1 脫硫石膏沸騰爐工作原理
沸騰爐是脫硫石膏烘乾的主要熱源，其燃燒方式介於層狀燃燒和懸浮燃燒之間。工作原理為：高壓空氣通過均風箱由一次風的動壓頭變成均勻分布的靜壓頭，從風帽上的微孔高速高壓吹入爐內，使其沸騰床形成氣墊層將粒徑0～10mm、料層厚度300～500mm的煤粒全部吹起並上、下翻動。
料層由於高壓氣體增加了煤粒間的空隙膨脹而產生激烈運動，並在不停地翻騰、跳動中與空氣混合，使原有300～500mm的料層飛騰高度達到800～1400mm。此時，沸騰料層的燃料與含碳量為1~2%的灼熱灰渣充分混合燃燒，溫度一般可達950℃高溫，相當於乙個大蓄熱池。料層中0.
5～8mm的顆粒不易被氣體帶出燃燒室，能較長時間停留在沸騰料層中直到燃燼，然後由爐底冷渣管排出。沸騰爐由於燃料具有較大的著火比表面積和在爐膛內的停留時間較長，所以兼有煤粉爐和層燃爐的燃燒特點。沸騰爐膛中蓄熱量大，顆粒之間以及顆粒和空氣之間產生的相對運動十分激烈，加之其氣體擴散速度快，可維持在1.
05~1.1左右的很低的過量空氣係數下強烈燃燒，而且不必預熱，這就形成了強氧燃燒的條件，因此能使低熱值劣質燃料完全燃燒，燃燒反應迅速。
沸騰層的傳熱系數較高，一般可達220~350w/m3℃，沸騰段的容積熱強度高達1.745×106w/ m3，近於燃粉爐的10倍，鏈條爐的4~5倍。因而被普遍認為是一種熱效率較高的燃燒方式。
脫硫石膏烘乾沸騰爐既具有普通沸騰爐的熱效率較高這一特點，也從爐體結構、耐火材料、系統工藝裝置配套及其自動控制等方面進行了改進，使沸騰爐的應用效果更為顯著，不僅適用於 ＞6000kcaγ/kg的優質煙煤、無煙煤，也可全部燃燒 ＜3000kcaγ/kg的低熱值燃料如煤矸石、爐渣等。因而在脫硫石膏烘乾系統的應用中深受好評。
沸騰烘乾系統工藝流程如圖1。
2 脫硫石膏乾燥沸騰爐結構設計與效果
2.1脫硫石膏乾燥沸騰爐結構
脫硫石膏乾燥沸騰爐結構由爐床、爐膛、混合室等三部分組成，如圖2所示。
圖中，爐床部分包括均風箱、布風板、風帽、出渣孔等；爐膛部分包括垂直段、擴散段、懸浮段及爐門；混合室與烘乾機相連，設有排灰門、人孔門、熱電偶等。
脫硫石膏乾燥沸騰爐的設計，從結構上充分滿足了流體力學和熱力學原理。根據脫硫石膏乾燥的特點，沸騰爐的燃料採用從爐門上方呈正負壓分界處餵入的新結構，可促使燃料和熱渣均勻混合及充分燃燒。也有利於熱煙氣在擴散段釋放並由風機抽入混合室。
為減少熱氣在運動過程中的阻力，其過渡段採用收口式平滑結構設計，便於熱風順利、迅速地進入烘乾機參與熱交換。其擋火牆採用堆積型結構，有利於熱渣和飛灰回到垂直段或混合室積灰鬥，同時可為老廠烘乾系統因場地小而方便使用異型沸騰爐提供條件，其長度和高度也可隨廠房的侷限因地制宜地加以調整。沸騰爐的爐門設為兩個，分別作看火、調火和檢修使用，用於檢修的爐門可方便耐火磚活砌或出現結渣時開啟清理，避免操作人員在高溫下進入爐內清理結渣，即方便又安全。
小爐床的設計保證了節煤這一基本要素，其爐床面積比一般沸騰爐減小1/3，單位時間加煤量減小30%，因此節煤效果明顯、操作方便。
脫硫石膏乾燥沸騰爐具有以下特點：
(1) 燃料在沸騰爐中呈沸騰狀態，燃燒層正常燃燒的溫度為850～1100℃。而風動氣墊層溫度較低，一般在200～300℃，但因料層很厚，沸騰床能長時間悶火，蓄熱能量大；
(2) 由於鼓入高壓空氣，使爐內空氣過量係數高，形成強氧燃燒，燃燒和燃盡條件好；
(3) 沸騰層內受熱面積大，傳熱強烈，易於燃燒。因此爐膛內單位容積熱強度高；
(4) 用煤量少。垂直段僅以5%的煤燃燒，其餘95%均為熱渣，節煤效果好；
(5) 爐床面積小，使燃料的沸騰高度及風壓、風速增加，司爐工操作更容易，對異常情況特別是結渣的早期處理更及時；
(6) 設計採用較厚的保溫層，可減少爐體熱散失，爐溫變化較小，有利於延長爐體的使用壽命；
（7）作業系統採用熱工儀表和微機連鎖監控，溫度、煤耗、煙氣粉塵濃度、no和so2含量等主要引數均通過監控、記錄、顯示，為操作者提供管理依據。燃盡的灰渣可收集利用作為高活性水泥混合材。
通過上述改進設計的節煤型沸騰爐，有效提高了普通沸騰爐的熱效率，對燃料熱值的要求更寬，選材範圍更大，較之其他燃燒方式更具明顯的優勢。幾種燃燒方式的技術經濟指標對比見表1。
1.2 裝置主要引數的確定
爐床布風板有效面積f布 （m2）的計算：
布 = ……………（1）
式中：b計 –– 計算小時耗煤量，kg/h；
lo––理論燃燒空氣消耗量，m3 標煤/kg；
a沸 ––沸騰區過量空氣係數，取1.15；
v垂 ––垂直段底部冷態空氣流速取0.8m/s。
風帽的總通風面積σf帽為單個風帽通風面積f帽的總和。單個風帽通風面積f帽的計算如式2：
σf帽 = …………（2）
式中：v帽 –– 通過風帽小孔的風速，m/s；
帽 –– 每個風帽小孔的通風面積，m2。
爐膛擴散段截面積f擴 (m2)的計算：
f擴 = …………（3）式中：vg—燃燒生成的煙氣量，m3標煤/kg；
a擴––擴散段過剩空氣係數，取1.3；
v擴 ––擴散段冷態風速m/s，取0.45m/s。
懸浮段截面積f懸（m2）的計算：
f懸 = …………（4）
式中：a懸 –– 懸浮段過剩空氣係數，取1.5；
v懸 –– 懸浮段冷態風速，取0.45m/s。
混合室高度h（m）和長度l（m）確定：
h5）l6）w –– 塵粒的沉降速度m/s，取1.33；
v –– 煙氣流速m/s，取1.5。
混合室的橫截面積f（m）的計算：
f7）式中：q煙 –– 煙氣流量(m3/h)
能達到沸騰燃燒狀態所需的鼓風量q (m3/h)和風壓p (pammh2o)的計算：
q = n·f 帽·v帽 ·k …………（8）
p = 9.8 k (p風 + p渣 )× …（9）
式中：n –– 爐床上實際風帽個數
p風 –– 鼓風系統阻力：風管阻力取196 pa(20mmh2o)，風帽阻力取1766 pa(180 mmh2o)；
渣 ––沸騰爐床的渣層阻力：渣厚500mm時取3924 pa(400mmh2o)；
p地 ––當地大氣壓，mpa；
k –– 儲備係數，取1.3；
在選擇風機時，可根據計算求得的風量和風壓，適當增加20%確定其規格型號。
2.3 最佳沸騰速度的選擇
要使燃料在爐內保持穩定的沸騰狀態，只有選擇在臨界風速和帶出風速之間的沸騰操作速度，而沸騰臨界風速和帶出風速取決於燃料的特性和顆粒分布。通常，燃煤的粒度分布較寬，多為0~10mm，平均粒徑3mm左右。為使大顆粒能被吹起和考慮低負荷時的正常沸騰，應選用較大的沸騰速度。
然而，要儘量減少細顆粒不被吹走，沸騰速度又不益取得過大。現有的燃用10mm以下煤屑的沸騰爐，臨界速度在1m/s左右，帶出速度大約是臨界速度的6~7倍，而正常沸騰風速為臨界風速的2~3倍。氣流速度有冷態值和熱態值之分，實踐證明，在同樣的料層厚度和良好的沸騰狀態下，冷態值要求比熱態值高，兩者的最小風量大約相差60~80%。
因此，根據沸騰爐實現穩定沸騰狀態的諸多因素，應視爐床面積選擇臨界風速0.7~1.1m/s為宜，爐床面積較大，取值相對偏高。
3 操作與應用
脫硫石膏乾燥沸騰爐作為脫硫石膏乾燥烘乾系統的熱源，其操作技術要求較高，特別是在新爐除錯及試運轉過程中，若操作不熟悉或沒有掌握正確的操作方法，例如用風、加煤不當，很容易出現低溫結小渣，高溫結大塊和熄火、點火時間過長等現象。因此，既要求加強司爐工的操作技術尤其是在除錯和試運轉過程的培訓，掌握操作方法，也需根據工藝及裝置等生產實際情況因地制宜的確定操作引數，制定操作規程。
著重應注意以下幾個操作環節。
1 快速點火過程
脫硫石膏乾燥沸騰爐由於爐床面積小，保溫效能好，因此點火較一般沸騰爐容易。首先將沸騰爐內填放部分中粗粒黃砂或沸騰爐渣，加入少量碎煤拌和均勻，填於爐床，填料厚度約300～400mm，用高壓風機吹起幾次，用大小基本均勻的木材引火，並在其燃至木炭狀時加入少量碎煤，同時迅速以大風量供風，繼而改用小風適度吹養。如此反覆2～3次，直到沸騰爐渣逐步呈紅色後再加少量碎煤，用中等風量吹至其完全沸騰燃燒，開啟引風機即進入正常燃燒狀態。
3.2 穩定燃燒過程
正常燃燒過程中，可依據爐內火焰的顏色來決定是否調整加風或加煤量。爐內的爐渣高度應保持在550～650mm，風壓應穩定在700～800mmh2o，爐火呈粉紅色，熱風溫度為750～900℃。若爐內熱渣呈暗紅色，說明溫度偏低，需加入燃料，熱渣呈白色時，則溫度過高，需加大風量並加入冷渣降溫。
3.3 結渣的處理
結渣型別分為低溫結渣和高溫結渣，其處理方法各不相同。低溫結渣，在點火或悶火時易出現低溫結小塊現象，此時應首先急吹幾次，將其沖散，然後人工清除較大塊結渣，加少量煤養火後，繼續燃燒；高溫結渣時，如出現爐床面不沸騰或多處小孔噴火，表明已形成高溫結大塊，此時先停止加煤，然後加大風量吹冷結渣，開啟下層爐門，將大塊爐渣清除，填渣後利用爐溫重新**。
3.4 悶火與**
悶火前首先關閉喂煤機，高壓風機送風吹動爐內熱渣翻騰，同時觀察爐膛渣粒表層或煤粒的顏色。若呈白色狀應繼續吹風至冷，使其變為暗紅色時停止高壓風機、關閉調風閥，保持爐渣高度約500～600mm，最後關閉引風機。
**前先加少量煤，再開高壓風機，用大風將爐渣完全沸騰後，立即換小風噴吹，若沸騰渣呈暗黑色，即加大喂煤量，同時用大、小風量交替噴吹。也可用交替開閉高壓風機風閥的方法來控制**狀態，開則吹風，閉則養火，這樣反覆幾次，至到爐膛內的爐渣呈紅色，即轉入正常燃燒階段。正常執行中，脫硫石膏乾燥沸騰爐烘乾系統的風溫、風壓、風量等操作引數隨烘乾機的規格不同大致如表
2。由於沸騰爐能夠強化燃燒，其燃燒熱負荷和傳熱系數較高，因而，根據熱力學和流體力學原理將其爐膛尺寸大大縮減，可達到大幅度降低煤耗的目的。實踐證明，脫硫石膏乾燥沸騰爐爐床面積即使減小1/3，仍可達到節煤50%，增產100%的顯著效果，煤的燃盡率及其熱效率也比普通沸騰爐高得多。
本文所述的結構設計及其計算，為這一效果奠定了良好的基礎，具有設計的新穎性和計算的合理性。
高效沸騰工作原理
高效沸騰乾燥機操作及維護保養規程 1 使用 1.1 運轉準備 檢查是否有裝置完好。檢查電源 氣源 蒸汽源是否正常。推入料斗車 鎖定。按總電源，電源 訊號燈亮，按 頂缸上 將料車頂起，使筒體密封。按 風機開 起風5秒鐘立即停止，檢查風機轉向應無誤。重新啟動風機，調節風門調壓閥，檢查風門開閉是否靈活，通...
沸騰爐烘爐方案
甘肅乾坤化工資源綜合利用 年產25萬噸 年硫鐵制酸餘熱鍋爐安裝工程 批准審核 編制 甘肅乾坤化工資源綜合利用 2015年11月 一 概述 1 沸騰爐主要引數 沸騰層直徑 8400mm 沸騰層面積 55.42m2 擴大層直徑 10400mm 沸騰爐容積 1017m3 二 烘爐的目的 1.沸騰爐烘爐與餘...
沸騰爐說明書
hf型沸騰爐技術引數及安全操作規程 大榭 hf 4型 一 概述 hf型高溫煙氣沸騰爐是專為水泥廠烘乾機設計的一種新型高效節能燃燒裝置，它採用流化床燃燒方式，燃料在爐膛內通過高壓氣流層的作用上下翻騰呈現沸騰狀態，達到強化燃燒的效果。沸騰爐燃燒效率高，爐溫穩定，供熱充分，製造簡單，執行方便，調節靈活，節...