煤泥的流化床燃燒處理是一項很有發展前景的技術，不僅可以有效地將煤泥加以利用，而且可以得到保護環境，節約能源的雙重效益。
浙江大學熱能工程研究所從80年代初就開始致力于煤泥的流化床燃燒技術的研究與開發，從實驗室研究入手，先后在永榮礦務局發電廠10t/h流化床鍋爐和兗州礦務局興隆莊煤泥熱電廠的35t/h煤泥流化床鍋爐上燃用洗煤泥取得成功。目前，由浙江大學和杭州鍋爐廠設計的燃用煤泥的35 t/h流化床鍋爐己運行了近45 000 h。該項目的成功為中國大型洗煤廠綜合解決煤泥的資源化和高效清潔利用問題起到了很好的示范作用，為中國大力發展煤炭的洗選加工工業解除了后顧之優，開拓了一條經濟效益和社會效益都十分明顯的新途徑。在此基礎上，為了中國大型洗煤廠需處理更大量煤泥的需要，浙江大學與無錫鍋爐廠合作完成了75t/h煤泥循環流化床鍋爐的方案設計和施工設計。該爐安裝于兗州礦務局東灘礦煤泥熱電廠，于1997年12月18日首次點火成功。
1、75 t/h洗煤泥循環床鍋爐的設計及結構
浙江大學熱能工程研究所在煤泥流化床燃燒技術開發成功的基礎上，根據煤泥0.5 MW流化床燃燒試驗臺的試驗結果，結合燃用煤泥的35 t/h流化床鍋爐和循環流化床鍋爐的設計運行經驗，提出了75 t／h煤泥循環流化床鍋爐的方案設計，鍋爐的結構簡圖見圖1。
75 t／h洗煤泥循環流化床鍋爐由浙江大學和無錫鍋爐廠聯臺設計，由無錫鍋爐廠制造。可與1臺
1.2萬kW的汽輪發電機組配套或作為工業用汽的來源，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料
1.1有關鍋爐參數的確定
(1)鍋爐參數
額定蒸發量為75 t/h；飽和蒸汽壓力為3.82MPa；過熱蒸汽溫度為450℃；給水溫度為150℃；
(2)設計燃料為兗州礦務局東灘礦洗煤泥，分析數據見表1。
(3)有關計算參數的確定
熱力計算涉及參數很多，有些參數需在計算前根據具體情況選取或計算。本鍋爐部分預先取定的參數值見表2。
本鍋爐熱力計算采用浙江大學熱能J=程研究所自行開發的循環流化床鍋爐熱力計算專用軟件包。
1.2鍋爐結構簡介
本鍋爐采用浙江大學提出的洗煤泥大粒度給料異比重床料的循環流化床新技術，在高溫過熱器前進行一次分離，低溫過熱器后設下出氣旋風分離器，進行二次分離并將灰回送爐內繼續燃燒，具有燃燒效率高、結構緊湊、操作檢修方便等優點（見圖1）。
鍋爐運行方式通過放底渣調節料層高度，旋風分離器將飛灰分離并回燃以進一步提高燃燒效率。80%熱風經水冷布風板進入床層，其余20%熱風由布置在床層上部的二次風口送入爐膛形成二段燃燒，以降低NO，排放。
本鍋爐系單鍋筒自然循環，室內布置，由床層、爐膛、撞擊分離裝置，鍋筒及其內部裝置，下出氣旋風分離器、流化床回料室、過熱器、省煤器、空氣預熱器、床下點火及輔助燃燒系統、平臺扶梯、爐墻鋼架等主要部件組成。
本鍋爐正常給料采用3臺立式煤泥給料機從爐頂3個給料口投入床層。煤泥在爐內燃燒煙氣和飛灰在爐膛出口沖刷撞擊式分離器，一部分飛灰分離后再落回爐膛繼續燃燒。高溫煙氣再經高低溫過熱器后進入下出氣旋風分離器，分離下來的飛灰經流化床回料器送回爐內繼續燃燒。煙氣流經省煤器再次沉降部分煙塵后進入空氣預熱器，經除塵器、引風機、煙囪進入大氣。
爐水從汽包經下降管至水冷壁下集箱，進入水冷風室和風板后，再引入埋管、水冷壁進入水冷壁上集箱再引回汽包。從汽包來的飽和蒸汽進入側包墻管低溫級過熱器，經減溫后進入高溫級過熱器，由出口集箱引出。
鍋爐的前墻設二只給煤口，以備燃煤時采用，給料口下部噴入播煤風，以冷卻給料口，布風板風道前裝有床下自動點火裝置，在點火時啟用。點火升溫時間可控制，一般約1-2h，床下自動點火裝置由浙江大學熱能所設計和制造。
為保證鍋爐受熱面和分離器等關鍵部件的長期安全運行，鍋爐采用了系統化的防磨結構設計。‘在密相區，橫埋管上焊接了環形鰭片，在給煤泥點和返料口處，埋管讓開；爐膛頂部煙氣轉彎處、頂棚和水平煙道包墻都分區域加焊了密度不同的銷釘。本鍋爐設計中，下排氣旋風分離器內敷設了耐磨澆注料，燒結后具有良好的耐磨性能。中心筒上焊銷釘防磨。高溫過熱器，所有彎頭處加防磨蓋板；過熱器和省煤器管束特定管排靠墻處焊接了搭片以防出現煙氣走廊；下排氣的旋風分離器出口下方設置了均流板和假想管，采用膜式省煤器，并在省煤器的高溫段前三排管子上另焊兩片縱向鰭片，彎頭處加防磨蓋板；空預器管子入口加了套管。
2、本鍋爐主要技術特點
2.1低循環倍率
本鍋爐與普通的循環流化床鍋爐相比，采用較低的循環倍率(1～2)，在保證燃燒效率的前提下，較低的循環倍率避免了大量灰分無效地在爐內循環，從而降低自用電耗。
2.2特殊的分離器型式
本鍋爐的分離器采用下除灰、下排氣方式，與鍋爐流程完全吻合，雖分離效率略低，但煙氣阻力可降低，也使結構簡單合理。
2.3中溫分離
本鍋爐采用飛灰中溫分離技術，分離器工作溫度略低于600℃，布置在省煤器上方，這種布置方式可大大縮小幾何尺寸，使整個鍋爐結構緊湊。
2.4系統化的嚴密的防磨措施
本鍋爐在床層埋管及其它易磨處都采取諸如降低煙速、加防磨板等嚴密防磨措施，確保鍋爐長時間正常運行。
2.5采取埋管結構
由于燃用劣質燃料，低循環倍率，密相區燃燒份額較大，密相區設置埋管可以有利于床溫控制。
2.6采用床下熱煙氣點火
本鍋爐采用流態化形式的床下熱煙氣點火，這種點火方法節省用油，啟停時間少，根據點火過程能量微分方程式求解，該鍋爐可以在60 min左右點火成功。
3、點火啟動
傳統的床上點火技術，存在著以下的明顯缺點：能耗高；操作工序多，勞動強度大；自動程度低，控制性能差；成功率較低．與運行操作人員的經驗有很大關系。特別是較大型的流化床鍋爐需分床逐一點火升溫擴散，啟動過程長，鍋爐承受的熱應力大。因此傳統的上點火方式已難以與流化床鍋爐發展形勢相適應。特別是75t/h洗煤泥流化床鍋爐為目前國內乃至世界上最大的全部燃用洗煤泥的循環流化床發電鍋爐，更應在鍋爐點火啟動技術上采用先進的床下熱煙氣點火技術。
流化床鍋爐由于其運行時需要維持相當厚度的料層，正常運行開始前，必須加熱升溫至正常運行的溫度，通常在800℃以上，75t／h洗煤泥流化床鍋爐選用了浙江大學開發的zU-75A型床下熱煙氣點火裝置，該點火裝置由油槍、高能點火器、旋流器、穩焰器、燃燒室等組成。本鍋爐配兩只點火裝置。該點火裝置采用旋流燃燒器、帶回油的油槍，因而可根據鍋爐啟動的要求在較大范圍內調節燃油量，從而改變進入鍋爐風室的熱煙氣溫度。
正常啟動過程如下：啟動引風機和送風機，并啟動油泵備用，對點火燃燒室吹掃3—5 min后點燃高能點火裝置，然后迅速開啟油槍前的油路電磁閹點燃油霧。兩只點火裝置順序啟動。點火過程中通過改變進油壓力和回油壓力從而改變噴油量來調節熱煙氣溫度，也可調節風門的開度改變摻混風的流量從而調節熱煙氣溫度。點火過程中一般控制點火燃燒室內溫度不超過1100～1200℃，鍋爐風室內溫度不超過700℃，當床溫達到500℃后，即可投少量煙煤，待床溫呈上升趨勢后逐步加大投煤量，減少噴油量，當床溫達到800～850℃時停油，鍋爐點火啟動過程完成。待穩定運行10min后，即可慢慢切換為投煤泥。圖2為某次點火啟動過程中床溫、風室溫度隨時間的變化。
自鍋爐下點火裝置投運以來，點火過程中從未發生結焦現象，點火成功率為100%。該點火裝置的成功應用，體現了安全、經濟、可靠、文明，并實現了點火過程的程序化，具有工作可靠、操作簡單、調節控制方便、節油省能、點火成功率高的特點。
4、運行情況
1997年12月I8日，75 t/h洗煤泥循環床鍋爐首次點火成功，即進入滿負荷運行。由于煤泥系統未完成調試，先燃用洗中煤，鍋爐運行良好，可帶12 000 kW負荷。由于供熱管網還在安裝，負荷無法再提高。
1998年4月30日，在順利完成煤泥系統調試后，即開始進行投煤泥運行，鍋爐運行參數正常。
75 t/h洗煤泥鍋爐是在35t/h煤泥爐的成功運行基礎上進行的改進設計，因而顯示出較多的優點，如全膜式壁結構，采用水冷風室床下點火方式，不需進行分床點火。床料的補充采用定期加入洗中煤的方法，減輕了運行人員的工作負荷。該爐不僅可以單獨燃用煤泥、洗中煤，而且適用于煤泥和洗中煤的混燒。對飛灰進行取樣分析表明，采用二級分離與回送，效率也有較大提高。
5、結 論
設計中采用了浙江大學熱能工程研究所近年來所開發的相關技術和設計方法，以及有關煤泥流化床的試驗數據。本鍋爐的設計方案具有低循環倍率；中溫分離和采用床下熱煙氣流態化點火技術等特點。鍋爐運行情況表明：本鍋爐的設計方案先進、合理、穩妥，所采用的設計準則和設計方法正確，設計計算結果與鍋爐運行參數能較好地吻合。本鍋爐的設計和運行進一步為中國眾多煤礦的煤泥資源化和綜合利用提供了可資借鑒的成功經驗。
