二次風(fēng)調(diào)節(jié)對垃圾CFB鍋爐燃燒的影響

田長虹 蘇志高 黃興華

（茂名永誠環(huán)保資源開發(fā)有限公司 廣東茂名 525024）

引言

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)排放等問題。本文通過對某垃圾CFB鍋爐的技改經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提出了一種簡單有效的解決思路。

1 鍋爐設(shè)計(jì)基本參數(shù)

國內(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)。鍋爐為兩臺循環(huán)流化床鍋爐，型號為：TG-55/5.3-LJ-400，單臺鍋爐日焚燒垃圾量 400噸，設(shè)計(jì)燃料為垃圾（1550KCal/Kg）、油頁巖（1200Kcal/Kg）、煤（5639Kcal/Kg），垃圾、油頁巖、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)行存在的主要問題

在實(shí)際運(yùn)行中，鍋爐并沒有摻燒油頁巖，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)過不斷的技術(shù)改進(jìn)，鍋爐運(yùn)行中存在的問題基本得到解決，但仍存在著燃燒不充分、CO排放超標(biāo)等問題。

4 原因分析

針對鍋爐燃燒不充分，CO排放超標(biāo)的問題，我們分別從爐膛溫度、垃圾質(zhì)量、二次風(fēng)的擾動三個(gè)方面進(jìn)行分析，并試圖找出解決問題的方法。

4.1 爐膛溫度對鍋爐燃燒的影響

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

4.2 垃圾質(zhì)量對鍋爐燃燒的影響

通過垃圾分揀、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。但通過試驗(yàn)證明這一方法仍不能解決問題。

4.3 二次風(fēng)擾動對鍋爐燃燒的影響

合理的二次風(fēng)配比，保證二次風(fēng)對垃圾的擾動、摻混及對密相區(qū)供氧，會促進(jìn)鍋爐的充分燃燒。但通過試驗(yàn)證明這一方法仍不能解決問題。

4.4 主要原因

經(jīng)過認(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，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，并與過熱器出口位置的氧量檢測值進(jìn)行對比。具體過程如下：逐步提高二次風(fēng)母管壓力，從2000Pa提高到3500Pa，并保持過熱器出口位置的氧量檢測值在8～14之間，觀察密相區(qū)上部氧量檢測值的變化情況。結(jié)果顯示，密相區(qū)上部氧量檢測值均在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[1]，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、摻混的力度[2]。

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，通過調(diào)節(jié)各二次風(fēng)門的開度，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

通過技改后的運(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。通過二次風(fēng)的改造來實(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。