二次風調節對垃圾CFB鍋爐燃燒的影響

田長虹 蘇志高 黃興華

（茂名永誠環保資源開發有限公司 廣東茂名 525024）

引言

垃圾CFB鍋爐作為垃圾發電廠的爐型之一，擁有很多的優點，但也存在著排渣困難、難以實現CO達標排放等問題。本文通過對某垃圾CFB鍋爐的技改經驗總結，提出了一種簡單有效的解決思路。

1 鍋爐設計基本參數

國內某垃圾電廠一期裝機規模為2×400噸/日垃圾焚燒鍋爐+2×12MW汽輪發電機組，2014年正式投產。鍋爐為兩臺循環流化床鍋爐，型號為：TG-55/5.3-LJ-400，單臺鍋爐日焚燒垃圾量 400噸，設計燃料為垃圾（1550KCal/Kg）、油頁巖（1200Kcal/Kg）、煤（5639Kcal/Kg），垃圾、油頁巖、煤的質量比率為 400：160：48，鍋爐設計熱效率為～80%。

2 鍋爐燃燒系統簡介

2.1 鍋爐采用異重流化床燃燒方式和高溫分離器循環返料的燃燒系統，該系統由爐膛、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，是一個下小上大的倒錐形流化燃燒段結構。底部為水冷布風板，布風板尺寸為1.57×6.17m；爐膛上部為稀相區，爐膛斷面擴展到4.03×6.33m。

2.2 給料口、二次風口均布置在密相區內。設計1個垃圾給料口、3個輔助燃料口（煤、油頁巖），入口均布置在水冷壁前墻；二次風口分3層布置，共12個，分別布置在左右兩側水冷壁。

3 鍋爐運行存在的主要問題

在實際運行中，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，故實際使用燃料與設計偏差較大。經過不斷的技術改進，鍋爐運行中存在的問題基本得到解決，但仍存在著燃燒不充分、CO排放超標等問題。

4 原因分析

針對鍋爐燃燒不充分，CO排放超標的問題，我們分別從爐膛溫度、垃圾質量、二次風的擾動三個方面進行分析，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，促進鍋爐的充分燃燒。但通過試驗證明這一方法并不能問題。

4.2 垃圾質量對鍋爐燃燒的影響

通過垃圾分揀、破碎與堆放發酵等工作，可以控制入爐垃圾的顆粒度及提高熱值，以促進鍋爐的充分燃燒。但通過試驗證明這一方法仍不能解決問題。

4.3 二次風擾動對鍋爐燃燒的影響

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

4.4 主要原因

經過認真分析，我們認為應該是二次風口的布置不當是主要原因。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，二次風口布置在鍋爐左右側墻，距離爐膛中心大于3m，二次風穿透物料層到達爐膛中央是有難度的。如此推測，二次風上部的密相區中央應該處于缺氧燃燒狀態。為此，我們做了一個測試，取密相區上部的爐膛中央（高于上層二次風標高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行對比。具體過程如下：逐步提高二次風母管壓力，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，觀察密相區上部氧量檢測值的變化情況。結果顯示，密相區上部氧量檢測值均在0～2之間.試驗證明密相區燃燒中心區域處于缺氧燃燒狀態，二次風未能有效發揮擾動燃料與補充氧量的作用。故二次風口布置不當是造成鍋爐燃燒不充分的主要原因。

5 改造方案

確定二次風口布置不當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流化床鍋爐二次風布置[1]，制訂了如下改造方案：

5.1 在前后墻水冷壁共增加14個二次風口，分四層布置。此布置的二次風口距爐膛中心為1～2米，與原布置相比，新布置的二次風射流遇到的阻力會大幅減少。

5.2 改變二次風噴口及射入爐膛的角度，加強二次風的擾動、摻混的力度[2]。

6 技改后的調試及結果。

在該鍋爐大修期間，我們完成了二次風口的改造。在調試中，通過調節各二次風門的開度，取到了一系列的試驗數據，由此確定了不同狀況下一、二次風的配比原則。在隨后的正常運行中，在垃圾給料均勻的情況下，可以實現CO的達標排放，煤耗下降30%以上。

結語

通過技改后的運行數據表明，合理的二次風配比，不但有助于實現煙氣CO的達標排放，也可以有效降低摻煤比。通過二次風的改造來實現鍋爐的充分燃燒，是一種投資費用較少的解決方法。