淺談二次風在鍋爐運行中的作用

二次風對循環(huán)流化床鍋爐安全性的影響
    二次風是從爐膛四周加入爐膛燃燒室的強沖空氣流。二次風的主要作用是補充燃料燃燒所需的空氣量并加強物料的返混，適當調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，使煙氣溫度分布更均勻。在循環(huán)流化床鍋爐的運行中，能通過調(diào)整一、二次風的配比有效的調(diào)整鍋爐的負荷，能有效的控制燃燒份額的變化。在循環(huán)流化床鍋爐的下部，即密相區(qū)中，物料的流化形式基本上處于湍流流化狀態(tài)，在爐膛中上部，即稀相區(qū)才逐步過渡到快速流化狀態(tài)。由于二次風量的加入，二次風噴嘴以上煙氣流速顯著提高，使更多的物料參與爐內(nèi)與爐外循環(huán)，使較多溫度低的循環(huán)物料返回密相區(qū)，在密相區(qū)吸收熱量，帶走燃燒釋放的熱量，在爐膛中上部與水冷壁進行熱交換，提高傳熱系數(shù)和傳遞能量，維持密相區(qū)床層溫度，使鍋爐負荷上升。在我廠鍋爐運行初期，由于排渣不暢，將一次風加大運行，為維持合理的過量空氣系數(shù)，二次風控制在 110000Nm3/h左右運行。由于二次風量較小，密相區(qū)燃燒份額減少，稀相區(qū)燃燒份額增大，且上部物料濃度增大，不僅加劇了上部水冷壁磨損，而且造成了布置在爐內(nèi)的過熱器超溫嚴重，成了威脅機組長周期安全運行的隱患。同時，由于助燃的二次風量不足，使鍋爐高溫分離器內(nèi)存在嚴重的后燃現(xiàn)象，即部分可燃物在高溫分離器內(nèi)燃燒，導致分離器出口煙氣溫度升高，出入口溫差增大，煤粒度變化時，旋風分離器出口溫度達1000℃，溫差甚至達到80℃左右。煤的后燃導致煙氣溫度上升，使得煙氣對尾部對流受熱面?zhèn)鳠崃吭黾樱仩t減溫水量增大，嚴重影響了受熱面的安全。
    發(fā)現(xiàn)這些問題后，對鍋爐作了如下調(diào)整
（1）運行中在保證流化的前提下，盡量降低一次風，增大二次風。根據(jù)煤質(zhì)及時做出調(diào)整，發(fā)現(xiàn)煤的粒度較細的時候，及時調(diào)整一、二次風的配比，增大二次風的比例，加大密相區(qū)燃燒份額，降低上層物料濃度，減少磨損。在調(diào)整中，二次風最大可占總風量的45%。
（2）試驗表明，循環(huán)流化床鍋爐存在核心貧氧區(qū)，這是造成后燃的重要原因。所以在調(diào)整中，注意調(diào)整上下二次風的風門開度，下二次風保持40%左右，上二次風保持 80%左右，提高二次風風壓，增加入爐二次風的剛度，以消除鍋爐存在的中心貧氧區(qū)，減少后燃的份額，減少尾部受熱面吸熱量，保證受熱面的安全。
     二次風對鍋爐經(jīng)濟性的影響
二次風的調(diào)整不僅對鍋爐安全性有舉足輕重的影響，而且對經(jīng)濟性的影響也非常明顯。
本廠燃用的煤是品質(zhì)較差的貧煤，平均煤質(zhì)如下表所示：
發(fā)熱量（KJ/Kg） 水分(%) 揮發(fā)分(%) 灰分(%)
21949 8.69 10.42 27.75
由于燃用煤種揮發(fā)份較低，所以在調(diào)整中應加大下部二次風份額，增加密相區(qū)空氣量，增加煤在密相區(qū)的燃燒份額。在鍋爐投運初期，滿負荷運行時，控制二次風量在120000Nm3/h左右，下二次風開度35%，在這種工況下，床溫780℃左右，飛灰可燃物高達14%。經(jīng)過摸索，將二次風調(diào)整為 140000Nm3/h，提高過量空氣系數(shù)，加大兩側墻的油槍燃燒風，下二次風開度在45%到55%之間視煤質(zhì)情況進行調(diào)整。通過以上調(diào)整，稀相區(qū)的物料濃度降低，內(nèi)循環(huán)物料量減少，密相區(qū)燃料燃燒放出的熱量被返混物料吸收量減少，提高了密相區(qū)床層溫度。床層溫度的提高又提高了煤在密相區(qū)的燃燒份額，形成了良性循環(huán)。如此調(diào)整后，鍋爐運行床溫提高了15℃，飛灰可燃物降至9.5%，提高了機組的經(jīng)濟性。
此外，由于一、二次風機設計上的不同，在運行中，適當減小一次風，增大二次風，可有效的降低廠用電率，提高全廠的運行經(jīng)濟性。