技能培训资料：循环流化床锅炉基础知识

循环流化床锅炉采用了高效、节能、低污染的外循环流化床锅炉燃煤新技术，它具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、NOX排放低、结构简单、操作方便等诸多优势。

1、循环流化床锅炉的基本特点是什么？

⑴低温的动力控制燃烧。其燃烧速度主要取决于化学反应速度，决定于温度水平。物理因素不再是控制燃烧的主导因素。⑵高速度、高浓度、高通量的固体物料流态循环过程。循环流化床锅炉的所有燃烧都在这两种形式的循环运行中逐步完成的。⑶高强度的热量、质量和动量的传递过程。循环流化床锅炉的热量主要靠高速度、高浓度、高通量的固体物料来回循环实现的，炉内的热量、质量和动量的传递和交换非常迅速，从而使整个炉膛内温度分布很均匀。

2、什么叫做动力燃烧？答：当温度较低时，化学反应速度较慢，物理混合速度较快，燃烧速度取决于化学条件，即温度的高低，这种燃烧称为动力燃烧，或燃烧处于动力区。循环流化床锅炉的动力燃烧主要发生在以下情况下：⑴启动过程中，由于此时床层温度较低，化学反应速度也较慢。⑵细颗粒的燃烧，此时扩散的阻力较小。

3、什么叫做扩散燃烧？答：在扩散燃烧过程中，传质速度远低于化学反应速度。由于化学反应速度很快，传质速度较慢的氧量在刚到达焦碳外表面就被化学反应消耗。这种工况常见于大颗粒焦炭的燃烧。

4、什么叫做过渡燃烧？答：在过渡燃烧中，化学反应速度与内部扩散速度相当，氧气在焦炭中的渗透能力不强，接近外表面处的小孔消耗了大部分的氧量。过渡燃烧工况多发生在鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉的某些区域的中等粒度焦炭中，此时的微孔传质速度和化学反应速度相当。

5、循环流化床锅炉会不会产生“爆燃”现象？答：相对于煤粉炉，循环流化床锅炉应该是不易爆燃、爆炸的。但由于在实际运行中多次重新启动、点火时，大量易燃物的积累。如果未进行适当的吹扫和合理的通风，也会造成爆燃和爆炸现象。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈！因此，我们在实际工作中一定不要存在麻痹思想，必须严格照《规程》进行操作，防止爆燃和爆炸现象出现。

6、什么叫做固体物料的流态化？答：气体或液体流过固体颗粒层，当流速增加到一定程度时，气体或液体对固体颗粒产生的作用力与固体颗粒所受的其他外力相平衡，固体颗粒层呈现类似液体或流体状态，这种操作状态被称为固体物料的流态化。

7、什么叫做床层差压？答：是指风室压力与密相区床层压力之差，是表征床料高度的一个重要物理量。一定高度的床料在固定流化风压下对应一定的床层差压。因为在流化状态下，相同面积布风板上颗粒的重力与其浮力之差基本相同，所以用床层差压可以计算出床料的高度。

8、什么叫做炉膛差压？答：是指稀相区的压力与炉膛出口压力差，是表征炉膛稀相区颗粒浓度的重要物理量。一定的颗粒浓度对应一定的炉膛差压。炉膛差压越大，稀相区颗粒浓度越大，循环灰量也越大。

9、什么叫做临界流化速度？答：对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的流化风速很低时，随着流化风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当流化风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加流化风速，固定床会突然出现“解锁”现象，床层压降降至床层的静压。如果床料是由宽筛分颗粒组成的话，其特点为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。颗粒床层从静止状态转变为流化状态所需的最低速度，称为临界流化风速。

10、临界流化风速与哪些因素有关？⑴料层厚度对临界流速有影响。料层越厚，临界流速越大；⑵料层的当量平均料径增大则临界流速增加；⑶固体颗粒密度增加时临界流速增加；⑷流体的运动粘度增大时临界流速减小。如床温增高时，临界流化风速减小；床温减少则临界流化风速增大。

11、循环流化床锅炉各个部件内部都呈现什么流化状态？答：循环流化床锅炉炉膛密相区为鼓泡流化床状态；稀相区存在大量颗粒破碎、扬析和返混现象，为湍流流化床或快速流化床状态。回料器的主要作用是将床料或灰渣流化起来，以便利于输送，可以认为是鼓泡流化床状态。

12、宽筛分颗粒流态化时的流体特性是什么？答：⑴小于流体密的度的物体浮在床层表面，密度大于流体密度的物体会下沉；⑵床层表面保持水平，形状保持容器的形状；⑶在任一高度的静压近似等于在此高度以上单位床截面积内固体颗粒的重量；⑷床层内颗粒混合良好，加热床层时所有床料温度基本均匀；⑸床层内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔中排出；⑹几个流化床底部连通后，床层高度自动保持同一水平高度。

13、颗粒在流化床内受到哪些力？答：⑴颗粒运动时的阻力；⑵重力与流体施加在颗粒上的浮力；⑶颗粒旋转时所受的升力；⑷颗粒及颗粒与壁面的相互碰撞力；⑸紊流脉动力，气固燃烧过程涉及的流动通常为均匀紊流工况，并且有较大的气流脉动速度，因此紊流脉动力对燃烧的颗粒运动有很大的影响。

14、影响高温旋风分离器性能的主要因素有哪些？答：⑴切向入口风速的影响。一般来讲入口风速越高，分离效率越高，但当流速过高时，由于气流湍流度增加以及颗粒反弹加剧等原因反而造成分离效率下降；⑵温度的影响。温度越高气体粘度越大，分离效率越低；⑶颗粒浓度的影响。颗粒的浓度存在着一个临界值，小于该值时随着浓度的增加分离效率增加，大于该值时随着浓度的增加分离效率反而下降；⑷粒径的影响。颗粒粒径越大，分离效率越高；⑸结构参数的影响。包括分离器的进口宽度和形式、中心管长度、直径以及筒体直径等。

15、煤在流化床内的燃烧过程是怎样的？答：颗粒在流化床内的燃烧是流化床锅炉内发生的最基本最重要的过程，它涉及流动、传热、化学反应以及很多相关的物理化学现象，当煤粒通过给煤机进入流化床炉膛后，将依次经过以下过程：⑴煤粒得到周围高温床料的加热过程；⑵热解及挥发份燃烧；⑶对某些煤种发生颗粒膨胀和一级破碎现象；⑷焦炭燃烧并伴随着二级破碎现象。实际上煤粒在流化床中的燃烧过程不能简单地以上述步骤绝对地划分成各阶段，往往几个过程会同时进行。挥发份和焦炭的燃烧阶段存在着明显的重叠现象。

16、什么叫一级破碎？答：颗粒中析出的挥发份的时会在煤粒中形成很高的压力而使煤粒产生破碎，这种现象我们称为一级破碎。一级破碎后煤粒分裂成碎片。

17、什么叫二级破碎？答：当焦炭处于动力燃烧或过渡燃烧工况时，焦炭内部的小孔增加，焦炭的连接力下降。当连接力小于焦炭的外力时，焦炭就产生碎片，这个过程叫二级破碎。二级破碎是在挥发份析出后的焦炭燃烧阶段发生的。破碎的粒度要比产生细炭粒大。如果煤粒处于动力燃烧工况，即燃烧在焦炭内均匀进行，整个焦炭颗粒会同时产生破碎，这种二级破碎又叫穿透性破碎。

18、影响循环流化床锅炉机械不完全燃烧的因素有哪些？

答：⑴过剩空气系数的影响；过剩空气系数越小，机械不完全燃烧损失越大，反之越小。⑵一次风量及一次风速的影响。一次风速及一次风量越大，飞灰含碳量越大，机械不完全燃烧损失越大；⑶床温高低的影响。床温越高，煤的燃烬程度越高，机械不完全燃烧损失越小。床温越低，煤的燃烬程度越低，机械不完全燃烧损失越大；⑷进入炉膛燃料粒度的影响。煤颗粒越小，机械不完全燃烧损失越小，煤颗粒越大，机械不完全燃烧损失越大；⑸煤的性质：挥发份、灰份的影响。煤的挥发份越高、灰份越小则机械不完全燃烧损失越小，反之，机械不完全燃烧损失越大；⑹床层厚度或床压的影响。床层厚度越厚，床压越高，机械不完全燃烧损失越大。

19、循环流化床锅炉运行时床温升高的原因是什么？答：⑴一次风量过小并低于临界流化风量，床层局部流化状态被破坏，煤燃烧生成的热量来不及传播给其他床料，造成床层局部温度过高；⑵点火升压过程中，燃煤加得过快、过多或加煤时未及时调整一次风量；⑶单侧燃煤室运行，造成流化不均匀而引起超温；学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈！⑷压火操作不当或压火启动时由于操作缓慢，造成床料流化不起来，从而造成局部超温；⑸炉内有异物或耐火材料大面积脱落，破坏床料流化状态；⑹回送装置返料不正常或堵塞，当返料量比较小时，床温会有一定程度的上升；⑺负荷增加过快，一次风没能及时跟上，二者匹配不合理；⑻床温表计失准，造成运行人员误判断；⑼风帽损坏，大量床料漏至一次风室内，使布风板底部压力不均匀，破坏了床层的流化状态；⑽排渣量过大，造成床层厚度过低。

20、如何降低循环流化床锅炉的床温？答：当循环流化床锅炉的床温超过规定的上限，应及时采取措施降低床温，否则会引起高温结焦，甚至导致被迫停炉的事故发生，降低床温的主要措施是：⑴适当增加一次流化风量，使床层内蓄热量被一次风从密相区上扬到稀相区，从而降低床温，同时也可以减小给煤量，使床层内的热源减少，也能达到降低床温的目的；⑵点火过程中严格控制入炉煤量不超过额定给煤量的20％，防止煤的放热量超过锅炉总的吸热量，而使床层温度过高；⑶严格遵循“升负荷时先加风后加煤，降负荷时先减煤后减风”的原则。这样做的目的主要是防止煤进入床层后得不到充分燃烧，而在风量充足时又会突然剧烈燃烧，大量放热使床层温度迅速上升；⑷在运行调整时要做到少量多次的调整，避免床温大起大落；⑸经常检查给煤机的给煤情况，观察火焰情况及回送装置是否正常；⑹放渣时根据床层差压做到少放、勤放，使床层厚度始终保持在合理的范围内。放渣结束后，运行人员应认真检查，确认放渣门关严后方可离开现场，避免出现由于放渣门未关严造成大量床料自流排出，床层厚度过低，床温很难控制的局面。

21、循环流化床锅炉运行时床温降低的原因是什么？答：⑴运行中一次风量过大或床压过高；⑵给煤机故障或堵煤，未及时发现，造成长时间断煤。⑶回送装置返料不正常，循环灰大量返入炉膛，使正在燃烧的煤不能充分燃烧，床温迅速下降；⑷锅炉在低负荷运行时，操作不当；⑸煤质变化较大，挥发份或发热量过低，运行人员未及时进行调整。

22、如何提高循环流化床锅炉的床温？答：⑴适当减少炉膛一次风量，增大给煤量；⑵适当减少石灰石给料量；⑶经常检查给煤机的给煤情况，观察火焰及回送装置是否正常；⑷可适当降低床层料位；⑸调整回送装置返料量，防止循环灰大量返入炉膛。

23、循环流化床锅炉运行时床压升高的原因是什么？答：⑴排渣系统有故障，排渣量过小；⑵回送装置返料不正常，循环灰大量返入炉膛，造成局部床层压力过高；⑶石灰石给料量过大；⑷炉膛内有结焦现象；⑸炉膛内床料流化不均匀，床料有结块现象。

24、循环流化床锅炉过热蒸汽温度在烟气侧如何调整？答：一般来说，主汽温度随床温的升高而升高，随床温的降低而降低。由于循环流化床锅炉的汽温相对来说比较容易控制。对于对流式过热器来说：当负荷增加时，床温有上升趋势，汽温也上升；当负荷降低时，床温有下降趋势，汽温也随之下降。改变一次和二次风配比也可以改变炉膛内密相区和稀相区的燃烧份额，从而改变床温以达到调节汽温的目的。另外，处于尾部坚直烟道内的高、低温过热器还可以用调节烟气挡板的方法调整汽温，适当关小烟气挡板，汽温上升，反之则下降。

25、用调整烟气侧的方法调节汽温有何缺点？答：⑴改变一次风和二次风配比会直接影响负荷，打破物料及热量的平衡，甚至破坏床层的流化状态；⑵调整引风机和一、二次风机出力的大小，会使烟气量增大，排烟热损失增加，锅炉热效率下降；⑶增加一次和二次风机的电能消耗，电厂经济性下降；⑷烟气量增大，烟气流速升高，锅炉对流受热面及炉膛内水冷壁、旋风分离器各部分磨损加剧；⑸过量空气系数增大，使烟气露点升高，烟气中水分结露与其中的SO2反应生成硫酸，尾部烟道发生低温腐蚀。

26、影响循环流化床锅炉运行负荷的因素有哪些？答：⑴当煤种发热量发生变化时，床内热平衡的改变会影响床温也就会影响负荷。发热量越高，理论燃烧就越高，在密相区燃烧份额不变的前提下，床温就会越高，汽温、汽压随之升高，负荷升高；⑵煤的粒度发生变化时对负荷的影响。给煤粒度增大，则从床料中逸出的颗粒量减少，带到后部受热面的热量减少，这样锅炉不能维持正常的返料，循环物料所应该携带的热量下降。这样物料平衡和热平衡都被打破并且相应地减弱，造成锅炉负荷下降；⑶煤的含水量对负荷的影响。当水份增加时，由于蒸汽所吸收的汽化潜热增加，床温就会下降，但水分可以同时促进挥发份的析出和焦炭燃烧，扣除添加水份造成的排烟损失后，总的趋势是床温下降，负荷下降。总的来说，循环流化床锅炉负荷与风量、风速、物料浓度的变化方向一致，随负荷的增减自动增减，具有良好的自动适应性。

27、根据锅炉负荷的变化一、二次风配比应如何调整？答：当外界负荷增加时，锅炉需要的总吸热量增加，如果燃烧不进行调整，则汽温、汽压就相应降低。为了维持汽温、汽压的稳定，运行人员就会增加投煤量和一、二次风量，加强燃烧，提高床温水平，循环灰量也相应增加，旋风分离器分离效率也大大提高，对于蒸发面来说，由于床层温度和稀相区的燃烧加强了，蒸发面的吸热量增加；对于尾部烟道内布置的对流受热面，随着烟速的增加，吸热量也增加。这样整个锅炉受热面的吸热量就比原来增大，达到新的平衡。当外界负荷减少时，炉膛内的颗粒浓度和炉膛上部燃烧份额都下降，并向鼓泡床的运行工况接近。床内颗粒浓度的下降进一步使水冷壁热流密度下降，从而对传热造成影响。旋风分离器的分离效率随入口颗粒浓度的下降而降低，分离效率的下降反过来又使悬浮颗粒浓度和循环倍率难以维持，炉膛总体吸热量下降，但密相区的燃烧份额却因循环倍率的下降有所升高，在某种程度上减缓了床温的降低。其他过程与负荷增加时相反。

28、当煤种的发热量发生变化时，锅炉的运行参数会发生什么变化？答：当煤种发生变化时，床内热平衡的改变会影响床温，影响负荷，煤的发热量越高，理论上的燃烧温度越高，在密相区燃烧份额不变的前提下，床温就会越高，汽温、汽压、负荷会升高。

29、循环倍率对锅炉运行有何影响？答：循环流化床的燃烧效率随固体物料的循环倍率的提高而升高，尤其循环倍率在0―5之间的非常明显。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈！但在循环倍率提高的同时也增加了风机的电耗，加重了对设备的磨损。提高循环倍率可以使稀相区和烟气中的颗粒浓度增加，使炉膛上部燃烧份额增加，汽温也会相应升高。但是，提高循环倍率对燃烧效率的帮助是有限度的，当循环倍率达到一定值时锅炉的燃烧效率反而会下降。

30、燃料粒径对循环流化床锅炉燃烧份额的影响是什么？答：当燃料粒径过小时，煤在密相区的燃烧份额会比较小，对于同样筛分范围的煤，由于细颗粒所占的份额不同，燃烧份额也会不一样。当细颗粒份额增加时，会产生扬析现象，大量细颗粒被吹到稀相区，其燃烧份额增加。当燃料粒径过大时情况相反。

31、一次流化风速对锅炉燃烧份额的影响是什么？答：当一次流化风速增加时，煤颗粒在密相区的燃烧份额会减小，稀相区的燃烧份额增大，床层温度会呈下降趋势；当流化风速减少时，煤颗粒在密相区的燃烧份额会增大，密相区的燃烧份额增大，床层温度会呈上升趋势。

32、哪些情况下不准循环流化床锅炉下联箱排污？答：⑴排污地点无照明；⑵排污系统在检修状态，但排污系统没有隔离；⑶排污阀严重漏泄，门杆弯曲，阀门卡住时，该排污门禁止操作；⑷锅炉发生故障时，应立即停止排污。

33、冲洗水位计时应注意哪些事项？答：运行人员在冲洗或运行过程中投用水位计时，应站在水位计侧面，操作时应小心，缓慢开启阀门，不能对水位计造成较大的热冲击，万一水位计爆破时，站在水位计侧面的人员能及时躲闪，防止被烫伤。

34、如何判断水位计的指示是否正确，当汽包出现虚假水位时如何操作？答：水位计正常时，水位线应在可见范围内轻轻波动。如果水位呆滞不动，经放、冲、洗后仍无变化则是假水位。汽包出现虚假水位时，运行人员应根据实际蒸汽流量和给水流量的具体情况，立即判断是否是虚假水位，如果是，则应及时调整给水调节门，以保证能够在扰动结束后，在水位计中看到汽包的真实水位，不至于造成锅炉缺水或满水。

35、如何减少循环流化床锅炉的底渣中的含碳量？答：循环流化床锅炉的底渣中的含碳量高是造成机械不完全燃烧损失的最主要的原因之一，所以必须降低底渣中的含碳量，其主要措施如下：⑴尽量提高床层温度，提高燃料的燃烬度；⑵严格控制床层压力在一定范围内，保持回料管连续稳定地回料；⑶排渣时靠近排渣口处的给煤量不易过大；⑷排渣时应尽量连续少量地进行，不应大流量地进行。

36、为什么循环流化床锅炉的蓄热能力特别大？答：循环流化床床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空间，密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。循环流化床内绝大部分是惰性气体的灼热床料，其中的可燃物只占很小的一部分，这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源，在加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容的千分之几，而煤粒在10s左右就可以燃烧，所以对床温的影响很小，也就是说循环流化床锅炉的蓄热能力很大。

37、在点火过程中一次风应如何调整？答：一般情况下，在点火过程中一次风都保持临界状态，其目的是尽量提高床温，减少热量损失，但在投油枪时应特别注意流化风量的变化，当油枪点燃时，点火风道内的空气突然受到加热膨胀，通往风室的一次风阻力增大，一次流化风总量减少，停止油枪运行时，则会出现相反的现象。所以应相应加大或减少一次风机入口导叶开度，保证一次流化风量不能低于临界量，床料保持良好的流化状态。

38、增加二次风量后对循环流化床锅炉的燃烧有什么影响？答：增加二次风量时，可以提高炉膛内稀相区域内的氧量，同时也增加了其扰动作用，使稀相区的颗粒与空气能够更好地混合，加强了稀相区的燃烧。由于床层的热量被吹到炉膛上部，床层会有所下降。

39、循环流化床锅炉压火热备用应注意哪些问题？答：⑴锅炉压火时应保持较高的料位，首先停止给煤，当氧量上升时，应停止供风，关闭各风门，尽量减少炉内的热量损失；⑵锅炉压火停运后，应密闭各炉门、烟风挡板，防止急剧冷却；⑶关闭各疏水阀，但要防止锅炉超压；⑷压火后经常观察床料温度，若温度不正常上升，应立即查明原因加以消除；⑸若压火时间太长，可热态启动一次，待床温上升到850－900℃时再压火。

40、循环流化床锅炉事故处理的原则是什么？答：⑴事故发生时，运行人员要尽快消除事故根源，限制事故发展，解除其对人身和设备的威胁；⑵在保证人身安全和设备不受损坏的前提下，尽可能维持机组运行；⑶要求运行人员在处理事故时，做到头脑清醒、沉着冷静、迅速判断、果断处理，将事故消灭在萌芽状态，防止事故扩大；⑷对事故发生的时间、现象、处理过程，应做好详细记录，并及时向有关领导汇报。

41、循环流化床锅炉发生爆炸的原因有哪些？答：循环流化床锅炉属于低温控制燃烧，其燃烧温度比较低，大约为850－950℃。如果床温控制得比较低，或过早地投煤，可能就会有大量的未燃烧的煤颗粒及可燃性气体积存在床料或烟道中，通风不充分时就会发生炉膛爆炸或在烟道内和电除尘中二次燃烧。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈！点火时，如果油枪雾化不好，风量调整不好，氧量不足，大量油滴分布在点火风道内，达到一定浓度时，遇到火源或氧量达到一定浓度时，就会发生爆炸。

42、循环流化床锅炉床料结焦的主要原因有哪些？答：点火启动时加入的床料太少，投油枪时进油量太大。升压过程中煤量加入过快、过多或加煤而未加风，大量未完全燃烧的煤颗粒存在一起而突然爆燃。压火时操作不当，未等到氧量开始上升即炉膛床料中燃料的挥发份没有完全燃烬就停止风机运行。一次风量过小，低于临界流化风量，燃烧负荷过大，燃烧温度过高；煤粒度过大或灰渣变形温度低；放渣过多，处理操作不当；返料器返料不正常或堵塞；给煤机断煤，处理操作不当；负荷增加过快，操作不当；风帽损坏或变形，灰渣掉入风室造成布风不均；床温表计不准或不灵，造成运行人员误判断；床层太厚，没有及时排渣；磁铁分离器分离故障，成块的铁件或保温材料进入炉膛造成正常的流化状态被破坏。煤种灰熔点太低而燃烧温度高于灰熔点。

43、循环流化床锅炉床料结焦后应如何处理？答：当床温不正常升高，综合其他现象判断有结焦可能时，应迅速加大一次风量和加强排渣，减少给煤量，控制结焦恶化，并恢复正常运行，经处理无效，应立即停炉。放尽循环灰，尽量放尽炉室内炉渣。检查结焦情况，如有结焦应打开人孔门，尽可能撬松焦块并及时扒出焦块。如果结焦不严重，将焦块扒出炉外，点火投入运行；如果结焦严重，无法热态下消除，应等锅炉冷却后再进行清理渣块。

44、返料器堵塞的危害有哪些？答：循环流化床锅炉返料装置是锅炉关键部位之一，如果返料器突然停止工作，返料器内部物料迅速积聚，如果物料控制不好，未来得及燃烧的煤颗粒会燃烧，灰料温度大幅度上升，严重时会使设备损坏。此外，还会造成炉内循环物料量不足，床温将会急剧上升难以控制，危及锅炉的负荷与正常正常运行。

45、如何防止返料器堵塞？答：⑴适当提高流化风压，