一、 前言
沸腾炉又称为鼓泡流化床锅炉，是循环流化床锅炉发展*一个重要的里程碑。我公司在二○○二年为新疆伊宁市某厂一台SZP6.5-13锅炉改造为沸腾炉，通过三年的运行，证明改造是成功的。锅炉蒸发量比改造前提高了，额定蒸发量可达10吨/时，并可燃用链条炉炉渣、无烟煤末和煤矸石。
二、 锅炉改造前后的结构特性
该厂SZP6.5-13锅炉是前苏联制造的抛煤机翻转炉排蒸汽锅炉，额定蒸发量6.5t/h，蒸汽压力1.27MPa，给水温度105℃。锅炉布置有水冷壁、对流管束和铸铁省煤器。现给水温度约20℃左右。改装前燃用III类烟煤，出力达不到额定蒸发量。
经改造为沸腾炉后，燃用煤种为劣质烟煤。根据现场条件，保留了原锅炉全部受热面，炉体高度和外形尺寸均未改变。仅拆除抛煤机翻转炉排及灰渣斗，代之以布风板。布风板位置比原炉排面下降2.68m，在炉膛下部两侧和后墙新增加沸腾炉埋管受热面19.09m2。布风板下布置有等压风室。改造后沸腾炉结构特性见表（1）；改造前后主要设备规范见表（2）。
现将改动较大的送风系统、水循环系统和给煤出渣系统详述如下：
（1） 送风系统：将原链条炉排拆除以后，在标高1.97m处安装布风板。布风板采用整块2232×1776mm、厚度20mm的钢板制成。它在炉内的有效面积为2.657m2，板上钻有按等边三角形布置、直径为￠34mm的孔334个，节距为96×83mm和2支￠108mm的排料孔。风帽采用蘑菇型风帽，用RQTSi5.5耐热铸铁浇铸而成。每只风帽上钻有￠4.5mm或￠6.1mm的小孔8个，开孔率为2.135%，在布风板上敷有100mm左右的隔热层，以免布风板烧坏变形。
风箱形状为倒锥形，鼓风从风箱下部进入，为使布风均匀，风箱进口安装有菱形扩流锥，风道直径为￠800mm，采用安装在鼓风机出口的公称通径为Dg800mm的电动闸板阀门调整给风量，同时为了便于在运行中快速开启、关闭鼓风，在鼓风机进口风管上装有快速开关翻板，通过钢丝绳在司炉平台上遥控。
（2） 水循环系统：原锅炉水冷壁管、对流管排、锅筒及集箱位置均保持不变，仅在水冷壁集箱下部两侧墙各加装30根￠51×4的沸腾埋管受热面。分前后两排布置，管中心与垂直段炉墙距离分别为212mm和62mm，上部接入原水冷壁集箱，下部接入新增加的两侧墙沸腾埋管下集箱。侧墙水冷壁管子zui低处距布风板平面125mm，同时后墙也新增加￠51×4mm的沸腾埋管16根，下部接入新增加的后墙沸腾管下集箱。后墙沸腾管子zui低处与布风板平面距离455mm。上部直接接入上锅筒。每根沸腾管下集箱都有两根￠108mm的下降管与下锅筒相联接。原上锅筒与水冷壁集箱之间的两根￠89mm的下降管割去。
（3） 给煤与出渣：在炉前司炉平台上安装有两台螺旋给料机。给煤通过两根溜煤管进入炉膛负压区。溜煤管下沿距布风板平面距离为1.2m。前墙中心上下各设一只炉门，供点火及清理炉膛用，在上下炉门中间还预留有安装油点火喷嘴的位置，后墙中心距布风板平面1.15m的地方留有150×250mm的溢流口一只，但因燃煤灰分少，基本上不溢流，仅每班从冷灰管放冷灰一次。
三、 锅炉改造的效果和技术经济指标对比
沸腾燃烧锅炉是七十年代发展起来的一种锅炉，它具有强化燃烧、强化传热，能燃用各种低发热值的煤矸石、炉渣、无烟煤末和高硫、高灰分的劣质煤等特点。在燃料中加入一定量的石灰石颗粒，就可以实现烟气脱硫，与相同蒸发量的其他锅炉相比，具有占地面积小，金属消耗量低、节省投资等优点。同时由于沸腾燃烧的特点，便于实现锅炉燃烧自动控制，减轻了司炉操作工的劳动强度，改善了劳动条件，为工业锅炉实现自动化开辟了新的道路。改造前后的技术经济指标对比见表（3）。
经过几年的运行实践，我们体会到：
（一）本炉改造为沸腾炉后，能很好的燃用各种劣质煤、煤矸石和无烟煤末，因条件限制未进行煤矸石和无烟煤末的试烧，仅燃用10mm以下的筛下煤末。
（二）由于沸腾炉具有强化传热的特点，因此锅炉本体改造所增加沸腾埋管受热面19.26m2，蒸发量却增加了3.5t/h，大幅度地提高了锅炉出力，改造后的炉子与相同蒸发量的SZL10-1.25-AII型锅炉相比，无论从炉体高度、受热面面积、金属消耗量来说都很紧凑。
设备简单、投资少、施工时间短、改造方便。改造沸腾炉所增加的机械设备有高压鼓风机、给煤机和螺旋给料机。高压鼓风机是沸腾炉的关键设备，风机型号为8-18-1型，实际消耗功率为40-50kW。因改炉时炉体高度不变，所以其他受热面和钢架均保持不动。因此改装工作量小，施工时间短。
（三）便于实现燃烧自动控制。本炉采用可控硅直流电机调速，通过调节给煤量控制沸腾层温度在800-950℃范围内运行。测温元件采用热电偶，经温度变送器给可控硅电路一触发信号，调节给煤机直流电机转速从而改变给煤量。同时还安装了三冲量自动给水调节装置、高低水位报警装置和记录显示仪表。锅炉鼓、引风机调节闸板都安装有电动执行机构，基本上实现了燃料自动控制和遥控操作。
（四）本炉采用二次风飞灰回燃装置，将落在对流管处的部分飞灰送回炉膛再燃，降低了飞灰含碳量。飞灰含碳量仅3.08-11.97%，而同类型燃用煤矸石和无烟煤末的沸腾炉飞灰含碳量达25%以上，本炉灰渣含碳量也较低，仅0.77-2.3%。因本炉燃用低灰分的烟煤，基本上不溢流，仅每班放冷灰一次约100公斤左右，平均每小时灰渣量仅12.5公斤，因此大大降低了出渣工作量。而同类型的SZP6.5-13型抛煤机锅炉每班出渣两次，总灰渣量约为沸腾炉的4-6倍。
四、 运行操作情况
该炉自二○○二年点火运行以来，经过几年的运行，实践证明该沸腾炉设计合理，各项参数均达到设计指标，在点火启动成功以后，只要维持一定的风煤比，控制好沸腾层的温度在800-950℃范围内，一般情况下运行是正常的，而且燃烧稳定，工作压力也很稳定。沸腾炉运行的关键在于启动点火和防止结焦这两大问题。
（一）启动点火：采用薄料层、厚炭火快速启动方法。先在炉排面上铺250mm左右厚度的底料。启动鼓风机把料层吹平，同时将过细的底料吹走，然后停风，加木材点火烘炉1-2小时。当木材燃成炭火层以后，就可启动鼓风机，随着料层温度升高，逐渐加大送风量同时启动给煤机加煤。当料层温度升高到500-600℃时，就可直接加到沸腾风量，此时风室风压约为520mm水柱左右。如果随着加风其料层温度反而下降，炉膛内看不到红色火焰，应立即停止给煤给风，重新将底料耙平，再加木材继续提高料层温度，重新启动。
对点火启动来说要求底料的含碳量低是一个关键。一般可采用沸腾炉冷灰管放出的冷灰作底料。但必须将超出10mm以上的粗颗粒筛去，并保证其含碳量不得超过5%。刚开始点火时无冷灰作底料，我们就采用液态排渣煤粉炉的水凝渣作底料，其含碳量在1%以下，效果甚佳。同时点火用的木材不能用好的干材，否则，烧不出炭火层。
（二）结焦：沸腾炉如运行不当或点火启动不熟练，很容易发生结焦现象，沸腾炉结焦可分为高温结焦和低温结焦。高温结焦发生在运行过程中，多由于沸腾层温度控制不当，超过灰渣软化温度所致，一般形成大面积整块结焦。发生这种情况时，必须紧急停炉，将底料全部耙出，破碎、过筛，方可重新使用。因此沸腾炉在运行过程中必须严格控制炉温在800-950℃范围内波动，不可超过1000℃。只要运行时密切注视炉温变化，尤其是采用调节炉温的自动化装置以后，高温结焦是*可以避免的。但必须注意测温元件的完好程度及安装位置。显示的温度是否正确反映炉内真实温度，以及防止测温元件和自控装置的失灵。本炉在炉膛内安装了四只热电偶。沸腾层上部一只，沸腾层下部前后各一只，炉膛出口一只，以监视炉膛温度的变化。
低温结焦多发生在点火启动过程中，或由于布风不均、炉膛结构不合理、存在死角等原因而造成。在开始点火试烧阶段，由于缺乏点火启动运行经验或操作方法不当，低温结焦再所难免。但底料含碳量多，往往是造成低温结焦的主要原因。从启动点火的经验看，底料含碳量越小越好，zui多不得超过5%。只要在点火启动时，正确掌握加煤加风的时间和点火程序就能实现快速启动，避免低温结焦的发生。在运行中，低温结焦往往在局部地方结成焦块，如不及时处理，就会影响沸腾工况正常进行。这时只须压火，将焦块耙出就可正常运行了，不须停炉处理。下部炉门漏风也会引起局部结焦。因此必须保持炉门关闭时严密不漏。本炉运行情况详见表（4）。
五、 存在问题及讨论
沸腾炉在运行中普遍存在着飞灰热损失大、受热面磨损快以及单位电耗偏高等问题。这些问题的存在使得沸腾炉燃烧效率降低、检修周期缩短、耗电量增大，这样就大大限制了沸腾炉的推广和发展，现就本炉如何解决这些问题及所采取的措施讨论如下：
（一）飞灰热损失问题：本炉原设计有溢流口，因所燃用煤灰分低，基本上不溢流。仅每班放冷灰一次，约100公斤，其余的部分灰份以飞灰形式随烟气进入对流管排和尾部烟道。为降低飞灰含碳量，我们利用原锅炉飞灰回燃装置进行了部分改进，现使用效果良好。飞灰含碳量基本控制在3.03-11.97%范围之内波动，而同类型燃烧煤矸石和无烟煤末的沸腾炉飞灰含碳量高达20-40%。
从飞灰量来看，本炉飞灰份额约占总灰量的80%，但使用三年来，未发现省煤器有严重堵灰现象。这可能由于沸腾炉飞灰颗粒较粗，大部分飞灰在对流管排烟道转弯处分离出来，因此进入省煤器烟道和烟囱的飞灰与改造前相差无几。
（二）磨损问题：对竖管形式布置的沸腾层埋管受热面来说，下部靠近弯头处受炙热碳粒的摩擦，磨损是很快的，往往运行半年左右就可能磨穿而发生爆管事故，因此我们在沸腾炉竖埋管下部弯头处采用螺旋状防磨片堆焊渗铝的新工艺，较好的解决了这一难题。螺旋状防磨片用￠6mm的圆钢沿管子绕制而成，节距为20mm左右。防磨圆钢两侧全长均与管子焊接在一起，迎风面焊缝采用堆焊渗铝的新工艺。经过几年的运行，堆焊渗铝的螺旋状防磨片和管子均未发现磨损现象，也未发生沸腾埋管爆管事故，见图一。
（三）电耗问题：沸腾炉电耗偏高的原因主要是因为料层和布风板空气流通阻力大，需要风压较高、功率较大的鼓风机而造成。本炉鼓风机消耗功率为40-50kW，因无合适配套电机，现用110kW电机。引风机电机功率55kW，实际消耗功率也只有30-40kW。因此，为了降低沸腾炉电耗，一方面要设法改进布风板和风帽的结构，降低阻力损失，另一方面应从选用风机和合适配套电机着手，避免大马拉小车的现象，造成不应有的浪费。
（四）重油点火问题：本炉现在采用木材点火，烘炉时间长，操作比较难掌握，木材消耗量大。掌握不好，容易出现低温结焦。在可能的情况下，宜实现点火程序自动化控制。
