32-Y2003-J37 循环流化床锅炉防爆及安全运行
由于高温床料和耐火材料抵制了温度的骤变，由这种情况引发炉膛结构破坏的现象就不会发生。
3、CFB锅炉防爆及安全运行对设备和系统设计的要求
3.1 对锅炉本体承压能力的设计要求。
我们知道，常规煤粉锅炉炉膛结构的设计强度按±8.7kPa考虑，而循环流化床锅炉由于其下部承受的正压力较大，因此其结构强度大大超过常规锅炉。按NFPA8504的规定，锅炉炉膛要能够承受瞬时压力并且不能由于任何支撑部件的屈服或挠曲而产生永久变形。其最小设计压力必须为：(a)所在区域工作压力的1.67倍与8.7kPa的正压，两者之间取较大值，但是不能超过风机在环境温度下的最大压头；(b)引风机在环境温度下的最大压头，但是不能超过-8.7kPa的负压。
一个典型的CFB锅炉结构强度的设计如下图所示。
（其中A、B、C、D区域的正常工作压力：A=+1.0kPa，B=+5.0kPa，C=+12.4kPa，D=+17.4kPa）
因此，CFB炉膛的结构设计强度应为： A区： (a)+1.0×1.67=1.7kPa
(b)选择+8.7kPa与+1.7kPa中的大值
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(c)选择(b)与大气条件下送风机最大压头中的小值 (d)A区的设计结沟强度为+8.7kPa(屈服值)
B区： (a)+5.0kPa×l.67=+8.3kPa
(b)选择+8.7kPa与+8.3kPa中的大值
(c)选择(b)与大气条件下送风机最大压头中的小值 (d)B区的设计结构强度为+8.7kPa(屈服值)
C区： (a)+12.4×kPa 1.67=+20.8kPa(大于+3.7KPa)
(b)选择(a)与大气条件下送风机最大压头中的小值 (c)C区的设计结构强度为+20.8kPa(屈服值)
D区： (a)+17.4kPa×1.67=+29.1kPa(大于+8.7kPa)
(b)选择(a)与大气条件下送风机最大压头中的小值
3.2 对系统设计的设计要求
在系统设计方面，大多数常规锅炉防爆规程对系统的设计要求同样适用于CFB锅炉，下面着重论述有关循环流化床锅炉系统设计的特殊要求。
（1）循环床料颗粒的分离。
颗粒从床中的扬析是流化床燃烧的一个特征。虽然大部分的设计都使扬析出来的颗粒通过旋风分离器重新注入床内，但是如果旋风分离器设计或床料流化状态不尽合理的话，仍有一定量的未燃烬颗粒被烟气携带，通过锅炉的传热面和管道系统进入袋滤捕尘室或者其它的灰尘处理设备，从而易引发设备事故。系统在设计时要考虑防止未燃烬物质在烟道、除尘设备中的累积。
（2）煤的燃烧。
在设计煤燃烧系统时以下几点需引起注意：
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(c)D区的设计结构强度为+27.4kPa(屈服值)
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(a) 煤的燃烧需要在几个独立的子系统中经历显著的过程，而这些过程需要协调处理。煤在每个子系统中的处理不当都会增加发生爆炸事故的可能性。
(b) CFB锅炉的燃煤一般为一定粒径分布的煤颗粒。煤颗粒在床内不断的撞击、破碎、裂解。从刚刚粉碎的煤中释放出来的甲烷气体可能在封闭空间内累积，造成爆燃。因此，应尽量避免不满足锅炉燃料粒径要求的大颗粒进入锅炉。
(c) 提供给锅炉的煤粒中有可能含有异物，如废铁、木柱、破布、细刨花和石块等。这些异物有可能妨碍煤的输送，破坏或者堵塞设备，或者成为给煤设备内的点火源。异物的存在可能通过妨碍输煤造成事故。湿煤在粗煤输送系统中可能导致障碍。粗煤尺寸的大幅变化会导致煤的输送或燃烧非常不稳定而无法控制。
(d) 正压热烟气或床料回流至给煤设备中会导致爆炸或者火灾。设计时应当采取措施防止回流，对锅炉的进风口、吸收剂进口尤其是给煤口均应设臵密封风或其他隔绝措施以防止正压热烟气反窜。
对前墙给煤方式而言，一般采用高压头的播煤风来达到播煤和密封的效果；对后墙给煤方式（回料阀给煤），ALSTOM公司一般推荐在给煤管道上设臵旋转给煤密封阀来起到隔绝的作用。
(e) 在对可燃物进行测量时应当格外留意。多数的测量和采样系统仅对气体可燃物有效。所以，测量不出可燃物的存在并不表明未燃碳颗粒或其它可燃物不存在。
(f) 煤的挥发物和水分比例的变化会影响到煤的点火特性及允许煤进入床内的最低床温。锅炉燃烧系统允许加煤的最低设计床温要能适应点火特性的变动范围。实际燃烧煤质不应偏离设计煤质太大。
(g) 对燃烧石油焦、垃圾等废燃料的CFB锅炉除注意上述各项外，
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还应考虑下列因素：
废燃料中可能还有挥发份或者可燃液体；所以在设计燃料处理和储存系统时要给予特殊考虑。
废燃料的成分分析和燃烧特性比起普通燃料可能变动幅度更大，所以需要对废燃料处理和防止燃烧进行特别的评估。
（3）其他方面
在系统设计上还需考虑以下方面的问题：
(a) 在燃料供应切断后，如果空气供应没有间断将会使一个运行着的流化床锅炉不停的产出蒸汽。其热源不是来自于床内剩余的燃料中，而是来自于粒状床料和难熔物质中。经验证明：在燃料供应切断后，锅炉产生的蒸汽量能连续几分钟保持在满负荷的50%以上。然而，如果停止供应空气且流态化停滞时，从床上散发出去的热量非常低，这是因为床料是一个好的绝热体，这时产生的蒸汽量大约在几秒钟内就会降到满负荷的10%以下。
(b) 在切断燃料供给或者对厂内所有的能源供给以后的一段时间内仍然要保证给水的延续。
(c) 因为床提供了点火能量，流化床锅炉运行中所能维持的燃料/空气比要比常规煤粉锅炉的燃料/空气比高得多。结果，未燃的燃料在床内可能累积到相当的数量，在床内燃料燃尽之前停止空气的供给可能会产生爆炸性气体。这样，贸然向热床内重新供风时有可能发生爆炸。
(d) 由于管道泄漏可能导致床内固化。
(e) 对于锅炉炉膛内的灰渣和床料排放系统和固体循环回路，需要充分考虑其出力要求。
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4. 控制和联锁保护要求
采取有效的控制和联锁保护措施是有效避免CFB锅炉炉膛爆炸和发生事故的有效手段。 4.1炉膛压力控制系统
炉膛压力控制系统的目的是将燃烧室中的压力控制在所期望的状况下。该控制系统原理与常规锅炉是一致的。
上图中所示的炉膛压力控制系统包括：（A）炉膛压力控制子系统，用来指挥风量调节控制单元保持炉膛压力在预期状况下；（B）三个炉膛压力传感器，每个都位于一个分离的压力感受探头内，并由图中的C来进行监视，以免在测量炉膛压力时发生运行故障。（C）传感器监控系统；（D）根据其它供给情况对锅炉风量的发出的命令信号。它可能是根据燃料流量信号、锅炉主控信号或者其它的指令，但不能是风量的测量值；（P）自动/手动传输装臵；（U）补偿或者直接切断装臵；（H）
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