2×400 噸/日垃圾焚燒鍋爐+2×12MW 汽輪發(fā)電機(jī)組，2014 年正式投產(chǎn)。鍋爐為兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，型號(hào)為：TG-55/5.3-LJ-400，單臺(tái)鍋爐日焚燒垃圾量 400 噸，設(shè)計(jì)燃料為垃圾（1550KCal/Kg）、油頁(yè)巖（1200Kcal/Kg）、煤（5639Kcal/Kg），垃圾、油頁(yè)巖、煤的質(zhì)量比率為 400:160:48，鍋爐設(shè)計(jì)熱效率為——80% 。

2鍋爐燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 鍋爐采用異重流化床燃燒方式和高溫分離器循環(huán)返料的燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)由爐膛、物料分離收集器和返料器三部分組成。爐膛由膜式水冷壁組成，下部是密相區(qū)，是一個(gè)下小上大的倒錐形流化燃燒段結(jié)構(gòu)。底部為水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板尺寸為1.57×6.17m；爐膛上部為稀相區(qū)，爐膛斷面擴(kuò)展到 4.03×6.33m。

2.2 給料口、二次風(fēng)口均布置在密相區(qū)內(nèi)。設(shè)計(jì) 1 個(gè)垃圾給料口、3 個(gè)輔助燃料口（煤、油頁(yè)巖），入口均布置在水冷壁前墻；二次風(fēng)口分 3 層布置，共 12 個(gè)，分別布置在左右兩側(cè)水冷壁。

3鍋爐運(yùn)行存在的主要問(wèn)題

在實(shí)際運(yùn)行中，鍋爐并沒(méi)有摻燒油頁(yè)巖，入爐垃圾的熱值在950Kcal/Kg 左右，入爐煤的熱值在 4500Kcal/Kg 左右，故實(shí)際使用燃料與設(shè)計(jì)偏差較大。經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)改進(jìn)，鍋爐運(yùn)行中存在的問(wèn)題基本得到解決，但仍存在著燃燒不充分、CO排放超標(biāo)等問(wèn)題。

4原因分析

針對(duì)鍋爐燃燒不充分，CO 排放超標(biāo)的問(wèn)題，我們分別從爐膛溫度、垃圾質(zhì)量、二次風(fēng)的擾動(dòng)三個(gè)方面進(jìn)行分析，并試圖找出解決問(wèn)題的方法。

4.1 爐膛溫度對(duì)鍋爐燃燒的影響

提高爐膛溫度，會(huì)提高燃料的燃燒速度，促進(jìn)鍋爐的充分燃燒。但通過(guò)試驗(yàn)證明這一方法并不能問(wèn)題。

4.2 垃圾質(zhì)量對(duì)鍋爐燃燒的影響

通過(guò)垃圾分揀、破碎與堆放發(fā)酵等工作，可以控制入爐垃圾的顆粒度及提高熱值，以促進(jìn)鍋爐的充分燃燒。但通過(guò)試驗(yàn)證明這一方法仍不能解決問(wèn)題。

4.3 二次風(fēng)擾動(dòng)對(duì)鍋爐燃燒的影響

合理的二次風(fēng)配比，保證二次風(fēng)對(duì)垃圾的擾動(dòng)、摻混及對(duì)密相區(qū)供氧，會(huì)促進(jìn)鍋爐的充分燃燒。但通過(guò)試驗(yàn)證明這一方法仍不能解決問(wèn)題。

4.4 主要原因

經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，我們認(rèn)為應(yīng)該是二次風(fēng)口的布置不當(dāng)是主要原因。該型鍋爐垃圾給料口布置在鍋爐前墻中央，燃燒中心在爐膛中央的密相區(qū)，二次風(fēng)口布置在鍋爐左右側(cè)墻，距離爐膛中心大于 3m，二次風(fēng)穿透物料層到達(dá)爐膛中央是有難度的。如此推測(cè)，二次風(fēng)上部的密相區(qū)中央應(yīng)該處于缺氧燃燒狀態(tài)。

為此，我們做了一個(gè)測(cè)試，取密相區(qū)上部的爐膛中央（高于上層二次風(fēng)標(biāo)高 1 米）的煙氣作氧量檢測(cè)，并與過(guò)熱器出口位置的氧量檢測(cè)值進(jìn)行對(duì)比。具體過(guò)程如下：逐步提高二次風(fēng)母管壓力，從2000Pa 提高到3500Pa，并保持過(guò)熱器出口位置的氧量檢測(cè)值在8——14 之間，觀察密相區(qū)上部氧量檢測(cè)值的變化情況。結(jié)果顯示，密相區(qū)上部氧量檢測(cè)值均在 0——2 之間.試驗(yàn)證明密相區(qū)燃燒中心區(qū)域處于缺氧燃燒狀態(tài)，二次風(fēng)未能有效發(fā)揮擾動(dòng)燃料與補(bǔ)充氧量的作用。故二次風(fēng)口布置不當(dāng)是造成鍋爐燃燒不充分的主要原因。

5改造方案

確定二次風(fēng)口布置不當(dāng)是鍋爐未能充分燃燒的主要原因后，我們參考了李斌的循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)布置，制訂了如下改造方案：

5.1 在前后墻水冷壁共增加 14 個(gè)二次風(fēng)口，分四層布置。此布置的二次風(fēng)口距爐膛中心為 1——2 米，與原布置相比，新布置的二次風(fēng)射流遇到的阻力會(huì)大幅減少。

5.2 改變二次風(fēng)噴口及射入爐膛的角度，加強(qiáng)二次風(fēng)的擾動(dòng)、摻混的力度。

6技改后的調(diào)試及結(jié)果

在該鍋爐大修期間，我們完成了二次風(fēng)口的改造。在調(diào)試中，通過(guò)調(diào)節(jié)各二次風(fēng)門(mén)的開(kāi)度，取到了一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此確定了不同狀況下一、二次風(fēng)的配比原則。在隨后的正常運(yùn)行中，在垃圾給料均勻的情況下，可以實(shí)現(xiàn) CO 的達(dá)標(biāo)排放，煤耗下降 30% 以上。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)技改后的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，合理的二次風(fēng)配比，不但有助于實(shí)現(xiàn)煙氣CO的達(dá)標(biāo)排放，也可以有效降低摻煤比。通過(guò)二次風(fēng)的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)鍋爐的充分燃燒，是一種投資費(fèi)用較少的解決方法。

垃圾焚燒鍋爐有區(qū)別于燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t的調(diào)整燃燒，因?yàn)槔仩t燃燒的是近似于固體的垃圾。稍有調(diào)整不當(dāng)可能導(dǎo)致燃燒的垃圾未充分燃燒，致使燃燒產(chǎn)生的爐渣中混合著未燒透的垃圾，達(dá)不到垃圾焚燒要求的減量化、資源化、無(wú)害化。所以在垃圾燃燒鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐的燃燒調(diào)整至關(guān)重要。我們來(lái)看下垃圾焚燒鍋爐怎么達(dá)到最好的燃燒效果吧。

想要達(dá)到最好的燃燒效果就要懂得垃圾的焚燒過(guò)程，垃圾要從進(jìn)廠區(qū)到在爐膛中焚燒的流程為：進(jìn)入垃圾儲(chǔ)坑→發(fā)酵（包括部分水分的脫離）→垃圾吊抓到垃圾料斗→進(jìn)入爐膛的干燥區(qū)→進(jìn)入I級(jí)燃燒區(qū)→進(jìn)入II級(jí)燃燒區(qū)（主要燃燒區(qū)）→燃盡區(qū)→完全燃透（產(chǎn)生爐渣、灰分）。從垃圾這個(gè)流程我們就可以知道得到垃圾燃燒效果的影響因素。

影響因素：

1、發(fā)酵效果；

2、垃圾在爐膛的干燥效果；

3、垃圾在爐膛的燃燒效果。

控制好了這幾個(gè)因素，我們就可以做到盡最大的使垃圾燃燒充分。其中因素2、3與垃圾燃燒過(guò)程中的一次風(fēng)、二次風(fēng)配比與風(fēng)壓有關(guān)。我們一起看下吧。