1、日立燃燒器燃燒水煤漿時存在的問題
1.1鍋爐鹿部渣量大
220t/h水煤漿鍋爐底部渣量設計值與實測值比較見表1。
由表1可以看出，日立煤漿燃燒器在實際運行過程中，其爐底渣量遠遠高出設計值，為設計值的4倍。曾經因為渣量太大而撈渣機來不及撈出爐渣，使爐底被爐渣堵塞，被迫停爐清渣。爐底渣量過大不但使鍋爐效率降低，而且給爐渣處理系統造成了極大困難，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。
日立漿槍噴嘴水煤漿從中心進入，霧化蒸汽從四周進入，兩者混合后經噴嘴進入槍頭，從噴孔中噴出。
由于水煤漿的比重遠遠大于蒸汽，漿柱作為一個整體與霧化蒸汽相遇時，漿的動量遠大于蒸汽，這樣兩相物質不易實現質量傳遞，從而達不到均勻混合的目的。實際情況是，漿柱在中心、蒸汽在四周包圍形成的兩相分離的物質從噴嘴噴出后，沖到槍頭蓋上，破碎的漿粒與蒸汽一起噴出，這種霧化效果極差，噴出的漿粒很大。在重力及爐膛內風力作用下，小顆粒漿粒向上運動形成飛灰，大顆粒煤漿受重力作用向下運動形成爐渣，因此噴出的漿粒越大爐底渣量越多。由上可知，日立漿槍僅靠煤漿與槍頭蓋的撞擊形成霧化，漿量越大噴出的煤漿顆粒越大，這一點已經在實際運行過程中得到證實。該槍每支設計流量4.8t/h，但實際上漿量超過2t/h后，水煤漿霧化效果開始變差，漿量到4t/h時大量的漿粒份份掉人爐底渣井中，燃燒效果變壞。
1.2爐渣及飛灰中可燃成分大
眾所周知，煤漿著火要經過四個過程，即煤漿加熱、水分蒸發、揮發分析出和著火階段、固定碳燃燒階段。由于日立漿槍每支漿量超過2t/h后就噴出較大的煤漿顆粒，使煤漿著火的四個過程均加長，爐底渣基本沒有經過固定碳燃燒階段就掉人渣井中，渣中可燃物含量經常在90%以上。
同理飛灰顆粒大，固定碳燃燒不完全，使飛灰的燃燒時間加長。但由于煙道較長，飛灰有較長的時間實現固定碳的燃燒，因此，飛灰中可燃物含量相對比爐渣中的小，為30%左右。
1.3漿量與霧化蒸汽量相互影響
日立漿槍噴漿量與漿壓無直接關系，而是與漿壓與霧化汽壓之差成正比，見表2及圖1。要想使煤漿噴出必須保證漿壓高于霧化汽壓力；升高（降低）漿壓也應使霧化汽壓力跟著升高（降低），反之升高（降低）霧化汽壓力，漿壓也應隨之升高（降低），否則漿量不能保證。
因此，調整噴漿量要同時考慮漿壓和霧化汽壓力，保證兩者之差為0～0.2MPa。日立漿槍不能實現霧化汽壓大于漿壓，這也是煤漿霧化質量
差的原因之一。
2、對日立公司煤漿燃燒器的改進方案
日立漿槍主要問題是煤漿霧化質量差，造成渣量大、可燃成分多。解決問題的關鍵是要把漿柱打散，增加一級霧化，使煤漿在進入噴嘴前就有一部分蒸汽混入煤漿中，以解決日立漿槍的第一及第二個問題。增加噴嘴及一級煤漿混合物的流通面積，可解決漿量與霧化蒸汽量相互影響的問題。
3、220t/h水煤漿鍋爐噴嘴改進試驗
3.1 日立漿槍灰渣中可燃物含量測試
2000年3月9日至6月19日，用日立漿槍進行了一系列燃燒調整試驗，目的是為了取得日立漿槍燃用水煤漿時灰渣中可燃物含量的基本數據，作為比較基礎。
由表3及表4可以看出，用日立燃燒器無論在何種工況下測試，燃燒產物中可燃物含量均較高，渣為81. 35%～94. 31%，平均89. 80%；一區灰為19.00%—35.54%，平均28.05%；二區灰為14. 60%～27. 72%，平均24.20%。
3.2改進的中方1#漿槍燃燒水煤漿試驗
6月20日至7月3日，用改進的中方1#漿槍進行了水煤漿燃燒試驗，目的是為了解決日立漿槍的渣量大的問題。由于渣量與鍋爐運行工況有直接的關系，所以渣量的對比要在鍋爐負荷、單只漿槍噴漿量基本相同的情況下進行才有意義。由表5可看出，1#漿槍單位重量水煤漿出渣量比日立漿槍小5倍，渣量減少80%，已經低于正常水平。由表6看出，中方1#漿槍灰渣中可燃物含量仍然很高，與日立漿槍相近。
3.3改進的中方2#漿槍燃燒水煤漿試驗
在1#漿槍試驗的基礎上，把1#漿槍結構改進后成為2#漿槍，于7月5日至7月17日，用2#漿槍進行了水煤漿燃燒試驗，目的是在1#漿槍渣量正常以后，解決灰渣中可燃物含量高的問題，見表7。
2#漿槍以邢臺漿為主進行試驗。7月5日14點用2#漿槍換下日立漿槍，從圖2、圖3可以看出，用2#漿槍后灰渣中可燃物含量明顯降低，到7月10日達到最好水平。在此階段爐底渣量正常，7月8日測得渣/漿比為0.007。
3.4 2#漿槍與日立漿槍霧化特性比較
2#漿槍之所以取得較好的燃燒效果，是因為采用了提高煤漿霧化性的措施，這可以由灰的粒度分布說明，因漿霧化越好，灰中顆粒越小。
由表8可看出，在燃燒同一種漿（邢臺）的情況下，日立漿槍灰的顆粒較大，有大于500t.cm的顆粒存在；而用2#漿槍后，灰的顆粒很小，基本在150um以下，摻人大同漿后顆粒略有增大。這就說明2#漿槍的霧化性遠遠高于日立漿槍。
3.5 3#漿槍結構確定
經過長期實驗，最后把漿槍的結構優化固定下來，成為現在成熟的3#漿槍。該槍結構合理，霧化性能好，單槍噴漿量可達5t/h。水煤漿槍所用關鍵耐磨材料也已經實現了國產化，成本比日立公司降低10倍。2000年12月19日至21日，與華北電力科學研究院用3#漿槍于進行了72小時滿負荷試驗，經測試，220t/h水煤漿鍋爐在滿負荷時各項性能指標均達到設計要求。
4、結束語
到目前為止，在水煤漿噴嘴改進方面取得了顯著成果，確定出了較為理想的漿槍結構，爐底渣量降低5倍，渣中可燃物含量由90%降到10%以下，灰中可燃物含量由30%降到4%左右，水煤漿燃燒狀態良好。自制的水煤漿槍所用關鍵耐磨材料壽命在國內處于領先水平，成本比日立公司降低10倍，富通新能源不但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，生物質顆粒燃料主要由木屑顆粒機壓制生產而成。
