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二次风调节对垃圾CFB锅炉燃烧的影响

北极星环保网来源:循环流化床发电 田长虹2019/1/24 11:12:41我要投稿

北极星环保网讯:垃圾CFB锅炉作为垃圾发电厂的炉型之一,拥有很多的优点,但也存在着排渣困难、难以实现CO达标排放等问题。本文通过对某垃圾CFB锅炉的技改经验总结,提出了一种简单有效的解决思路。

1锅炉设计基本参数

国内某垃圾电厂一期装机规模为 2×400 吨/日垃圾焚烧锅炉+2×12MW 汽轮发电机组,2014 年正式投产。锅炉为两台循环流化床锅炉,型号为:TG-55/5.3-LJ-400,单台锅炉日焚烧垃圾量 400 吨,设计燃料为垃圾(1550KCal/Kg)、油页岩(1200Kcal/Kg)、煤(5639Kcal/Kg),垃圾、油页岩、煤的质量比率为 400:160:48,锅炉设计热效率为~80% 。

2锅炉燃烧系统简介

2.1 锅炉采用异重流化床燃烧方式和高温分离器循环返料的燃烧系统,该系统由炉膛、物料分离收集器和返料器三部分组成。炉膛由膜式水冷壁组成,下部是密相区,是一个下小上大的倒锥形流化燃烧段结构。底部为水冷布风板,布风板尺寸为1.57×6.17m;炉膛上部为稀相区,炉膛断面扩展到 4.03×6.33m。

2.2 给料口、二次风口均布置在密相区内。设计 1 个垃圾给料口、3 个辅助燃料口(煤、油页岩),入口均布置在水冷壁前墙;二次风口分 3 层布置,共 12 个,分别布置在左右两侧水冷壁。

3锅炉运行存在的主要问题

在实际运行中,锅炉并没有掺烧油页岩,入炉垃圾的热值在950Kcal/Kg 左右,入炉煤的热值在 4500Kcal/Kg 左右,故实际使用燃料与设计偏差较大。经过不断的技术改进,锅炉运行中存在的问题基本得到解决,但仍存在着燃烧不充分、CO排放超标等问题。

4原因分析

针对锅炉燃烧不充分,CO 排放超标的问题,我们分别从炉膛温度、垃圾质量、二次风的扰动三个方面进行分析,并试图找出解决问题的方法。

4.1 炉膛温度对锅炉燃烧的影响

提高炉膛温度,会提高燃料的燃烧速度,促进锅炉的充分燃烧。但通过试验证明这一方法并不能问题。

4.2 垃圾质量对锅炉燃烧的影响

通过垃圾分拣、破碎与堆放发酵等工作,可以控制入炉垃圾的颗粒度及提高热值,以促进锅炉的充分燃烧。但通过试验证明这一方法仍不能解决问题。

4.3 二次风扰动对锅炉燃烧的影响

合理的二次风配比,保证二次风对垃圾的扰动、掺混及对密相区供氧,会促进锅炉的充分燃烧。但通过试验证明这一方法仍不能解决问题。

4.4 主要原因

经过认真分析,我们认为应该是二次风口的布置不当是主要原因。该型锅炉垃圾给料口布置在锅炉前墙中央,燃烧中心在炉膛中央的密相区,二次风口布置在锅炉左右侧墙,距离炉膛中心大于 3m,二次风穿透物料层到达炉膛中央是有难度的。如此推测,二次风上部的密相区中央应该处于缺氧燃烧状态。

为此,我们做了一个测试,取密相区上部的炉膛中央(高于上层二次风标高 1 米)的烟气作氧量检测,并与过热器出口位置的氧量检测值进行对比。具体过程如下:逐步提高二次风母管压力,从2000Pa 提高到3500Pa,并保持过热器出口位置的氧量检测值在8~14 之间,观察密相区上部氧量检测值的变化情况。结果显示,密相区上部氧量检测值均在 0~2 之间.试验证明密相区燃烧中心区域处于缺氧燃烧状态,二次风未能有效发挥扰动燃料与补充氧量的作用。故二次风口布置不当是造成锅炉燃烧不充分的主要原因。

5改造方案

确定二次风口布置不当是锅炉未能充分燃烧的主要原因后,我们参考了李斌的循环流化床锅炉二次风布置,制订了如下改造方案:

5.1 在前后墙水冷壁共增加 14 个二次风口,分四层布置。此布置的二次风口距炉膛中心为 1~2 米,与原布置相比,新布置的二次风射流遇到的阻力会大幅减少。

5.2 改变二次风喷口及射入炉膛的角度,加强二次风的扰动、掺混的力度。

6技改后的调试及结果

在该锅炉大修期间,我们完成了二次风口的改造。在调试中,通过调节各二次风门的开度,取到了一系列的试验数据,由此确定了不同状况下一、二次风的配比原则。在随后的正常运行中,在垃圾给料均匀的情况下,可以实现 CO 的达标排放,煤耗下降 30% 以上。

结语

通过技改后的运行数据表明,合理的二次风配比,不但有助于实现烟气CO的达标排放,也可以有效降低掺煤比。通过二次风的改造来实现锅炉的充分燃烧,是一种投资费用较少的解决方法。


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