关于“返料问题”，总结一下相关知识

Alexandria2020

关于“返料问题”，总结一下相关知识

循环流化床锅炉它在运行当中暴漏出了若干问题并逐一得到了解决。旋风分离器是循环流化床锅炉的重要设备之一。在循环流化床锅炉的运行当中回料装置将会遇到一系列的故障，由于回料装置常常出现各种问题，引起锅炉的非计划性停炉，给企业带来直接的经济损失。
一，回料装置出现故障的表现形式
外循环为内循环提供灰源，内循环储灰量多少影响分离器效率进而影响外循环。内循环是锅炉负荷的主要影响因素，炉膛中心部位气固流向上运动，靠近炉膛水冷壁大量灰流向下运动，靠其将燃料燃烧释放热量传递给水冷壁。水冷壁磨损痕迹给予很好佐证。内外循环的平衡及内循环固体颗粒的饱和对应一定运行状态，也即一定锅炉负荷，打破该平衡需要进行相应补偿方可建立另一种平衡，这种平衡对于加负荷来说就是除加大给料量加强燃烧及其伴随的调整外，区别于其它炉型就是集结一定的灰量；对于降负荷来说恰恰相反，要减弱燃烧，减少循环系统灰量储存才能适应又一负荷下的运行状态。
回料装置的问题主要表现为：
1.回料不均回料不均的现象，回料器内部床压、床温大幅度波动，回料器本体剧烈振动，导致锅炉多次被迫减负荷运行，此外炉膛内回料口正对的布风板风帽受到物料流长期的冲击，大面积从根部折断，导致炉膛布风板漏渣、流化风带渣等一系列现象发生。
2.回料器的磨损回料器耐磨料磨损，U阀回料腿处的磨损较严重，发现有一些质地坚硬的片状物质防磨材料脱落，在炉膛出口水平烟道内也发现同类片状物。回料腿内部浇注料出现大面积脱落现象。
3.返料装置床层结焦结焦，结焦是高温分离器回料系统的常见故障。成因是物料温度过高，超过了灰渣的变形温度而粘结成块。结焦后形成的大渣块能堵塞物料流通回路。
4.回料器的附件故障回料装置附件问题，表现为流化风的控制门选用不当，不能实现风量的平稳调节。U阀风的流量表计实测误差大，U阀系统风门设置不合理，无法使风机在风门关闭的状态下实现快速启动。
运行中返料易出现的问题：
1、旋风筒聚灰：旋风筒聚灰是由于循环灰量成倍增加，不能稳定的通过旋风筒喇叭口处，在此搭桥聚积，监盘时发现炉膛差压消失，放灰管只能放下一点灰时，（实际上放不下来，只是灰管中的存灰给人造成一种假象）此时100%是旋风筒喇叭口聚灰了。发现旋风筒聚灰放不下来时，应立即压火停炉，否则造成返料器结焦，扩大事故。
旋风筒聚灰的原因：
a；没有定期放循环灰，盲目的提高炉膛压差，使循环回路中循环灰量增大，遇有特殊情况达到了旋风返料承载的极限。b；煤质低劣,灰份大有可能造成旋风筒聚灰。c；料层过薄或短煤后，调整不及时，一次风量大，穿透能力强，造成床料中细灰瞬时大量抽走。d；立管内径预制尺寸不符和设计图纸要求。
旋风筒聚灰的处理：
锅炉压火后应及时处理，不能等炉子完全冷却下来。否则，在停炉压火的瞬间，很有可能将细煤粉抽入旋风筒，造成旋风筒结焦，更加难以清除。疏通时要注意安全，戴好石棉手套，决不允许用打开返料器入孔门任其塌灰的方法处理，很容易造成人员烧伤的事故。
返料器在运行过程中易出现的问题：
在试运初期投入返料造成床温急剧下降，其原因有：
1）投入二级返料后，瞬时有大量温度比较低的物料返回床体。
2）流化床料层薄蓄热量少。在后来的试运过程中，采取了下列步骤投入返料系统：点火前，在返料器中放入一定高度的物料封堵返料器，防止烟气短路，开始启动返料器，脉冲返料，床温达到650℃～700℃、风室风压接近正常值11Kpa后，采取脉冲返料的方式，间断投入。在返料引起床温快速上升时，要及时加大风量抑制，调节返料风到适当位置，建立自动返料。
返料器堵塞也是常出现的一个问题，它的根本原因是由于通风量不足，造成循环物料大量堆积在返料器，影响通风量不足的原因主要有以下几条：
1）误关返料风。
2）一次风量过小，流化风压不足。
3）风帽小孔被灰渣堵塞，造成通风不良。
4）风帽被磨损，风向上运行，破坏了正常的流化工况。
5）回料系统发生故障，如保温塌落。
遇到这些现象都会造成回料阀的堵塞，处理方法是：首先对堵灰侧放灰，放灰不能太多，否则会造成二次燃烧，然后查找原因。物料循环倍率是循环流化床锅炉独有的概念，它是由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃煤量之比，它直接影响锅炉的燃烧和传热，影响它的因素主要有：1)一次风量：一次风量大小，将直接影响物料回送量。尤其是一次风量过小，炉内物料的流化状态将发生变化，燃烧室上部物料浓度降低，进入分离器的物料量也相对减少，这样不仅影响分离器效率，也必然降低分离器捕捉量，回送量也自然减少。
2)燃料颗粒特性：运行中煤的颗粒特性(即粒度、粒比度)发生变化，也将影响回料量的多少，如果入炉煤的颗粒较粗，且所占份额较大(与设计值比)，在一次风量不变的情况下，炉膛上部的物料浓度也降低。
3)分离器效率：分离器效率对物料回送量的影响是很大的，实际上循环倍率在很大程度上是靠分离器的效率来保证的。分离器效率提高后，有更多的物料被送回炉内，炉内颗粒浓度增加，受热面传热系数增加。影响分离器效率的因素有旋风筒进口风速，内套筒的高度及内套筒是否变形裂缝等，旋风筒的进口风速与引风机出力及烟道、除尘器漏风量有关。
4)煤质的优劣：该炉设计燃用烟煤，烟煤的灰份大部分在炉渣中，飞灰量相当小，而我厂实际燃用是贫煤，挥发份低Vf=11％～13％，灰份Af=25％～35％，渣少而飞灰多，尤其是烧劣质贫煤时>40％，循环灰量将成倍增加，不是分离器的效率提高了，而是燃用煤质变差。运行中炉膛灰浓度的控制是靠炉膛差压表来鉴别的，炉膛差压是炉膛下部压力与炉膛上部压力的差值，它从一个侧面反映了循环灰量的大小，只有保持稳定的炉膛差压值，才能保证燃烧的稳定以及蒸汽参数和水位的稳定。鉴定炉膛灰浓度及控制好炉膛差值是预防返料中止故障的关键。目前运行中要根据负荷情况、煤质的优劣有效地控制炉膛差压值在一定范围内，同时它受到返料温度的制约，返料中止的故障分析：循环流化床锅炉回料系统若不稳定可靠，即便物料分离器捕捉到一定的物料量，也将不能稳定及时回送炉内，而形成返料中止。如果任一返料器突然停止工作，将会造成循环物料量不足，汽温、汽压急剧下降，床温难以控制，危及正常运行。
返料中止分三种故障：旋风筒聚灰、返料器堵塞及返料器结焦。
旋风筒聚灰：
旋风筒聚灰是由于循环灰量瞬时成倍增加，不能稳定地通过旋风筒喇叭口处，在此搭桥聚积。监盘时发现炉膛差压消失，放灰管只能放下一点灰时，(实际上放不出来，只是灰管中的存灰给人造成一种假象)此时100％是旋风筒喇叭口聚灰了。观察料腿负压表，哪一侧负压值回零，就能准确地判断出哪一侧堵了。尽管从料腿观察孔处有负压，但那是从炉膛中抽走形成的，更说明喇叭口处聚灰了，而循环回路不通。发现旋风筒聚灰放不下来，应立即压火停炉。否则，另一侧由于炉膛循环物料减少，返料温度升高，延时压火必然造成返料器结焦，扩大了问题的处理范围。
旋风筒聚灰的原因有：①没有定期放循环灰，盲目地提高炉膛差压，使循环回路中循环灰量增大，遇有特殊情况达到了旋风返料承载的极限。②煤质低劣，灰份大。③料层过薄或断煤后，司炉调整不及时，一次风量大，穿透能力强，造成床料中细灰瞬时大量抽走。④立管内径预制尺寸不符合设计图纸要求。
旋风筒聚灰的处理：锅炉压火后应积极地处理，而不能等炉子完全冷却下来。否则，在停炉压火的瞬间，很有可能将细煤粉抽入旋风筒，造成旋风筒结焦，更难以清除。处理时算好疏通管口进入喇叭口的最低位置，开启空压机进行疏通。随着时间延长逐步升入管子疏通，不可一次插入太深。2～3h内能将旋风筒聚灰彻底疏通并扬火启动并汽。
疏通时注意安全：①从放灰管拆开的法兰处上管子时，应戴好长皮手套。②决不允许用打开返料器入孔门任其塌灰的方法处理，很易造成多人烧伤事故。
旋风筒聚灰的防范措施：①能正确鉴定并严格控制炉膛灰浓度适应锅炉负荷需要，适时放灰。②遇有燃用劣质煤时，应重视并加大放灰力度。③严格控制炉膛下部负压0～－50Pa。④控制旋风筒进口负压不超过1000Pa。⑤料腿观火孔必须封闭严密。⑥返料器流化风帽磨损严重要及时维修更换。

返料器堵塞：U型阀实际上是一个小流化床，阀的底部布置有一定数量的风帽，运行中通入一次流化风。返料器堵塞的根本原因是由于流化风量不足，造成循环物料大量堆积在返料器而不能顺利通过的现象。堵塞的部位在返料器。

通风不足的原因有：①误关返料风门。②一次风量过小，流化风压不足。③返料风室落入冷灰使流化风流通面积减小。④风帽小孔被灰渣堵塞，造成通风不良，不能满足流化物料所需的流化风。⑤风帽磨损严重，顶被磨掉，风向上直行，破坏了正常的流化工况。⑥回料系统发生故障，如保温塌落。⑦引风出力不够，炉顶旋风筒至过热器进口处烟道积灰塌落。

这些因素都有可能造成物料流化不良而最终使回料系统发生堵塞。回料阀堵塞要及时发现及时处理。其处理的方法是：首先对堵塞侧放灰，且放一半，留一半，否则，堵塞时间一长或放灰失控，物料中可燃物可能会再次燃烧，造成超温、结焦，扩大事故，给处理增加难度。其次是分析查找原因：按照顺序排查，应及时安排停炉检查，消除隐患。
返料器结焦：循环灰是炉膛的热载体，具有很强的流动性，但当返料温度达到灰熔点的变形温度时，其流动性被破坏，流化状态静止，产生结焦现象。为防止返料器结焦，必须严格控制返料温度，贫煤不大于1050℃，① 当一侧返料器堵塞时必须立即压火停炉，进行疏通，防止循环工况破坏后另一侧返料温度升高，造成结焦。② 放循环灰时不能过多，以免破坏流化燃烧状况，造成细粉抽入循环回路二次燃烧。③ 当返料温度高停炉时，一定要放净返料器循环灰，不致产生结焦现象。
回料系统是两个主要部分组成的，分离器与返料器。回料系统的工作流程是烟气从炉膛出来后切向进入旋风分离器中分离，符合分离器设计颗粒度的颗粒从桶壁面向下流动，其余颗粒则随烟气从桶中心位置向上往尾部烟道流动；物料在连接分离器与返料器的立管中堆积，其堆积高度与锅炉压力动态平衡有关；返料装置中设计成与炉膛流化床工作原理一样的小流化床，但下部风室被分成两个部分即流化风室与返料风室，然后在高压风机保证其流态化流动与克服炉膛入口高差的下稳定返料。
分离器本体是三层材料构成：内层是耐磨层，中间是保温层，外面是结构层既钢板。其中耐磨层最重要，保证磨损率在可控范围内是其起码要求。目前分离器的工作性能或者说是故障很多与这层材料的材质，安装，设计有关，例如返料器堵塞就是比较常见的回料系统的故障，其实质就是耐磨层材料脱落造成的。从运行分析防止返料器堵塞不能决定安装，设计等不可控因数，运行中主要从控制进入分离器的烟气流速人手，减小对耐磨层的磨损率，增加其使用寿命；启动停止过程中控制其温度升降速率，避免较大的耐磨材料内外部温度差引起材料应力不可控变化，进而产生裂纹等破坏形式。还有一点是关于分离器负荷的问题，长期超负荷或者分离器没有达到设计负荷标准，会使分离器磨损变大，分离器分离效率与设计的颗粒度有关，就是大于这个颗粒度才能被分离下来，引申出物料循环倍率的概念。如果出现堵塞的情况，必须立即采取紧急停炉处理，因为分离的物料不仅不能进入炉膛维持正常工作，而且很多的物料堆积在分离器中对其强度也是很大的威胁。

立管是连接分离器与返料器的部件，其主要作用不仅是连接件，还是从分离器出口负压区向炉膛入口正压区流动的动力源，物料分离下来形成一定高度的料位，料位高度由锅炉整体压力动态平衡决定的。从目前常见的通流密封阀结构与工作原理，料位是在锅炉设计中就已经决定了其高度范围，也就是说料位高度不是靠其他手段如高压风调节而是自动跟随整体压力平衡回路做调整。立管管径比较小，容易被从分离器中落物堵塞，其实我们说的回料系统堵塞很多就发生在立管中，处理方法见上。这里特别声明一点是：保证返料量不是由高压风决定的而是由立管里料位高度形成的压差决定的，也就是说调节高压风对返料量是没有任何效果的。这也是很多朋友经常无法绕开的认识误区，总是认为进入炉膛的物料量由高压风量决定的。

返料器其实是由两个功能独立的部分组成的，就是流化风室与返料风室。都知道返料器中有与炉膛中一样的布风板和风帽结构，从功能上来讲是一样的，但风室是两个部分：流化风室保证与强化物料的流态化能力，就是让物料更像流体一样具有流动的特性，这点就像汽机中轴封加热器中的水封筒工作原理要达到的效果一样，实在不明白就讨教汽机。返料风室保证克服物料从小风帽到入炉膛斜管进口的高度的压力损失，保证物料能顺利进入斜管进口然后进入炉膛，为什么要设计斜管呢？其实就是防止炉膛与回料部分的短路的，就是烟气从返料器向锅炉尾部流动了。工作原理明白，分析问题就比较容易了。这里也是最多发生故障的地方，特别是返料风源可靠性与稳定性问题。目前比较常用的是罗茨风机充当高压风源，双台布置成一台运行一台备用，也比较符合返料器的工作特性：高压头低风量。高压头是对流化返料的作用都是克服物料的重力，前者侧重使其立管下部分物料流化，使流动性加强；后者侧重克服斜管入口高度，使物料顺利进入。从所需压力相对大小来看，后者比前者压头更大点，当然与设计很大关系，这里说明一点是：前者只要保证立管下部有部分物料流化便与流动就行，而后者就必须保证返料风能克服高度带来的压力损失，否则就不能保证回送装置的正常工作。从整个回料系统观察就发现，返料器就是中间托举作用的环节，并不是物料流动的动力来源而是保证物料正常顺利流动的辅助作用。

那么为什么很多朋友说通过调节高压风就能调节返料量呢？肯定从工作实践中得到了验证的，例如高压风机的调高（变频增加调速），明显感到回料量在增加呀。我们具体分析这个现象，从上面分析可以看出，返料风对风压要求是可以确定的，保证其克服高度压力损失就行，太低就无法进入斜管，太高对其也无作用，反而是浪费；流化风是保证立管底部部分物料的流化，那么增加风压是否使立管里的物料被流化的高度增加呢？假设三种情况：极端情况是立管内部没流化与全部流化，正常流化，前两种正常运行中出现可能性很小，正常流化时加大风压从理论上讲强化了物料流动，更接近于流体的特性。由于风量影响很小，不讨论对回送装置的影响。从分析中我感觉增加高压风风压使返料量增加是不能被确证的，从实际情况也无法观测，就是说不成立的。同时从锅炉整体压力动态平衡角度也说明：料位高度是分离器分离量与进入炉膛回送量的平衡结果，也就是说设计好的料位高度才是控制回料量的多少。
回送装置故障比较突出的是高压风源的稳定与可靠性问题，目前比较多的就是提供的风源不符合返料器工作要求或者风源不稳定不可靠，影响返料器正常工作。运行中主要监视高压风的风压与风量，如果发现运行风机的风压风量不满足要求，就应该立即启动备用高压风机提高压头，保证流化返料正常；或者降低负荷，改变锅炉整体压力动态平衡，就是改变分离器进入的烟气量，这个方法比较难操作，实用性差！

循环流化床锅炉返料器堵塞原因及解决方法：返料器是循环流化床锅炉的重要组成部分，也是区别于其他锅炉的特征之一，返料器堵塞对循环流化床锅炉的安全，稳定运行具有很大的影响，针对我国对循环流化床锅炉运用时间短，经验不足，有必要对返料器堵塞原因和解决方法分析。 返料器堵塞原因有以下几种：
1 流化风量控制不足，造成循环物料大量堆积而堵塞。
2 返料装置处的循环灰高温结焦。
3 耐火材料脱落造成返料器不流化而堵塞。
4 返料器流化风帽堵塞。
5 流化风机故障，致使流化风消失。
6 循环物料含碳量过高，在返料装置内二次燃烧。
7 立管上的松动风管堵塞或未开。
处理方法有以下6种：
1，适当提高流化风压，以保证返料器内的物料始终处在较好的流化状态，但应注意流化风压不宜过高。
2，应当控制返料的温度，在燃用灰分大、灰熔点低的煤种时应尤其注意。
3，在实际运行中返料器中耐火材料的脱落，是返料器事故中比较棘手的问题，它不但能够造成返料器的堵塞，还容易造成返料器外壁及中隔板烧损事故。要解决这个问题就要从耐火材料的施工、烘烤以及运行的日常维护等各个环节中入手。
4，应保证流化风机的稳定运行，以防止流化风消失和风帽堵塞事故的发生。
5，应尽可能的在炉膛内为煤颗粒的燃烧创建最佳的燃烧环境，以减少循环物料中的含碳量。
6，采取措施疏通松动风管或根据料位的高度开出相应的松动风门。

循环流化床锅炉自平衡返料器的工作原理是什么？

自平衡返料器由进料管、移动填充床、返料床、返料管和风室组成。运行时由分离器分离下来的循环物料首先经立管进入疏松室，由风室给入流化风，使疏松室、返料室处于流化状态，当来自分离器内的物料增加时，回料立管内的静压增大，返料动力增加，返料速度加快，反之回料立管内的返料动力降低，返料速度随之降低，从而实现自平衡回料。

返料器立管的作用：是产生一定压头防止回料风和炉膛烟气从分离器下部进入，愈发哪里奥奇配合使物料能够由低压向高压（炉膛）处连续稳定地输送。返料风量一般不作调整，在锅炉第一次启动时进行整定，运行期间，处于改善锅炉运行状况的需要，也可对返料风量和疏松风量进行必要的调整。循环流化床投返料：

为什么流化床锅炉不返料就烧不起流量？

这是因为循环流化床锅炉的一种特性，返料是载热体，如果不投返料的话载热体就没有了，外循环也就建立不起来，如果载热体没有了床温会上升而炉膛中部温度和炉膛出口温度是很低的，学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈！这是因为流化床在燃烧的过程中，燃料在密相区内释放出热量，而带走热量只能水冷壁吸收一小部分，靠烟气携带一部分，返料带走很大一部分，如果返料不投入这部分热量就带不到稀相区了，炉膛中部温度和出口温度也会降低所以流量也带不起来了。

没有返料的话，床上料层太薄，势必大大减弱密相区的换热，要知道密相区因物料浓度高、且物料与受热面直接接触，换热强度远大于稀相区和对流区。如不返料，物料浓度低、且料层薄，密相区换热非常低。

有返料稀相区浓度增加，换热增强，二是可以降低床温，不然床温很难控制。

没有返料无法构建正常的外循环，床料变薄，稀相区密度降低。导致锅炉受热面吸收的热量下降，当然带不上负荷了。

对于不同炉型来说有很多种投返料的方式.各种方式优缺点不一.

比较成熟又比较全面的方式来说，是在点火初期或是点火投油后半小时左右启动返料风机或是开启返料风机。至于说在投返料初期由于返料量很少。是否会出现烟气短路现象在实际操作中是不会出现的！

原因分析：

①有点火时的一次风量很小.料层差压也很小.返料风也有密封的作用,由于返料量少.松动风会直接吹向上方,这个风量大小掌握好.太大影响返料的收集.这种投入方式升温平缓,对于浇注料,炉墙都很有好处．投煤时床温波动也很小，学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈！缺点在于耗油量大，增加启动时间。

②是在点火初期在返料器内部加入一定量的返料，待床温升到，900-950℃时稳定后．投入返料，这种方式缩短点火时间，启动快速，投返料时床温波动大．操作难度增加．很容易造成结焦事故．某电厂由于用这种方式启动较多次数．使分离器中心筒温度热应力变化大造成变形分离效率降低不建议使用这种方法。

③是间断投返料方式．这种方式在前两种之间．操作难度大一点．不过呢比较适用。

④是单侧投返料方式．这种方法也比较适用．工况波动比较小．操作也简单一些．其优缺点大家一想就明白了．

应该也还有其它一些方法！总之目的是要在安全的前提下．加快点火速度，操作要简易．工况波动小。

点火过程本来就是工况变化很大，所以投返料时不好掌握。

返料器在运行过程中易出现的问题：在试运初期投入返料造成床温急剧下降，其原因有：①投入二级返料后，瞬时有大量温度比较低的物料返回床体。②流化床料层薄蓄热量少。在后来的试运过程中，采取了下列步骤投入返料系统：点火前，在返料器中放入一定高度的物料封堵返料器，防止烟气短路，开始启动返料器，脉冲返料，床温达到650℃～700℃、风室风压接近正常值11Kpa后，采取脉冲返料的方式，间断投入。在返料引起床温快速上升时，要及时加大风量抑制，调节返料风到适当位置，建立自动返料。
返料器堵塞也是常出现的一个问题，它的根本原因是由于通风量不足，造成循环物料大量堆积在返料器，影响通风量不足的原因主要有以下几条：1）误关返料风2）一次风量过小，流化风压不足。
3）风帽小孔被灰渣堵塞，造成通风不良。4）风帽被磨损，风向上运行，破坏了正常的流化工况。5）回料系统发生故障，如保温塌落。遇到这些现象都会造成回料阀的堵塞，处理方法是：首先对堵灰侧放灰，放灰不能太多，否则会造成二次燃烧，然后查找原因。

返料器投运时的注意事项及处理措施：分离器工作时分离下来的物料落入U型回料器立管，立管下方为松动风侧，以舌板为分界线，另一侧为流化风侧。实际上，旋风分离器就是一个小型流化床。在运行时，由于分离器分离下来的物料在立管内聚积，所以松动风侧的压力大于流化风侧的压力。因此物料在松动风、流化风的作用下，依靠压差的作用顺利的进入料腿，物料经过进入炉膛进一步燃烧，从而完成整个物料循环过程。
炉子在启动时，炉膛内密相区是处于正压状态，而返料器内为负压。因而，回料器在投运时将可能发生压力反窜事故。为防止这种事故的发生，料腿和立管之间应形成封闭状态，具体的处理措施是：在锅炉启动前，给旋风分离器的U型回料阀中装满符合要求的循环物料，使料腿和立管之间形成料封。防止炉内的正压烟气反串进入负压的分离器内造成烟气短路，破坏分离器内的正常气固两相流动及炉内正常的燃烧和传热。这样就避免了炉膛压力反窜于回料阀及旋风分离器的事故。
返料及返料器的理解：我们从始至终都要在心中建立一个概念，返料是什么，是干什么用的，其实返料是颗粒度非常小的，这个大家当然都知道，正因为它颗粒度小，从而能够被风所夹带，而它本身能够携带热量，其根本就是热量的载体，流化床锅炉带负荷需要的就是吸收热量，锅炉整个炉膛容积是很大的，如果仅仅靠炉膛下部水冷壁吸热，负荷是带不上的，所以需要返料将热量带至炉膛上部，让更多的水冷壁吸收热量，从而带负荷，放热后的返料再被分离至返料器，再进入炉膛，再吸收炉膛热量，由此形成一个循环，这就是循环流化床里的”循环“，为什么要打双引号呢？因为返料循环是外循环，是主要的大循环，还有就是炉膛里的内循环。以上为个人干流化床锅炉调试工作心得，希望对大家有用。
返料器其实是由两个功能独立的部分组成的，就是流化风室与返料风室。都知道返料器中有与炉膛中一样的布风板和风帽结构，从功能上来讲是一样的，但风室是两个部分：流化风室保证与强化物料的流态化能力，就是让物料更像流体一样具有流动的特性，这点就像汽机中轴封加热器中的水封筒工作原理要达到的效果一样，实在不明白就讨教汽机。
返料风室保证克服物料从小风帽到入炉膛斜管进口的高度的压力损失，保证物料能顺利进入斜管进口然后进入炉膛，为什么要设计斜管呢？其实就是防止炉膛与回料部分的短路的，就是烟气从返料器向锅炉尾部流动了。工作原理明白，分析问题就比较容易了。这里也是最多发生故障的地方，特别是返料风源可靠性与稳定性问题。目前比较常用的是罗茨风机充当高压风源，双台布置成一台运行一台备用，也比较符合返料器的工作特性：高压头低风量。高压头是对流化返料的作用都是克服物料的重力，前者侧重使其立管下部分物料流化，使流动性加强；后者侧重克服斜管入口高度，使物料顺利进入。从所需压力相对大小来看，后者比前者压头更大点，当然与设计很大关系，这里说明一点是：前者只要保证立管下部有部分物料流化便与流动就行，而后者就必须保证返料风能克服高度带来的压力损失，否则就不能保证回送装置的正常工作。从整个回料系统观察就发现，返料器就是中间托举作用的环节，并不是物料流动的动力来源而是保证物料正常顺利流动的辅助作用。
那么为什么很多朋友说通过调节高压风就能调节返料量呢？肯定从工作实践中得到了验证的，例如高压风机的调高，明显感到回料量在增加呀。我们具体分析这个现象，从上面分析可以看出，返料风对风压要求是可以确定的，保证其克服高度压力损失就行，太低就无法进入斜管，太高对其也无作用，反而是浪费。
回送装置故障比较突出的是高压风源的稳定与可靠性问题，目前比较多的就是提供的风源不符合返料器工作要求或者风源不稳定不可靠，影响返料器正常工作。运行中主要监视高压风的风压与风量，如果发现运行风机的风压风量不满足要求，就应该立即启动备用高压风机提高压头，保证流化返料正常；或者降低负荷，改变锅炉整体压力动态平衡，就是改变分离器进入的烟气量。
流化床返料器的设计：
1、返料阀的示意图;

2、 “U”形回料器特点：1、虹吸原理，顺畅返料；2、良好的自平衡；3、有效防止烟气反窜。

3、 “U”形回料器工作原理:

4、 “U”形回料器工作过程:

5、“U”形回料器自平衡:

6、“U”形回料器风量、风压与风速:
1、风量，直径 450mm，返料风量约 300~360Nm3/h；
2、风温，经过罗茨风机升温到 60℃。

要求：小流量；流量基本不随压头而变化。

3、风速，流化风速按 40~50m/s 设计。

7、“U”形回料器外围管道设计：

8、风帽的结构
1、焊接结构

2、 螺纹结构

物料循环模拟示意图

循环流化床锅炉循环回料波动之原因分析？

关键词：循环流化床锅炉；循环灰系统；循环回料波动我厂75t/h循环流化床锅炉系中温中压参数(3.82MPa,450℃)、单汽包、自然循环蒸汽锅炉，采用循环流化床燃烧方式，物料分离采用高温绝热旋风分离，平衡通风 。锅炉主要由四部分组成：燃烧室、高温旋风分离器、自平衡 u 型密封返料阀和尾部对流烟道。燃烧室位于锅炉前部 ，四周和顶棚布置有膜式水冷壁，以保证炉膛气密性。布风板为水冷布风板，布置有大直径柱状式风帽（#1、2炉为872根底管，#3炉676根底管）。燃烧室后有两个平行布置的高温绝热旋风分离器，直径（3690、3460、3230、3000）m m ，内衬耐磨绝热材料。密封返料阀位于旋风分离器下部，与燃烧室和分离器相接，回料采用自平衡方式，流化密封风采用罗茨风机供给。燃烧室，旋风分离器和密封返料阀构成了物料粒子循环回路，尾部对流烟道在锅炉后部，水平烟道顶棚由顶棚管过热器组成，四周由炉墙组成，其内沿烟气流程依次布置有高温级过热器和低温级过热器，下部烟道内，依次布置有省煤器和卧式二次风空气预热器、一次风空气预热器。锅炉分别将炉膛中心线、旋风分离器中心线、尾部烟道中心线设置成膨胀中心，以膨胀中心为原点自由膨胀，在分离器、炉膛、回料阀、尾部烟道的连接处设有非金属膨胀节，以解决热位移密封问题，确保锅炉密封严密。锅炉点火系统采用床下点火 。燃烧系统采用前墙三点给煤，炉前煤斗里的煤经三台皮带式给煤机给至落煤管后进人炉膛，为防止正压烟气反窜入给煤系统，在给煤系统中通入罗茨风正压密封，罗茨风播煤。

锅炉配风设有一次风机、二次风机、引风机及罗茨风机，采用平衡通风方式微负压运行，压力平衡点设在炉膛出口。锅炉排渣# 1、2、3 炉由床下三个排渣孔进行，高温灰渣经两台滚筒冷渣器冷却，再将低温灰渣送入除渣系统，另一排渣口为事故排渣。
循环回料波动的现象2015 年11月在锅炉点火过程中及运行过程中，锅炉几次出现回料波动。当时锅炉炉膛负压增大，床温急剧上涨，汽温汽压降低，锅炉出口烟温、旋风分离器进出口温度偏低，循环灰回料温度低，小床床压降低，且时有波动。循环回料波动 的原因分析
1 ）CFB 锅炉物料分析。CFB 锅炉的物料分布可分四种形式 ：飞灰、底渣、内循环和外循环物料。其中，内循环物料和外循环物料平衡的实现是CFB 锅炉运行的关键，如果回料不稳或突然停止工作 ，会造成炉内循环物料量不足，气温、气压、床温难以控制，危及正常的运行甚至灭火。而造成外循环回料不稳的原因，除浇筑料脱落堵塞外，最为重要是锅炉循环灰量不足致使烟气短路，难以建立连续稳定的外循环物料平衡。如不加以重视及时采取措施加以调整，后果将十分严重 。
2）锅炉点火启动过程分析。分析锅炉点火启动过程中，循环灰量不足的原因很简单 ，因为当我们在锅炉点火启动前，炉料是一定的，有500mm 厚，锅炉升温前2 小时是不投煤的，就没有介质进入炉内，来补充随烟气连续不断被带走的循环灰量，而此时燃烧室内所剩的炉料以大颗粒居多 (这也是这一次发生床温波动的主要原因 )，加之我们在点火初期一般一次风量控制的不够准确，使大量飞灰扬析随烟气又进一步被带走，那么被烟气带走的循环灰都那里去了呢?都积存在返料阀内了，因为我们在点火启动初期返料阀是空的，只有当返料阀内达到一定厚度的料位后，才能建立起良好的循环，下面了解一下回料阀、回料立管、高压风机的作用和运行特性。
a) U型回料阀与立管。实际是一个小流化床 ，回料风由下部两个小风室通过流化风帽进入阀内，运行中高压风通过 、图 1；a1、a2进入风室通过布风板、风帽流化 u 型阀内的物料。u 型阀属于自平衡阀，既流出量与进入量自动调节，阀本身调节流量的功能较弱。它还有一个最为重要的作用是：用以回料密封。立管的作用是输送物料、系统密封、产生一定的压头避免炉膛烟气反串，与回料阀、高压风机配合使物料能够由低压向高压(炉膛)处连续稳定地输送。
b)罗茨风机。罗茨风机是一种高压头低风量设备，风机压头增加克服炉堂内的高压，实现物料连续稳定的输送。低风量是避免高温物料在回料阀内结焦。
回料不稳原因分析 。
a )回料循环的建立。从 图 1中分析看，此时4是空阀没有一定厚度的料层，也就失去u型阀本身，其中一条最为重要的作用：“回料密封”，炉膛内的高压5将返窜，造成娴气短路，从而阻碍正常的飞灰循环。B1段为回料立管，当外循环灰进入立管中物料的自重B 1<B2+5 高压风加炉膛内的高压风将反串，阻碍了立管中物料向下流动，当立管中的物料堆积到一定重力后、B1>B2 时才能使循环灰进入到 u 型阀内，但此时进入u型阀内的循环灰量较少还难以输送回炉膛内，只能在u型阀内积存，而此时又将形成上述所讲的几次或十几次的循环，使u型阀内积存一定量的循环灰量最终只有当、B1=B2 或、B 1≥B2 时才能建立起良好稳定的外循环物料平衡。
b)回料阀的自平衡。当u 型阀内如果在图中B2 段存有厚度一定的料层时，在罗茨风机的作用下，料位膨胀被流化(我们曾经 在停炉时做过实验 ，两台高压风机同时启动运行很长时间后，打开 u 型阀内还是存有 B2 段厚度的循环量 )，当分离器被分离下的循环灰 ，由图中 3 回料立管 B 1≥B2 连续不断地进入 u 型阀(既“连通器 ”原 理 )返回炉 内，从而建立起 良好的外循环回路，实现其原有的设计理念，“u 型阀属于自平衡阀，既流出量与进入量自动调节”。由此叉使我们联想到，曾经正常运行时出现过的几次回料不稳时，主要出现在锅炉减负荷过急、过快，原因当外循环灰量突然减少时立管中物料的自重、B1<B2 高压风 的阻力从而阻碍了立管中物料向下流动，当立管中的物料堆积到一定重力后、B 1>B2 时使高压风机阻力增加压头增高、B 1段物料大量返回炉内，从而使B 1段压力又小与B2段造成返料不稳，形成恶性循环。只有 当、B1=B2 或 、B1> --B2时才能建立起良好稳定的外循环物料平衡，在调整时要循序渐进，也许需要数小时的调整才能使外循环物料平衡稳定 。
c )回料循环不稳定的具体原因。1>启动阶段，炉膛温度低，进入返料器内的物料，在返料口遇到返料风，又发生重新燃烧结焦。2>启动阶段，返料风控制不当，过大时，使进入返料口的循环物料结焦，过小时不能使落下的循环物料得到松动正常返料。 3>锅炉减负荷过急、过快。4>返料器小风帽堵塞。旋风简内结焦或浇筑料脱落。  
d)回料循环不稳定的影响。在点火启动过程中，旋风分离器入 口温度比较低并且温升缓慢，可以证明被分离器分离的循环灰 ，滞留在u型阀内没能回送炉膛燃烧室参与灰循环，如果有循环灰来参与灰循环，旋风分离器人口温度势必将随着床温度的提高而提高，因为是循环灰将温度带到旋风分离器人口，而在我们点火启动初期，未投煤时分离器人VI与床温偏差极大，不利于分离器温升控制 ，也势必造成分离器开裂、脱落情况的发生。
循环回料波动的解决方法
1）循环灰的投入时机。返料器的投入时机宜早不宜迟，以避免大量冷料堆积造成返料系统堵塞以及大量冷灰突然人炉造成床温剧烈波动甚至结焦、灭火。
2）循环灰的留用。根据其它电厂锅炉点火启动过程的经验，也可以证明我们在点火启动过程中造成回料不稳定，是和回料阀清空没有一定厚度料位是有关系的。应尽量避免u回料阀空床运行或减少空床运行的时间，锅炉小修情况时，如果未出现分离器、回料立管、u型阀、内浇注料脱落现象发生的情况，对u型回料阀内的存灰。是从不进行清理的，全部留着再次点火启动时使用，减少过回料不稳定情况的发生，如果有类似回料波动的情况，进行回料阀清理、修补、检查后，将细灰留存，重新投入炉膛使用。
3）启动风量调整。对回料阀不进行清理工作，再次点火启动过程中，有可能出现的问题是点火升温速度慢。我们可以采取减一次风量，增加点火油压的方法解决。因为我们历次点火启动过程的一次风量裕量较大，高温烟气都随着炉膛负压被带走，存子炉料中用于加热床料的热量非常少。
结论：物料在 CFB 锅炉 内的分布可分为 四种形式 ：底灰 、飞灰 、外循环物料和 内循环物料 。CFB锅炉的物料平衡 可以进 一步认 为是 内循环和外循环物料的平衡。CFB 锅炉点火启动过程及运行时，在调整上要循序渐进 ，减负荷时不可操作过快 ，以尽避免回料波动。
钟罩式风帽的优点及应用：现在使用最广泛的布风板形式即风帽式布风板，一般有风室、孔板、风帽和浇注料层组成（见图1）。本文以哈尔滨锅炉厂最新引进的应用于220t/h和440t/h循环流化床锅炉的大直径钟罩式风帽为例，介绍布风板阻力的计算和在试运过程中的调整。

大直径钟罩式风帽，由穿过孔板的内管和钟罩式风帽外套两部分组成（见图2），一次风由风室均匀分布到通过布风板的风帽内管（Φ51×7mm）中，透过内管上部小孔（Φ6～8mm）喷出，获得较大的速度和动能，再经过均匀分布在钟罩上部径向分布的四个小孔（Φ16mm）喷出；布风板上的风帽小孔相对冲安装，布风板的阻力来自于风帽各部分的阻力。这种风帽采用添加了Cr和Si的耐热铸铁精密铸造而成，具有以下特点：
1）内管设计合适阻力（400mmH2O),使布风均匀，调节性能好，运行稳定。
2）外帽小孔风速低，降低风帽间的磨损。
3）外帽与内管螺纹连接（点焊固定防松），便于检修。
4）运行时风帽不易堵塞，物料也不会漏入风室。
5) 使用寿命长，耐磨损。
6) 整体布风均匀,保证床内流化良好,避免床料堆积而引起结焦。1、 风帽阻力的计算哈尔滨锅炉厂在为华聚能源南屯分公司改造的1#锅炉中使用了上述风帽。该锅炉为在原沸腾炉基础上改造的40t/h循环流化床锅炉，每小时耗煤量10327.4kg/h，理论空气量为3.219Nm3/kg。