(2)水煤漿的燃燒是平均粒徑45—50um的煤顆粒在爐膛內的懸浮燃燒，盡管水煤漿中灰分含量很低，但燃料中大約90%的灰分要通過鍋爐尾部排到爐外。飛灰量的增加會加大對流管束積灰，使傳熱熱阻增加，排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降，故水煤漿鍋爐設計時要重視對流管束的積灰現象，必須配備有可靠的吹灰裝置。
(3)水煤漿的灰熔點一般為1250℃，為防止爐膛內結焦、結渣，鍋爐爐膛最高溫度通常控制在1 200℃以下。
(4)根據水煤漿鍋爐的一些實踐數據，水煤漿鍋爐的爐膛熱負荷應控制在543.4—836MJ/( m3h)范圍為宜，故水煤漿鍋爐在設計時，爐膛容積應比一般層燃燃煤鍋爐大50%左右。
(5)水煤漿的燃燒在本質上同煤粉的燃燒相似，都是在爐膛空間內的懸浮燃燒，鍋爐在設計時必須設置防爆裝置。同時，為防止爐膛氣爆事故，鍋爐在點火前，必須先進行爐膛吹掃，以排除爐內可燃氣體，吹掃風量為滿負荷風量的25%一30%，吹掃時間不低于3分鐘。程序控制中鍋爐的聯鎖保護可參照《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》第166、167條的規定執行。
2小型水煤漿鍋爐應用實例及存在的問題
我公司自2005年起就開始了水煤漿鍋爐的研發工作，并在工程實踐中得到了應用，取得了良好的效果。在所開發的系列新產品中，主要是2—6t/h的小型水煤漿鍋爐，鍋爐采用D型布置，右側為燃燒室，左側為對流受熱面，燃燒器為國內大多數廠家采用的壓力霧化式（如圖1）。水煤漿由燃燒器的漿槍送人，在漿槍噴頭內混入壓縮空氣，水煤漿經霧化噴人爐膛充分混合后進行懸浮燃燒。此系列鍋爐自開發以來，已在國內多個城市運行。同時，根據用戶反饋的實際運行狀況，我們又對鍋爐局部進行了多次完善與提高，使該系列產品的總體結構更趨合理。
總體而言，開發的系列小型水煤漿鍋爐運行情況尚可，但由于小型水煤漿鍋爐爐膛矮小，煤粉粒子燃燒停留時間短，會導致飛灰量增多。同時，針對不同地區的用戶，因漿源的不同，制漿取用煤種的差異等，鍋爐在運行中都會出現較嚴重的積灰、結焦現象。2007年我廠給山東某單位設計生產了2臺20 t/h、1.25 MPa的水煤漿鍋爐（如圖2），燃燒器為壓力霧化式。雖然爐膛容積、爐膛水冷度、二次風的布置等均滿足理論要求，但該鍋爐運行不到3個月就出現爐膛嚴重結焦、對流管束掛灰現象，后經對該鍋爐進行多次整改，雖運行狀況有了較大的改善，但爐膛結焦狀況改變還不甚理想。水煤漿鍋爐形成結焦、結渣的原因有很多，與爐型結構、燃燒方式、制漿煤種的選擇、爐膛最高溫度、爐膛水冷度、二次風的布置等多種因素有關。結合這2臺20 t/h水煤漿鍋爐的設計及整改運行經驗發現，對于容量較大的鍋爐，爐型的完善、控制鍋爐運行參數等只能起到改良作用，選用合理的燃燒方式才是防止水煤漿鍋爐結焦、結渣的主要因素，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
3.4.2煙風系統
來自鼓風機的冷風經過空氣預熱器加熱后，分為一次風和二次風。一次風直接進入床層下的風箱中。二次風分為二路，一路進入左墻的點火風道，另一路進入左側墻中下部的二次風噴口。二次風量占總風量的15%~25 010，各個風管上都有風門可進行調節。水煤漿燃燒產生的煙氣依次經由密相區、稀相區、高溫旋渦分離器、轉折煙室、過熱器、鍋爐管束、省煤器、空氣預熱器、除塵器，再由引風機排人煙囪。
3.4.3本體受熱面
爐膛分為流化床密相區和上部稀相區。為防止水煤漿粒化器將燃料噴到埋管上，爐膛密相區的前墻未布置埋管，埋管受熱面只沿左、右墻垂直布置，由51 mm x5 mm的管子組成，埋管上加裝有可靠的防磨措施。上部稀相區的兩側墻水冷壁也是由#51 mm x5 mm的管子組成，部分側墻水冷壁管在稀相區上部交叉，構成旋渦分離器，側墻水冷壁和構成旋渦分離器的管子交叉后匯集進入上集箱；爐膛前墻布置有水冷壁以保護前墻，管子規格為西51mm x3.5 mm，前墻回路與側墻水冷壁回路構成并聯的系統，經導汽管匯合進入上鍋筒。為降低爐膛水冷度，除前墻受熱面外，大部分爐膛及旋渦分離器受熱面管子上都覆蓋有耐火層，這主要是為保證啟爐時容易點火，同時也能減少管子磨損。爐膛出口轉折煙室采用U型結構，未布置受熱面，這有利于水煤漿顆粒團的燃盡和灰的分離。另外，為保護過熱器，過熱器前布置有防渣管，防渣管由上下鍋筒引出，管子規格為咖51 mm x5 mm。鍋爐管束是由∮51 mm x3.5mm的管子組成，所有的管子均脹接于鍋筒上，并用隔煙板將對流段分成前后兩個煙道。
3.4.4過熱器
過熱器管束由材質為15CrMoG的∮38 mm×3.5 mm管子組成，兩種介質的相互流動方式采用平行混合流，整體由出人口聯箱和減溫器吊起，固定在鋼架上的支座上。下部設有多個檢查門，以便檢修、觀察和除灰。
3.4.5尾部受熱面
尾部豎井內布置有省煤器和空氣預熱器，省煤器分為三組串聯布置，由∮32 mm x3 mm的螺旋鰭片管組成。省煤器下部為空氣預熱器，由咖51 mm×2 mm管子組成。
3.4.6流化床層與投料
鍋爐床料采用細顆粒石英砂，為提高流化質量，采用“V”型布風板，并采用床下熱煙氣發生器點火裝置。布風裝置由布風板、柱體風帽、放料管、絕熱層及風箱組成。水煤漿投料共布置有3只粒化器，其中2只主粒化器布置于爐膛前墻，另1只備用粒化器設置在爐膛頂部。
3.5 鍋爐運行注意事項
為保證鍋爐在調試和運行中的安全，在運行時應格外注意以下幾點：
(1)水煤漿粒化器應根據燃燒隨時調整，不可噴到埋管上。
(2)壓火或停爐時必須保證床內燃料已燃盡，在持續通風至爐溫600℃以下時才可以停風。
(3)粒化器即使斷漿，也應持續通風，斷漿同時必須立即用高壓空氣對粒化器管道進行吹掃，吹掃后關閉供漿球閥。在鍋爐運行中，粒化器應持續通風。
(4)床溫急劇升高或氧量急劇下降時，此時可能有埋管上掛的漿落入床內，應立即加大通風，停止供漿，直至床溫恢復正常才可恢復供漿和正常床壓。
4流化懸浮燃燒水煤漿鍋爐主要技術優勢
流化懸浮水煤漿鍋爐的燃燒與壓力霧化式燃燒鍋爐有明顯的不同，該系列水煤漿鍋爐的主要技術優勢有以下幾點：
(1)實現了水煤漿的低溫燃燒，解決了水煤漿懸浮燃燒帶來的易于結焦、運行不穩定、安全性差的問題，同時抑制了熱力型NO，的生成與排放；
(2)實現了著火燃燒后的水煤漿顆粒團的循環燃燒，具有很高的燃燒效率；
(3)利用石灰石與石英砂構成的床料，輔之低溫燃燒技術實現了水煤漿燃燒過程中直接脫硫，脫硫系統簡單、成本低；
(4)采用分離回輸燃盡裝置提高了石灰石的利用率，減少了床料的補充量，提高了燃燒效率；
(5)負荷調節特性好，可在30%—100%額定負荷范圍內穩定運行，達到經濟運行的效果；
(6)降低了對水煤漿品質的要求，拓寬了制漿的煤種范圍，使制漿成本降低；
(7)省略了價格昂貴的燃燒器與易出故障的霧化漿槍，不需要復雜的高壓風漿系統及過濾器等設備，系統更為簡單可靠；
(8)節能環保，運行穩定、費用低，配套系統簡潔可靠，操作簡單，節省設備投資，運用范圍廣，適合各種參數的鍋爐。
5、結論
2009年底，2臺35 t/h、3.82 MPa的該型鍋爐落戶勝利油田，自安裝調試完畢后，水煤漿流態化穩定，鍋爐一直在安全穩定運行。到目前為止，該系列鍋爐中另有10 t/h、20 t/h、75 t/h等產品已安裝運行，用戶普遍反應良好。水煤漿流化懸浮高效潔凈燃燒鍋爐徹底解決了水煤漿懸浮燃燒過程中，尤其是在小空間燃燒室中易結焦、燃燒不穩定這一難題，實現了水煤漿的低溫、高效潔凈燃燒，是水煤漿燃燒技術領域的一次突破，對工業鍋爐潔凈煤技術的發展將產生深遠的影響，具有巨大的市場潛力和經濟與社會效益。
