锅炉圈|二次风调节对垃圾CFB锅炉燃烧的影响

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。

垃圾焚烧锅炉有区别于燃煤锅炉和燃气锅炉的调整燃烧，因为垃圾锅炉燃烧的是近似于固体的垃圾。稍有调整不当可能导致燃烧的垃圾未充分燃烧，致使燃烧产生的炉渣中混合着未烧透的垃圾，达不到垃圾焚烧要求的减量化、资源化、无害化。所以在垃圾燃烧锅炉运行过程中，锅炉的燃烧调整至关重要。我们来看下垃圾焚烧锅炉怎么达到最好的燃烧效果吧。

想要达到最好的燃烧效果就要懂得垃圾的焚烧过程，垃圾要从进厂区到在炉膛中焚烧的流程为：进入垃圾储坑→发酵（包括部分水分的脱离）→垃圾吊抓到垃圾料斗→进入炉膛的干燥区→进入I级燃烧区→进入II级燃烧区（主要燃烧区）→燃尽区→完全燃透（产生炉渣、灰分）。从垃圾这个流程我们就可以知道得到垃圾燃烧效果的影响因素。

影响因素：

1、发酵效果；

2、垃圾在炉膛的干燥效果；

3、垃圾在炉膛的燃烧效果。

控制好了这几个因素，我们就可以做到尽最大的使垃圾燃烧充分。其中因素2、3与垃圾燃烧过程中的一次风、二次风配比与风压有关。我们一起看下吧。