热管联箱(循环流化床锅炉1000问（二）主要设备1循环流化床锅炉的关键部件)
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热管联箱(循环流化床锅炉1000问（二）主要设备1循环流化床锅炉的关键部件)
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第二章 主要设备篇
循环流化床锅炉的关键部件（受热面、炉内开口、布风装置、分离器、返料器、外置换热器、尾部烟道、耐火耐磨材料）
1. 循环流化床锅炉的汽水系统包括哪些设备？（京泰电厂）
循环流化床锅炉汽水系统一般包括省煤器、水冷系统、汽包、汽冷式旋风分离器受热面、包墙过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道、低温再热器、屏式再热器及连接管道。
2. 循环流化床锅炉受热面的分类及其作用有哪些？（黄中）
循环流化床锅炉受热面根据其作用可分为省煤器、水冷壁、过热器、再热器和空气预热器。
（l）省煤器吸收尾部烟气余热加热给水，提高水冷壁入口水温，降低锅炉排烟温度；
2）水冷壁用来将不饱和水加热成为汽水混合物或具有微过热度的蒸汽（超临界锅炉）；
3）过热器将饱和蒸汽或微过热蒸汽加热成为具有一定压力和温度的过热蒸汽；
4）再热器将汽轮机高压缸排汽再次加热，然后返回汽轮机中、低压缸重新做功；
5）空气预热器是将室外冷空气利用烟气余热加热成为热空气，为燃烧提供一、二次风风源。
3. 循环流化床锅炉水冷壁的作用是什么？（黄中）
1）吸收炉内燃烧放热，将水加热成饱和蒸汽；
2）保护炉墙，简化炉墙结构，减轻炉墙重量；
3）把烟气冷却到适宜的温度，改善燃烧和降低污染物排放。
4. 过热器和再热器的作用有哪些？（追加）
过热器的作用：1）将汽包来的干饱和蒸汽进一步加热成为过热蒸汽；2）降低烟气温度，回收烟气中的热量，提高锅炉效率。
再热器的作用：1）提高热力循环的热效率；2）提高汽机排汽的干度，降低汽耗，减小蒸汽中的水分对汽轮机末几级叶片的侵蚀；3）提高汽轮机的效率；4）进一步吸收锅炉烟气热量，降低排烟温度。
5. 循环流化床锅炉常见的水冷壁有哪几种？（黄中）
1）光管水冷壁。由无缝碳钢管组成，管间保持一定距离，紧贴炉墙布置，在小型循环流化床锅炉有一定使用；
2）膜式水冷壁。由鳍片管拼焊成气密管屏所组成，为大多数循环流化床锅炉的水冷壁形式；
3）销钉式水冷壁。其光管表面焊上一定长度的销钉，主要用于循环流化床锅炉密相区，便于敷设耐火耐磨材料；
4）屏式水冷壁。主要用于循环流化床锅炉稀相区上部，能够增加受热面；
5）内螺纹膜式水冷壁。由在内壁开出单头或多头螺旋形槽道的管子组成，是超临界循环流化床锅炉的主要受热面。
6. 为什么循环流化床锅炉多采用膜式水冷壁？（黄中）
1）有良好的炉膛严密性，防止炉内正压区域的炉烟泄漏；
2）大大减小了炉墙的厚度和质量，也保护了炉墙，减少了耐火耐磨材料，降低了造价；
3）炉膛内壁面全部为金属表面所覆盖，吸热能力大为提高；
4）制造厂组合方便，可加速锅炉安装速度。
7. 联箱的作用有哪些？（黄中）
在受热面的布置中，联箱起到汇集、混合、分配工质的作用，式受热面布置的连接枢纽。另外，联箱也用以悬吊受热面，装设疏水或排污装置。
8. 流化床锅炉炉内受热面布置有哪些特殊要求？（姜孝国）
由于流化床锅炉炉内循环物料的存在，极易对炉膛内受热面造成磨损，因此炉内有效受热面原则上不允许出现水平管，另外对炉内受热面平滑度要求较煤粉锅炉严格，受热面上不允许有突起、焊瘤、及向炉内侧的让管等，所有焊封需打磨平整。若因结构需要，需做让管处理时，需对周围区域做好防磨措施。
9. 循环流化床锅炉汽包的作用是什么？（京泰电厂）
1）连接水冷壁管与下降管和集箱组成自然而然回路，同时接收省煤器来的给水，向过热器输送饱和蒸汽。因此，汽包中加热、蒸发与过热这三个过程的连接点；
2）汽包内存有一定水量，具有一定的蓄热能力，在工况变化时，能释放和吸收一部分热能，减缓汽压变化速度；
3）汽包内装有汽水分离装置，可以进行蒸汽净化；
4）加药装置用于进行锅内水处理，改善蒸汽机品质；
5）排污装置可以降低炉水含盐量。
10. 什么是水力偏差？（黄中）
水力偏差又称“流量分配不均匀性”。由于受热面管长度、直径、粗糙度等不同（集中表现为流动阻力系数不同）和管组的分配及集汽联箱工质的引出、引入方式的不同（表现为管两端压差不同）所造成的沿烟道宽度各管间工质流量差别。循环流化床锅炉屏式受热面应特别注意内圈管和外圈管的水力偏差。
11. 简述过热器、再热器支持结构的作用？（白马）
1）支撑过热器和再热器的重量；
2）保证蛇形管圈平面的平整并能保持平行连接的各蛇形管之间的横向节距与纵向节距；
3）保持管屏间的相对位置并增加屏的刚性，防止运行中管屏的摆动，减少热偏差；
4）使蒸汽管道按一定方向膨胀，保证锅炉安全运行。
12. 什么是循环流化床锅炉的密相区、过渡区和稀相区？（黄中）
密相区是指流化床燃烧室的下部，气固两相流中含有固相颗粒浓度高的区段。
稀相区是指流化床燃烧室的上部（通常为二次风喷口以上），气固两相流中含有固体颗粒浓度低的区段。
密相区与稀相区之间的区段，过渡区是循环流化床锅炉比较容易磨损的区域。
13. 二次风位置如何确定？（黄中）
在循环流化床锅炉中，一般认为二次风口即为密相区和稀相区的分界点，二次风口以下为密相区，二次风口以上为稀相区。目前大多采用较低的密相区以降低能耗，根据锅炉容量大小，二次风的入口位置一般离布风板1.5~7m左右。二次风可以单层进入也可以多层进入。
14. 循环流化床锅炉上、下二次风口的作用？（姜孝国）
上二次风口的作用：1）补充燃烧用空气；2）改善炉膛中心缺氧问题；3）实现分级燃烧，降低NOx生成量。
下二次风口的作用：1）补充燃烧用空气；2）改善炉膛中心缺氧问题；3）促进床料横向播散，防止物料堆积，使给煤和返料混合的更加均匀。
15. 流化床锅炉有哪几种给煤方式，各自的优缺点是什么？（姜孝国）
循环流化床锅炉的给煤方式按照位置划分为炉前给煤、返料器给煤、炉前与返料器联合给煤三种。
不同种类的给煤方式比较
给入方式
优点
缺点
炉前墙给煤
给煤线较短，给煤系统简单，给煤延迟时间短，系统可靠性高。
给煤播散度稍差，容易产生堆积，有结焦危险，炉内温度场均匀性稍差，燃烧效率略低。
返料器给煤
给煤与高温循环物料混合，在返料腿内可进行水份蒸发、挥发分析出等过程，延长了燃料在炉内的停留时间，燃烧效率更高。煤与大量的循环物料一起进入炉内，与床料混合更均匀，有利于煤的燃烧和燃尽，炉内温度场更加均匀。
给煤线较长，给煤系统较为复杂，给煤延迟时间长，系统可靠性稍差。
炉前与返料器联合给煤
给煤更加均匀，炉内温度场更加均匀。
给煤系统复杂，系统可靠性差。
16. 给煤口密封风的作用？（姜孝国）
由于给煤口直接与炉膛或返料器连通，为防止炉膛内的高温烟气反串进给煤机，发生爆燃或损坏给煤机，需设置给煤口密封风。为防止烧坏皮带给煤机的皮带，给煤口密封风一般采用冷风。
17. 前墙给煤为什么要布置播煤风？（姜孝国）
为防止燃料从前墙落煤管进入炉膛后直接堆积在布风板上，一般要求落煤管下部设置播煤风，达到播散给煤的目的。
18. 循环流化床锅炉布风装置的组成和作用是什么？（姜孝国）
循环流化床锅炉布风装置主要由布风板（包括布风板和风帽）、风室和排渣管组成。其主要作用有：
1）支承静止床料层；
2）使空气均匀地分布在整个炉膛的截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，避免勾流、节涌、气泡尺寸过大、流化死区等不良现象的出现；
3）将那些已基本烧透、流化性能差、在布风板上有沉积倾向的大颗粒及时排出，避免流化分层，保证正常流化状态不被破坏，维持安全生产。
19. 良好的布风装置应具备哪些条件？（黄中）
1）能够密集的分配气流，避免在布风板上面形成停滞区；
2）能使布风板上的床料与空气产生强烈的扰动和混合，风帽小孔出口气流具有较大的动能；
3）空气通过布风板的阻力不能太大，但又需要有一定阻力；
4）具有足够的强度和刚性，能支承本身和床料的重量，压火时风板受热不变形，风帽不烧损，且还应检修清理方便。
20. 风室主要有哪几种型式？（姜孝国）
按照冷却方式可以分为水冷风室和绝热风室，按照布风特点可以分为等压风室和非等压风室。
等压风室底部倾斜，流通截面随着风量的相应减少，使得风室各点的静压趋于平衡。非等压风箱通常采用等截面设计，由于流化床锅炉一次风侧阻力较大，风室的静压相对较小，因此等压风箱作用有限，例如引进型300MW流化床锅炉风室长度达15米左右，采用的是非等压风箱设计，运行良好。
21. 对于水冷风室有何设计要求？（京泰电厂）
1）具有一定的强度、刚度及严密性，在运行时不变形，不漏风；
2）具有一定的容积，使之具有一定的稳压作用，消除进口风度分布不均匀的影响，一般要求风室内平均气流速度小于1.5m/s；
3）具有一定的导流作用，尽可能地避免形成死角与涡流区；
4）结构简单，便于维护检修；
5）水动力性能良好。
22. 循环流化床锅炉排渣口布置方式有哪几种？（黄中）
循环流化床锅炉有侧面排渣和底部排渣两种方式。
侧面排渣不会影响布风的流化状态，但如果床层厚度不高时会造成排渣动力不足。底部排渣口会占用布风板面积，影响其流化状态，但其排渣动力较大，利于排渣。
23. 各种类型的风帽使用中有哪些优缺点？（黄中）
风帽的种类有钟罩式、蘑菇头式、定向式、猪尾巴式等几种。
（a）猪尾形风帽；（b）Γ形风帽；（c）箭形风帽；（d）柱形风帽；（e）钟罩形风帽
循环流化床锅炉常用风帽结构形式
猪尾形风帽源自芬兰Ahlstrom公司，该风帽上段管口和下段管口分别竖直接入炉膛底部和风室，中段横向设置在布风板耐火耐磨材料层内。这种风帽没有磨损，但水平段易积渣堵塞，且阻力设计偏大。
Γ形风帽属于定向风帽，作为单孔风帽，其孔径较大，根据出口角度的不同还能分为直角形和倾斜形。这种风帽阻力偏低，布风不匀容易引起漏渣。此外，Г型风帽对安装要求较高，需要逐个进行校对，否则极易出现风帽间的相互磨损，目前大多作为排渣口附近的定向风帽。
箭形风帽也是定向风帽一种，该型风帽由主风管及双孔或多孔喷口管组成，每孔与帽身均呈一定角度斜向下吹，从实际使用情况来看，箭形风帽磨损较轻，安装要求没有Γ形风帽严格但依旧存在漏渣现象。
柱形风帽结构简单、易于制造、阻力适中，但布置数量多、风帽间距小，外孔易磨损、变形，流化风波动时一些物料会通过外孔回吸进入风室或堵塞风帽，导致风帽通风不足烧损，使用寿命短、检修工作量大，目前这种风帽大多用于大型循环流化床锅炉外置换热器和返料器上。
钟罩形风帽是目前使用最多的风帽，该风帽由芯管和外罩两部分组成，其芯管穿过布风板固定，风帽固定在芯管的上端，风帽的外罩四周开有数个外孔由于孔径较大，因此不易被颗粒堵塞，风帽一般铸造而成。钟罩式风帽特有的结构可以有效防止物料漏入风室，其风帽数量少、使用寿命长、便于检修。
24. 什么是风帽的开孔率？（黄中）
风帽开孔率是指各风帽小孔面积的总和与布风板有效面积之比值。
25. 什么是小孔风速？其大小对流化床的正常运行有什么影响？（黄中）
小孔风速是指风帽外罩出口小孔的气流速度。小孔风速高，气流对床层底颗粒的冲击就越大，扰动就越强烈，有利于粗颗粒的流化，在低负荷时也能稳定运行，负荷调节范围大。但小孔风速过大时，风帽阻力增大，所需风机压头大，使风机电耗增大；反之，小孔风速过低，容易造成粗颗粒沉积使底部流化不良，尤其是当负荷较低时，往往不能维持稳定运行，所以小孔风速应根据燃煤特性、颗粒特性负荷调节范围和风机电耗等因素全面考虑选择。
26. 循环流化物床锅炉物料循环系统由哪些部件构成？（淮南）
物料循环流化统包括分离器、立管和返料器三个部分。其作用是将烟气携带的大量物料分离下来并返送回炉内参与燃烧。
27. 旋风分离器的分离效率对循环流化床锅炉运行有何影响？（姜孝国）
1）分离器的分离效率越高，对飞灰的捕捉能力越强，燃料及石灰石在炉膛内的停留时间就越长，锅炉的燃烧效率越高；
2）石灰石的利用率会增高，有利于脱硫反应；
3）有利于改善炉内循环物料的质量，提高炉膛内的受热面传热系数，使床温有所降低；
4）底渣率有所提高；
5）飞灰粒度更细，易导致尾部烟道积灰；
6）改变吸热量分配，通常会引起过热蒸汽温度的降低。
28. 旋风分离器有哪几种型式？（姜孝国）
1）按冷却介质分：绝热分离器、汽冷分离器、水冷分离器等；
2）按形状分：圆形分离器、圆形偏心式分离器、圆形蜗壳式分离器、方形分离器等。
29. 循环流化床锅炉旋风分离器有哪几种布置方式？（黄中）
旋风分离器主要有H型布置和M型布置两种方式。
30. 影响旋风分离器效率的因素有哪些？（黄中）
1）入口烟气速度。随着入口风速的提高，分离效率提高，但阻力增加，入口气速过高，气流湍流度增加以及颗粒反弹加剧，二次夹带严重，反而使效率降低。因此，一般入口速度维20~28m/s；
2）烟气温度。随着烟气温度的提高，气体粘度增加，作用在颗粒上的曳力增大，分离效率降低；
3）烟气携带飞灰粒径。循环流化床锅炉循环物料粒径一般在0~200um之间，在这一范围内，随着粒径的增加分离效率增加。30um以下粒径的颗粒一般分离效率较低，对于粒径大于50um的颗粒，分离效率大于90%，对于粒径大于100um的颗粒，分离效率通常接近100%；
4）入口颗粒浓度。一般随着入口颗粒浓度的增加分离效率提高；
5）入口烟道结构参数。风速一定时，入口高宽比增加，分离效率略有增加，一般进口高宽比h/b=20~30；
6）中心筒结构参数。随着中心管长度的增加，分离效率增加，当中心管长度是入口的0.4~0.5倍时，分离效率最高，随后分离效率随中心管长度增加，反而降低，在一定范围内，中心管直径越小，分离效率越高，但阻力将显著增加；
7）旋风分离器筒体直径。一般筒体直径的增加会带来分离器效率的下降。
31. 汽冷分离器的结构和特点有哪些？（追加）
水冷、汽冷分离器由水冷或汽冷管弯制、焊装而成，取消了绝热旋风筒的高温绝热层，受热面管子内侧焊接销钉敷设一层较薄的高温耐磨浇注料。
水冷、汽冷旋风筒吸收部分热量，分离器内部物料温度不会上升，甚至略有下降，较好地解决了高温绝热分离器内部超温和结焦的问题。同时该塑分离器节省了大量的保温和耐火材料，减少了散热损失。由于保温厚度的大大减少，锅炉启停过程中床料的温升速率不再取决于耐火材料，而主要取决于水循环的安全性，使得启停时间大大缩短。但是，该分离器会造成飞灰可燃物略有升高，且存在制造工艺复杂等问题。
水（汽）冷旋风分离器耐火材料示意图
32. 绝热分离器的结构和特点有哪些？（追加）
绝热高温旋风分离器一般由进气管、筒体、中心筒、排气管、圆锥体等几部分组成。通过一段短烟道与炉膛连接，根据锅炉结构差异及分离器数量的多少，有的布置在炉后，有的布置在炉前或两侧，但布置炉后较多。一般除中心筒外，所有组件均由钢板卷制而成，内部敷设较厚的绝热层和防磨层。进气管常采用切向进口，有普通切向进口和蜗壳式切向进口，排气管采用上排气型式。
这种分离器具有相当好的分离性能，从目前看，该型分离器市场占有率较高。但这种分离器也存在一些问题，主要是旋风筒体积庞大，造价高；旋风筒内衬大量的耐火材料，砌筑要求高、用量大、维护费用高；热惯性大，启动时间长，运行中易出现故障；密封和膨胀系统较为复杂；在燃用挥发分较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒内的燃烧导致分离后的物料温度上升，引起旋风筒或料腿及返料装置内部超温结焦。
高温绝热式旋风分离器简图
（a）分离器筒体耐火层结构；（b）分离器筒体耐火层横剖图
33. 汽冷分离器与绝热分离器各有哪些优缺点？（姜孝国）
汽冷分离器由过热器管子直接弯制而成的，内侧敷设有耐磨浇注料或耐磨可塑料，优点是由于在运行中有工质冷却，因此浇注料用量较少，热惯性小。缺点是由于本身是过热器管屏制成的，因此存在爆管的风险，结构相对复杂。
绝热分离器外壳由钢板制成，内侧敷设有保温料、耐火料及耐磨浇注料，优点是整个部件没有受压件，运行更加安全可靠，不存在爆管的风险，有助于提高燃用低挥发分煤种的燃烧效率。缺点是热惯性大，外壁容易超温。
34. 循环流化床锅炉中的后燃现象指的是什么？（姜孝国）
循环流化床分离器内存在后燃现象，即部分可燃物在分离器内燃烧，导致分离器出口烟气温度升高。分离器后燃导致烟气温度上升，使得烟气对尾部对流受热面传热量增加。后燃会使得烟气对尾部对流受热面传热量增加，运行中会导致再热器超温。
35. 什么是分离器的分离效率和临界直径？（京泰电厂）
分离效率是指含尘气流在通过分离器时，捕捉下来的物料占进入分离器的物料量的百分数。
旋风分离器所能有效捕捉的最小粉尘颗粒直径称为旋风分离器的临界直径。
36. 循环流化床锅炉旋风分离器中心筒变形的原因是什么？（华电永安）
1）制造应力未能消除；
2）中心筒材质和壁厚不符合要求；
3）安装时中心筒的中心线未按规定施工，发生偏斜现象；
4）焊缝及加固板未按规定进行施焊或焊接过于集中产生应力；
5）中心筒支吊不均衡或存在膨胀死点，中心筒膨胀间隙预留不足；
6）长期运行超温，造成中心筒变形。
37. 旋风分离器中心筒脱落会对锅炉运行造成哪些影响？（姜孝国）
中心筒脱落会导致分离器效率急剧降低，进而产生炉内循环量不足，床温升高，飞灰量大，飞灰粒径增大，燃烧效率降低石灰石耗量增加等问题，严重时锅炉将无法正常运行。
38. 什么是中心筒的挂钩式固定？（黄中）
挂钩式固定是指通过在中心筒上安装吊耳吊挂在旋风筒内倒挂的吊架上的一种安装方式。吊耳在中心筒重力及吊架支撑力的共同作用下有一个旋转的趋势，但是用于吊耳固定在中心筒上再加上中心筒工作时处于红热状态，强度较低，极易被扭曲变形，严重时可以从吊架中脱出，并且一般吊耳与吊架的配合间隙较小，中心筒没有足够的膨胀间隙，极易因膨胀受阻变形导致分离效率降低。
挂钩式固定示意图
39. 什么是中心筒的接口式固定？（黄中）
接口式固定是指在旋风筒内安装接口，接口通过各种尺寸的钢板与中心筒焊接，最终将中心筒固定在旋风分离器内的连接方式。这种安装方式是东锅的常用固定方式，有较好的密封效果，但是由于中心筒与接口满焊导致中心筒与接口间没有膨胀间隙，中心筒受热膨胀时受到挤压发生变形，并且这种变形还可以沿中心筒向下延伸扩大导致中心筒中段和下段严重变形，降低分离效率。
接口式固定示意图
40. 什么是中心筒的自由吊挂式固定？（黄中）
自由吊挂是指中心筒通过上部大筋板安放在支架上的安装方式，这种安装方式大筋板与支架间为自由配合（无焊接等任何方式的固定），可以相对滑动，因此中心筒在受热膨胀时或冷却收缩时均不会受到较大的阻力发生变形。并且由于大筋板、三角筋板和中心筒为一体铸造具有较高的强度，不会发生扭曲变形，具有良好的使用效果。
自由吊挂式固定示意图
41. 立管在循环流化床锅炉物料循环系统中有何作用？（黄中）
通常把物料循环系统中的分离器与返料器之间的回料管称做立管。它的作用是输送物料系统密封，产生一定的压头防止回料风和炉膛烟气从分离器下部进入，与返料器配合使物料能够由低压向高压（炉膛）处连续稳定地输送。
42. 对循环流化床锅炉返料器的要求是什么？（淮南）
1）物料流动稳定。由于物料温度高，为保证物料的流化，防止结焦，返料器设有松动风；
2）防止烟气反窜。分离器内的压力低于燃烧室的压力，返料器需要将物料从低压区送入高压区，必须有足够的压力克服负压差，既起到烟气的密封作用又能将固体颗粒送回炉膛；
3）物料稳定回送。对于自平衡回料控制装置，应将分离器分离物料均匀稳定的回送至炉膛。
43. 自平衡返料器的工作原理是什么？（姜孝国）
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进料管进入移动填充床，由风室给入流化风，使移动填充床和返料床处于流化状态，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，运行时不需对其进行调节。
自平衡返料器的工作原理示意图
44. 返料器流化风量在运行时需要随时调节吗？（姜孝国）
返料器的流化风量需在第一次启动时进行整定，正常情况下一般不需要再进行风量调节操作。运行调整期间，出于改善锅炉运行状况的需要，可以对返料器的流化风和松动风进行必要的调整。
45. 外置换热器的作用是什么？（姜孝国）
1）有利于解决大型流化床锅炉中炉内受热面布置空间不足的问题；
2）调节炉膛燃烧温度；
3）可经济的调节蒸汽温度。
46. 外置换热器的优缺点是什么？（姜孝国）
1）外置换热器增加了锅炉及其受热面布置的灵活性，特别是方便了再热器的布置；
2）负荷调节性能好，能够在负荷大幅变化时尽量保持床温的稳定，有利于污染物排放控制；
3）良好的汽温调节性能，减少或不用再热器减温水量，提高机组效率；
4）燃料适应性好，传热性能好，减少受热面面积；
5）增加了控制的复杂性，影响运行人员的操作；
6）外置换热器会增加锅炉钢耗量。
47. 外置换热器投运时有哪些注意事项？（白马）
1）投运外置换热器前，必须保证流化风压足够。在投运过程中，根据流化风压及时调整流化风机运行方式；
2）外置换热器的投运顺序先投运布置再热蒸汽的外置换热器，再根据汽温和床温情况投运布置过热器的外置换热器；
3）冷态启动过程中投运外置换热器，应加强汽温、床温的监视、调整，避免床温、主蒸汽、再热蒸汽温大幅度波动；
4）锅炉热态恢复过程中投运外置换热器，应加强汽温、床温的监视、调整，避免主、再汽温超限，注意减温水配合调节汽温；
5）热态恢复过程中，注意各外置换热器的流化情况，及时调整.
48. 流化床锅炉再热蒸汽汽温调节通常有哪几种方式？（姜孝国）
通常有喷水减温调节，双烟道挡板调节和外置换热器调节三种方式
49. 为什么有些循环流化床锅炉需要进行烟气再循环？（黄中）
烟气再循环是从省煤器烟道或其它烟道中抽取一部分低温烟气送入炉膛，以使燃烧温度降低以减少热力型NOx的生成。
50. 省煤器再循环门的作用是什么？（黄中）
装设省煤器再循环门的目的是在锅炉升火和停炉时，当中断给水时保护省煤器。因为在升火和停炉阶段，未上水时省煤器中的水不流动，高温烟气有可能把省煤器管烧坏。开启省煤器再循环门，利用汽包与省煤器工质密度差而产生自然循环，可以使省煤器管得到冷却。
51. 循环流化床锅炉空气预热器有何作用？（追加）
利用排烟热量加热锅炉助燃所需空气的受热设备，叫做空气预热器。空气预热器的作用是：
1）强化燃烧。由于提高了锅炉的助燃空气的温度，可以缩短燃料的干燥时间和促使挥发分析出，从而使燃料迅速着火，加快燃烧速度，增强燃烧的稳定性，提高燃烧的效率；
2）强化传热口由于使用了热空气并增强了燃烧，可以提高燃烧室的烟气温度，加强炉内辐射换热；
3）提高锅炉运行的经济性，加装了空气预热器可以有效的进一步降低排烟温度，减少排烟损失，提高锅炉效率。
52. 循环流化床锅炉空气预热器有哪几种形式？（黄中）
循环流化床锅炉目前采用的空预器有三种，大多数循环流化床锅炉使用管式空预器，管式空预器又分为立管式和卧管式；少数循环流化床锅炉采用热管空预器，它的优点是漏风系数较小；第三类是采用回转式空预器，它的优点是相对体积较小，适合大容量循环流化床锅炉。如引进的白马300MW循环流化床锅炉。由于循环流化床锅炉一次风压较高，为避免漏风系数过大，用于循环床的回转空预器采用特殊分仓和密封方式。
53. 为什么循环流化床锅炉不宜采用立式管式空预器？（姜孝国）
由于循环流化床锅炉风机压头比煤粉锅炉高很多，如果采用立式管式空预器，空气将从管外走，空预器护板的密封性不好，容易漏风。而采用卧式管式空预器，空气从管内走，密封结构更易于处理，避免漏风。此外，采用卧式管式空预器，烟气在管外横向冲刷，空预器管子壁温较高，不易腐蚀。
54. 空气预热器的腐蚀与积灰是如何形成的？（黄中）
由于空气预热器处于锅炉内烟温最低区，特别是未级空气预热器的冷端，空气温度最低、烟气温度也最低，受热面壁温最低，因而最易产生腐蚀和积灰。当燃用含硫量较高的燃料时，生成的SO2和SO3气体，与烟气中的水蒸气生成亚硫酸或硫酸蒸汽。在排烟温度低于酸蒸汽露点时，硫酸蒸汽便凝结在受热面上，对金属壁面产生严重腐蚀。同时，酸液体也会粘结烟气中的灰分，越积越多，易产生堵灰。
循环流化床锅炉尾部烟道受热面积灰，受热面表面传热系数下降，使吸热量下降，排烟温度上升，锅炉热效率下降。如果积灰严重，则会增加烟道阻力，导致引风机负荷增大，厂用电率增加。长期腐蚀和积灰会造成受热面的损坏和泄漏。当泄漏不严重时，可以维持运行，但使引风机负荷增加，限制了锅炉出力，严重影响锅炉运行的经济性。
55. 什么是锅炉的低温腐蚀？（李建锋）
由于燃煤中含有S，而S在燃烧过程中会产生SO2，进而部分SO2会被氧化成SO3；另一方面，锅炉烟气中还含有NOx等酸性气体，在烟气温度较低时，这些酸性气体会与烟气中的水蒸气发生反应生成相应的酸，生成的酸附着在尾部受热面以后，会对尾部受热面的金属产生腐蚀现象；或者在尾部换热管壁温度较低时，烟气中的酸性气体与管壁上的凝结水发生反应生成稀酸，腐蚀尾部受热面的金属，统称为低温腐蚀。
56. 如何预防锅炉的低温腐蚀？（李建锋）
1）采用耐腐蚀的换热面，但是或者会增加锅炉成本，或者影响换热器的换热效率；
2）精确计算出锅炉烟气酸露点，控制管壁温度在酸露点以上，这样就可以有效避免低温腐蚀，不过对于循环流化床锅炉而言，由于有炉内脱硫过程，所以其烟气酸露点的计算还是空白；
3）提高进入空预器的空气温度，一般采用暖风器利用汽轮机抽汽来加热风机出口的空气，提高空气温度也就相当于提高了空预器的管壁温度。
57. 为什么循环流化床锅炉要使用大量的耐火耐磨材料？（黄中）
循环流化床锅炉使用耐火耐磨材料的主要目的是防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧化及腐蚀、磨损，这是保证循环流化床锅炉长期安全运行的重要措施之一也是循环流化床锅炉的主要特点之一。
58. 循环流化床锅炉常用的耐火耐磨材料包括哪些类型？（黄中）
目前循环流化床锅炉常用的耐火耐磨材料包括非金属耐火砖、浇注料及可塑料。
59. 常见的耐火耐磨材料的性能
1）耐磨可塑料。使用范围：锅炉炉膛水冷壁、炉膛出口区域、水冷蒸发屏、屏式过热器、屏式再热器、旋风分离器内及风室顶部等有销钉处等部位。
典型耐磨可塑料性能参数
耐火度
≥1790（℃）
使用温度
1500（℃）
体积密度（烘干后）
2800（kg/m3）
可塑指数
25～40（%）
导热系数（热面1000℃）
＞1.5（W/m·K）
显气孔率
＜17（%）
线变化率（815℃～1100℃）
0～-0.2（%）
抗压强度（110℃）
≥65（MPa）
（815℃）
≥85（MPa）
（1100℃）
≥95（MPa）
抗折强度（110℃）
≥10（MPa）
（815℃）
≥15（MPa）
（1100℃）
≥18（MPa）
急冷急热次数（1000℃水冷）
＞25（次）
（1350℃风冷）
＞50（次）
抗磨损性（ASTMC-704）
≤8（cc）
2）耐磨浇注料。使用范围：回料器、旋风分离器出口烟道四周及底部、炉底布风板四周凸台、给煤装置以及炉膛、旋风分离器入口、出口烟道处人孔浇注块等处。
典型耐磨浇注料性能参数
耐火度
≥1790（℃）
使用温度
1500（℃）
体积密度
2800（kg/m3）
导热系数（热面1000℃）
＜1.5（W/m·K）
显气孔率
＜20（%）
热膨胀率（1200℃）
＜0.5（%）
线变化率（110℃～1100℃）
0～-0.2（%）
抗压强度（110℃）
≥75（MPa）
（815℃）
≥85（MPa）
（1100℃）
≥100（MPa）
抗折强度（110℃）
≥10（MPa）
（815℃）
≥15（MPa）
（1100℃）
≥20（MPa）
急冷急热次数（1000℃水冷）
＞25（次）
（1350℃风冷）
＞50（次）
抗磨损性（ASTMC-704）
≤8（cc）
3）自流式耐磨浇注料。使用范围：旋风分离器出口烟道顶部。
典型自流式耐磨浇注料性能参数
耐火度
≥1790（℃）
使用温度
1500（℃）
体积密度
2800（kg/m3）
导热系数（热面1000℃）
＜1.5（W/m·K）
显气孔率
＜20（%）
热膨胀率（1200℃）
＜0.5（%）
线变化率（110℃～1100℃）
0～-0.2（%）
抗压强度（110℃）
≥75（MPa）
（815℃）
≥85（MPa）
（1100℃）
≥100（MPa）
抗折强度（110℃）
≥10（MPa）
（815℃）
≥15（MPa）
（1100℃）
≥20（MPa）
急冷急热次数（1000℃水冷）
＞25（次）
（1350℃风冷）
＞50（次）
抗磨损性（ASTMC-704）
≤8（cc）
浇注料自流性的测试应符合标准ASTM-C1446-99的要求。
4）耐火浇注料。使用范围：用于风室四周及底部，炉内集箱，点火风道内衬以及后包墙、省煤器区域人孔内的浇注块等处。
典型耐火浇注料性能参数
容 重
2000~2200（kg/m3）
耐火度
＞1700（℃）
使用温度
1350（℃）
显气孔率
＜25（%）
线变化率（1100℃）
-0.4~+0.5（%）
抗压强度（1100℃）
≥22（MPa）
抗折强度（1100℃）
≥5（MPa）
急冷急热次数（1000℃水冷）
＞20（次）
（1350℃风冷）
＞50（次）
5）耐火砖。使用范围：用于点火风道内衬处。
典型耐火砖性能参数
性 能
数 值
耐火度（℃）
≥1700
使用温度（℃）
1350
体积密度（kg/m3）
2500
导热系数(W/m.K)
1000℃热面
≤1.5
显气孔率（%）
＜17
线变化率（%）
1100℃×2h
-0.1
抗压强度（MPa）
1100℃
100
抗折强度
1100℃
20
急冷急热次数
（次）
水冷（1000℃）
＞25
风冷（1350℃）
＞50
6）绝热浇注料。使用范围：用于旋风分离器出口烟道、旋风分离器中心筒上部外壁、回料器、点火风道内衬等处。
典型绝热浇注料性能参数
使用温度
1000（℃）
体积密度
800～1000（kg/m3）
导热系数（1000℃热面）
＜0.16（W/m·K）
线变化率（815℃～1100℃）
0～-0.1（%）
抗压强度（110℃）
≥7（MPa）
（815℃）
≥6（MPa）
抗折强度（110℃～815℃）
≥1.5（MPa）
7）保温浇注料。使用范围：适用于≤900℃的非向火工作部位保温层，用于风室与点火风道接口、给煤口和各类门孔密封盒等处。
典型保温浇注料性能参数
容 重
500～600（kg/m3）
导热系数(900℃热面)
≤0.12（W/m·K）
抗压强度(815℃×3h)
≥1.0（MPa）
抗折强度(815℃×3h)
≥0.4（MPa）
使用温度
900（℃）
8）无石棉微孔硅酸钙。使用范围：用于回料器、旋风分离器出口烟道、点火风道内衬等处。
典型无石棉微孔硅酸钙性能参数
容 重
~200（kg/m3）
导热系数方程
0.048+0.00011tP（W/m·k）
抗压强度
≥0.6（MPa）
抗折强度
≥0.3（MPa）
使用温度
≤1000（℃）
线收缩率
≤2（%）
9）硅酸铝耐火纤维。使用范围：毯用于锅炉人孔门、点火风道内衬拉钩砖后空腔等处填充，薄毡用于内衬膨胀缝填充，绳用于人孔门盖等处。
典型硅酸铝耐火纤维性能参数
容 重 （火力发电集控运行微信公众号）
毯（毡）
128kg/m3
散棉
100 kg/m3
绳
250kg/m3
纤维平均直径
≤6μm
氧化铝含量
≥50%
渣球含量（渣球粒径＞0.25mm）
≤5%
使用温度
1260℃
导热系数（平均温度460℃）
≤0.11W/m·k
最大收缩率（1093℃）
－0.3（％）
60. 什么是耐火耐磨可塑料？（追加）
耐火耐磨可塑料是将耐火原材料（如矾土、刚玉、莫来石等）按照一定颗粒配比，结合一定量氧化铝细粉、硅微粉、刚玉细粉等，采用配比好的溶液作为结合硬化剂成型。
可塑料属于气硬化的耐火耐磨材料，和一般浇注料（属于水硬化的材料）不同，施工过程中到烘炉结束前，不得碰到任何水溶液物质。
61. 耐火耐磨材料磨损的原因是什么？（黄中）
1）热应力和热冲击造成的磨损。主要表现为温度循环波动、热冲击以及机械应力致使耐火耐磨材料产生裂缝和剥落；
2）固体物料冲刷造成的磨损。主要表现为物料对耐火耐磨材料强烈冲刷而导致的破损。循环流化床锅炉内耐火耐磨材料易磨损区域包括边角区、旋风分离器和固体物料回送管路等。一般情况下，耐火耐磨材料磨损随冲击角的增大而增加；
3）耐火耐磨材料性质变化造成的磨损。主要表现为耐火耐磨材料变质和理化性能降低导致的破坏。碱金属的渗透会造成耐火耐磨材料变质，有些耐火耐磨材料与结合剂强度降低，有些烘炉没有达到要求，引起衬里分层和崩溃。
62. 燃烧室耐火耐磨材料磨损的原因是什么？（黄中）
在循环流化床锅炉中，正常运行时燃烧室温度为850~950℃。为了适应负荷变化或特殊工况需求会进行快速的启停炉。燃烧室内温度变化、压火和热启动产生的热冲击以及热应力都会使耐火耐磨材料遭到破坏。干燥、收缩、热振、应力下的塑性变形会使耐火耐磨材料产生裂缝，过度的裂缝和挤压剥落则会引起耐火耐磨材料毁坏。
63. 什么是烘炉？（程昌业、华电永安）
烘炉指的是通过加热手段，使炉内对应区域经过缓慢升温、定期恒温、不断烘烤，直至耐火耐磨材料内衬脱水的过程。烘炉的目的是使得耐火耐磨材料水分消失，并在高温下将其灼烧成高强度基材和硬度很高的珐琅质防磨表面。烘炉期间要严格控制炉本体及其烟风道内部的加热温升率，防止龟裂塌陷、夹层内水蒸发过快的爆裂等异常。
64. 新建循环流化床锅炉为什么要进行烘炉？（程昌业、华电永安）
新建循环流化床锅炉的炉膛和烟道内表面均敷设了大量的耐火耐磨砖、耐火保温砖、保温浇注料等材料。新建锅炉的这些防磨材料经过空气的自然干燥（一般在3天以上）后，仍残留一定量的自由水分。若材料不经烘炉直接投入运行，其水分受热蒸发使体积膨胀而产生一定的压力，致使耐火耐磨材料发生裂缝、变形、损坏，严重时耐磨材料脱落。因而，新建循环流化床锅炉或较大面积保温材料修复之后，必须按照保温材料特性和设计要求进行烘炉。
65. 烘炉一般分为哪几个阶段？（华电永安）
耐火耐磨材料安装完毕，至少经过72小时的自然干燥后，方可进行烘炉。烘炉分三个阶段进行：床下启动燃烧器、床上燃烧器、外置换热器等突出部位的局部低温烘炉、锅炉整体的低温烘炉和高温烘炉。
66. 流化床锅炉烘炉应注意哪些问题？（华电永安）
1）烘炉时应严格按照耐火耐磨材料厂商提供的烘炉曲线控制升温速度和恒温时间；
2）烘炉时应连续进行，每小时记录炉膛各点床温、旋风分离器进出口、立管、返料器、外置换热器、料腿、床下启动燃烧器出口和筒壁温度及冷渣器等处的烟气温度；
3）烘炉时应注意观察锅炉膨胀情况，记录各部位膨胀指示值，如发现异常应及时采取措施；
4）部分烘炉时段宜结合锅炉吹管进行，可更好地防止受热而管壁超温；
5）当烘炉设备出现故障时，应及时调整炉膛压力，防止床温下降过快。
67. 什么是无焰烘炉法？（程昌业）
无焰烘炉法是指采用烘炉机将燃料在预燃室内充分燃尽后输出热烟气来完成烘炉的技术。
传统的烘炉多采用木材、炭火或燃油的有火焰炉内燃烧，难以实现缓慢均匀的炉衬加热。受循环流化床锅炉烟气流程和结构限制，分离器和返料器等关键部位难以烘烤均匀。无焰烘炉法使用烘炉机在锅炉外部燃烧油（气），能够方便准确地控制烘炉机输出热功率和热烟气温度，炉内没有明火，炉衬受热缓慢而均匀，从而最大限度地保证了烘炉质量。
68. 中温烘炉和低温烘炉有什么特点？（程昌业）
一般将烟气温度200~450℃和200℃以内的烘炉过程称为中温烘炉和低温烘炉。与使炉衬进一步烧结固化的高温烘炉不同，中温烘炉和低温烘炉的主要目的是使炉衬充分干燥。通常湿炉衬在80~110℃范围内会缓慢、均匀地蒸发出游离水，220~350℃析出结晶水，因此中温烘炉和低温烘炉阶段的温度控制在450℃以内，典型的温升曲线如下图所示。
典型的烘炉温升曲线
69. 什么是耐火耐磨材料的重烧变化率？（程昌业）
耐火耐磨材料浇注施工结束后，经热养护过程所产生的浇注料收缩量变化率，称为耐火耐磨材料的重烧变化率。热养护后，浇注料收缩，在表面将产生浅层细纹路的龟裂，但不允许产生贯穿性的显著龟裂。
70. 耐火耐磨材料在施工前为什么需要在销钉及受压件上涂抹沥青？（姜孝国）
由于金属材料的膨胀系数远高于耐磨浇注料的膨胀系数，若无相应的技术措施会由于二者间的膨胀差损坏耐火耐磨材料，因此需要施工前需要在销钉及受压件上涂抹沥青预留膨胀空间。
71. 床下风道燃烧器浇注料脱落的原因有哪些？（华电永安）
1）设计不合理。包括油枪一次风、二次风风嘴结构和风量配比不合理，燃烧器筒体材料选取不合理，销钉密度、长度、材质不合理，耐火耐磨材料选取不合理或耐火耐磨材料膨胀间隙设置不合理；
2）施工工艺不合理，如气体积聚顶部，未能及时排除，受热后气体膨胀，引起绝缘层与耐火耐磨层浇注料之间出现间隙，造成两层浇注料接合不实；
3）烘炉升温速度过快、恒温时间不足或排湿孔开取位置不合理、开孔量不足；
4）点火过程中配风不合理，风道内温度过高或局部温度过高；
5）油枪雾化片选用出力过大或雾化不良等。
72. 如何减轻循环流化床锅炉的炉膛内受热面表面的耐磨材料的磨损程度？（蔡新春）
1）在维持正常流化风量的前提下，尽量降低一次流化风速；
2）经常检查入炉煤颗粒和石灰石颗粒度，应保持在规定范围内；
3）改进设计，减少异型管的数量；
4）运行时炉膛负压不要太大，尽量降低烟气流速。
73. 耐火耐磨材料与金属制品相比有何特点？（蔡新春）
耐火耐磨材料是非均质的脆性材料，与金属制品相比，它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗热应力破坏能力差、抗热震性较低。耐火耐磨材料随温度的升降，产生膨胀或收缩，如果此膨胀或收缩受到约束，材料内部会产生应力。
在热冲击循环作用下，耐火耐磨材料容易出现开裂，然后剥落，最终至整体损坏，这是循环流化床锅炉耐火耐磨材料提前失效的重要原因。早期一些厂家都没有施工和安装经验，在施工和安装中不能严格按照设计要求和材料生产厂提供的耐火耐磨材料施工要求进行监督施工。一些安装公司按照工业锅炉的砌筑办法和经验进行施工，结果造成安装质量缺陷较大。还有的个别工程为了缩短安装工期提前运行，没有严格执行烘炉要求，使材料中所含的水分未完全转化为水蒸气逸出，锅炉点火运行后耐火耐磨材料中的水蒸气压力超过了材料的拉伸强度时引起衬里分层和崩溃，导致炉子点火不久就引起炉墙、返料器、点火风道以及冷渣器等处大面积坍塌。
74. 循环流化床锅炉磨损区域内耐磨材料脱落会造成何种危害？（蔡新春）
耐磨材料脱落会造成受热面局部直接受到高温烟气的冲刷，容易烧坏锅炉的各部件，受热面管壁磨损量迅速增加，易造成管壁爆管等事故。另外，由于J阀返料器的耐磨材料脱落，落到返料器内部，造成返料器内床料或床层流化不好，不能正常地连续回料，严重威胁锅炉的正常燃烧。
75. 如何防止循环流化床锅炉耐火耐磨材料的脱落？（蔡新春）
应根据设备所处的环境选用合适的耐火耐磨材料，材料必须是高强度耐火耐磨材料，有良好的抗折强度。耐火耐磨材料内应设计足够数量的金属销钉，其长度要基本贯穿耐火耐磨层厚度，有时也可耐火耐磨料中添加不锈钢纤维。这样在膨胀不均匀产生裂纹时，不会大面积脱落。
耐火耐磨材料的养护非常重要。烘炉期间应使耐火耐磨材料温度升幅始终控制在制造厂许可的范围内，烘炉时耐火耐磨层表面达到和超过烧结温度也非常关键。实际运行中一定要高度重视对耐火耐磨材料的维护，不要单纯追求升炉以及停炉后的快速冷却，而忽略了耐火耐磨材料的温升规律，这会对耐火耐磨材料形成致命性伤害，并为今后的长期稳定运行留下隐患。
76. 密相区浇注料脱落损坏的主要原因有哪些？（华电永安）
1）设计不合理，如销钉、抓钉的密度、高度、材质选取不合理；
2）耐磨材料的成分不符合规定，使耐磨材料的稳定性、耐压强度、抗折强度、耐磨性、热振稳定性和重烧线变化等指标达不到要求；
3）施工工艺不良，如拌料的水质、水量、水温或环境温度、养护、拆模等没按要求施工；
4）膨胀间隙预留不足；
5）烘炉升温速度过快、恒温时间不足；
6）运行操作不当了，如启停炉升、降温度过快，床温大起大落等。
77. 在耐火耐磨材料施工中如何预留膨胀缝？（追加）
由于耐火耐磨材料的膨胀系数与钢材膨胀系数不一致，施工中需科学地设置膨胀缝，防止其在烘炉中发生网状裂纹和贯性的裂纹：
1）在销钉、金属表面涂刷沥青漆的方式，厚度不低于1mm；
2）耐火耐磨材料分块间隔浇注，分块处用3mm厚的胶合板作为膨胀缝；
3）在风帽、仪表管件、金属穿墙件表面缠绕2mm厚的陶瓷纤维纸作为膨胀缝；
4）可塑料施工时可用小刀切出厚度一半的缝隙，或在耐火可塑料上扎孔，来解决膨胀的问题。
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