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，但也存在著排渣困難、難以實現(xiàn)CO達標排放等問題。本文通過對某垃圾CFB鍋爐的技改經(jīng)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(shù)

國內(nèi)某垃圾電廠一期裝機規(guī)模為 2×400 噸/日垃圾焚燒鍋爐+2×12MW 汽輪發(fā)電機組，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，設計燃料為垃圾（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，鍋爐設計熱效率為——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(qū)，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(qū)內(nèi)。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(jīng)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(zhì)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(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(qū)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(jīng)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(qū)，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(qū)中央應該處于缺氧燃燒狀態(tài)。

為此，我們做了一個測試，取密相區(qū)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(qū)上部氧量檢測值的變化情況。結果顯示，密相區(qū)上部氧量檢測值均在 0——2 之間.試驗證明密相區(qū)燃燒中心區(qū)域處于缺氧燃燒狀態(tài)，二次風未能有效發(fā)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(huán)流化床鍋爐二次風布置，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。

6技改后的調(diào)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(diào)試中，通過調(diào)節(jié)各二次風門的開度，取到了一系列的試驗數(shù)據(jù)，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(xiàn) CO 的達標排放，煤耗下降 30% 以上。

結語

通過技改后的運行數(shù)據(jù)表明，合理的二次風配比，不但有助于實現(xiàn)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(xiàn)鍋爐的充分燃燒，是一種投資費用較少的解決方法。

垃圾焚燒鍋爐有區(qū)別于燃煤鍋爐和燃氣鍋爐的調(diào)整燃燒，因為垃圾鍋爐燃燒的是近似于固體的垃圾。稍有調(diào)整不當可能導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，達不到垃圾焚燒要求的減量化、資源化、無害化。所以在垃圾燃燒鍋爐運行過程中，鍋爐的燃燒調(diào)整至關重要。我們來看下垃圾焚燒鍋爐怎么達到最好的燃燒效果吧。

想要達到最好的燃燒效果就要懂得垃圾的焚燒過程，垃圾要從進廠區(qū)到在爐膛中焚燒的流程為：進入垃圾儲坑→發(fā)酵（包括部分水分的脫離）→垃圾吊抓到垃圾料斗→進入爐膛的干燥區(qū)→進入I級燃燒區(qū)→進入II級燃燒區(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與垃圾燃燒過程中的一次風、二次風配比與風壓有關。我們一起看下吧。

垃圾發(fā)酵效果

垃圾在儲坑中發(fā)酵可以使垃圾的水分部分脫干使得垃圾進爐膛燃燒時效果更佳，并且產(chǎn)生的可燃燒氣體還起到了助燃的效果。

垃圾焚燒發(fā)電廠一般情況下會把垃圾分區(qū)堆在垃圾儲坑中發(fā)酵5-7天再投入爐內(nèi)燃燒。經(jīng)過這個發(fā)酵期，垃圾揮發(fā)分大量析出，同時垃圾所含的水分會蒸發(fā)或者滲出。因而垃圾池最下層的垃圾會泡在滲瀝液中，導致水分太大不利于燃燒，最上層的垃圾由于會暴露在空氣中，導致發(fā)酵不完全也不利于燃燒。

這來就會得到的結論為垃圾池里發(fā)酵5-7天的中部垃圾最有利于燃燒。為了垃圾的充分燃燒可以要求垃圾吊操作員應該將下部和上部的垃圾翻倒，使上部的垃圾進一步的發(fā)酵，下部已經(jīng)發(fā)酵完全的垃圾得到干燥，將發(fā)酵完全的干燥的垃圾投入垃圾焚燒爐內(nèi)燃燒。

爐膛風量配比

垃圾焚燒爐內(nèi)主要風量來自一次風機，二次風機起輔助送風的作用。垃圾焚燒爐在額定工況下的一次風總量比二次風總量要高。一次風出口的風壓要維持在一定值之上，以確保有足夠的風壓穿透垃圾料層，燃燒區(qū)的一次風擋板開度為50%—60%，保證能提供足夠的氧量便于燃燒。

干燥區(qū)沒有明火燃燒，一次風擋板開度適當減小，確保能使垃圾得到干燥即可，開度一般為20%—30%；燃盡區(qū)既不燃燒也不需干燥，一次風擋板開度略開一點就行，一般為5%—10%。若燃盡區(qū)有未燃盡的垃圾在燃燒，應適當加大這一區(qū)域的風門擋板開度，使其有足夠的氧氣燃盡垃圾。同時應提高一、二次風的溫度，以便維持爐內(nèi)溫度，提高熱效率。

調(diào)整過程中遇到垃圾的水分過大時應該適當提高一次風的溫度，使得進入爐膛的垃圾干燥效果得到進一步提高；調(diào)整過程中遇到垃圾的厚度過大時應該適當提高一次風的風壓，保證一次風可以穿透爐膛的垃圾，保證一次風能起到干燥、助燃的效果。

爐排速度、給料速度

進入爐膛內(nèi)的垃圾通過給料器均勻的鋪設在爐排上進行燃燒。給料器的速度直接影響著焚燒爐的垃圾處理量，爐排的速度則決定著垃圾在爐排上的厚度，調(diào)節(jié)好二者的速度關系，才能使垃圾在焚燒爐均勻穩(wěn)定的燃燒。

燃燒調(diào)整過程中遇到垃圾的火床往主燃燒區(qū)逼近時，證明垃圾的燃燒效果好，爐膛中已經(jīng)缺失垃圾，需要補充垃圾，這時就應該加大爐排速度、給料速度。

當調(diào)整燃燒過程中發(fā)現(xiàn)垃圾明顯出現(xiàn)無法正常燃燒，且爐內(nèi)垃圾發(fā)黑或者發(fā)現(xiàn)燃盡區(qū)爐排有未燒透的垃圾時應當適當減慢給料速度、爐排速度，保證爐膛中的垃圾能充分燃燒。

在調(diào)整此過程中要注意是否為垃圾水分、成分、厚度的改變引起的，然后針對具體原因來調(diào)整。水分改變?yōu)檎{(diào)整垃圾干燥程度（一次風），稍微改變爐排速度、給料速度；成分改變則同時視情況調(diào)整一次風、爐排速度、給料速度；爐膛內(nèi)鋪料厚度過厚或過薄時先調(diào)整爐排速度，進而再調(diào)節(jié)一次風。

綜合調(diào)整

垃圾焚燒爐在最大負荷運行時由于垃圾的熱值在不斷的變化，爐內(nèi)的燃狀況也會隨時改變。焚燒爐內(nèi)的燃燒情況可通過爐膛火焰電視直觀觀測，但這種方式難以確定是何種原因引起的負荷波動，無法對焚燒爐做出相對應的調(diào)整。

負荷波動對參數(shù)直接的影響是爐膛溫度的變化，其次是爐膛出口的氧氣和一氧化碳濃度的變化。在穩(wěn)定的燃燒工況下，爐膛出口的氧含量為維持在一個定值左右，比如7%，一氧化碳濃度也維持在一個定值左右，比如8mg/m^³以下。如果這兩個參數(shù)的變化較大，說明爐內(nèi)的燃燒效果不理想。根據(jù)氧量和一氧化碳濃度的變化，可做出如下調(diào)整：

（1）氧量增大，一氧化碳濃度正常；（2）氧量增大，一氧化碳濃度增大。

針對現(xiàn)象（1），最有可能的原因是總風量過大，爐內(nèi)過量空氣系數(shù)過高，導致氧量上升。這種現(xiàn)象短時間內(nèi)不會過大降低爐膛溫度。爐內(nèi)空氣過多會導致表層的垃圾迅速燃燒，而內(nèi)部的垃圾不能燃燒完全，若不及時處理，長時間后一氧化碳濃度也會升高，最終導致焚燒爐負荷下降。此時最直接的調(diào)整方法是降低二次風機的轉(zhuǎn)速或者關小二次風機入口擋板，若二次風機已經(jīng)在最小負荷，可相應的調(diào)整一次風機，使噴入爐內(nèi)的總風量減小。

針對現(xiàn)象（2），最有可能的是焚燒過程中出現(xiàn)最頻繁的，氧量增大表示有足夠的氧氣參與燃燒，一氧化碳濃度增大說明爐內(nèi)的垃圾沒有及時燃燒，最有可能的原因的爐內(nèi)垃圾料層過厚或局部料層過后。料層過厚會使一次風不能穿透垃圾，導致垃圾不能干燥完全，燃燒區(qū)表層的垃圾在燃燒，而覆蓋在底層的潮濕垃圾不能與爐內(nèi)足夠氧氣接觸參與燃燒，只能被不斷加熱，產(chǎn)生大量一氧化碳，一氧化碳又會和爐內(nèi)底部的氧氣反應生成大量二氧化碳，最終導致表層的垃圾也不能很好的燃燒。

通過觀火孔可見爐內(nèi)火焰不高，并有大量白煙冒出，嚴重者可能導致爐膛熄火。此時應該減小給料器的速度或停止給料器，增大一次風量，提高一次風壓，若不能維持爐膛溫度，可啟動輔助燃燒器，通過火焰電視觀察爐內(nèi)的燃燒情況，可緩慢恢復到額定工況。

總的來說垃圾焚燒爐在燃燒過程中要經(jīng)常觀測爐內(nèi)燃燒情況，最主要的是控制好爐內(nèi)料層厚度與一次風量的配比關系，給料器的速度調(diào)整后一定要相應的調(diào)整一次風量。燃燒調(diào)整時，可根據(jù)氧氣和一氧化碳濃度的變化結合爐內(nèi)燃燒情況，分析出影響燃燒的原因，對爐排做出相對應的調(diào)整。

原標題:【鍋爐圈】二次風調(diào)節(jié)對垃圾CFB鍋爐燃燒的影響

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