旋风分离器故障汇总

J阀（旋风分离器）故障（此故障主要出现在国产化的CFB锅炉）。

J阀（旋风分离器）故障主要现象
J阀入口静压波动大导致J阀回料不连续，床压、床温出现大幅度的波动，严重时破坏外循环，使尾部受热面积灰严重，造成尾部烟道再燃烧，损坏空预器。

J阀（旋风分离器）故障主要原因
1)旋风分离器回料不正常。

旋风分离器因灰位较高而影响了分离器的分离效果，从而使一定量未分离灰进入烟道造成空预器积灰严重，引起J阀入口静压波动。

2)过高的循环倍率造成J阀循环灰量过大，超出J阀流通能力。

3)燃烧工况的突然改变破坏了J阀的循环。

4)流化风配比不恰当，J阀回料未完全流化。

J阀（旋风分离器）故障采取措施
1)发现回料不正常时，及时对旋风分离器的风量进行调整，必要时降低锅炉负荷；尾部烟道积灰严重时，加强对其吹灰（注意控制炉膛负压），必要时采用从事故放灰口放灰。

2)适当降低冷渣器用风，适当提高二次风量的比例，降低燃烧风量，保证炉内的燃料和床料在炉内有足够的停留时间，即增加内循环的时间和数量，降低旋风分离器的物料比例。

3)在燃烧工况突然改变导致循环被破坏时，应及时调整锅炉运行参数建立新的平衡。

4)加强对J阀风量配比的经验总结，寻找J阀各部分最优化参数,选择合适流化风量和松动风，建议在风量调定且回料正常时，不宜对该风量做随意变更。

料层差压不能控制的过于低。

当料层过于薄时，一次风量也比较大的时候，一次风所形成的向上托力大大的大于了料层的重力（也就是对一次风的阻力），那么炉内物料将被气流带走，形成了气力输送，就象仓泵输灰一样，那么此时锅炉运行是非常危险的，大量的一次风都从炉膛内吹走了（料层对一次风阻力大大的减小了）。

返料风所需的一次风大量减少，炉膛上部灰浓度大量增加，分离器收集的返料灰增加，返料器所返的灰增加、返料风却减小，将直接引起返料器堵灰，停止返料并有可能返料器内部结焦。

煤粒加入炉膛后，由于一次风气力输送作用被吹到炉膛出口，由旋风分离器收集而进入返料器中，进行燃烧，引起返料器内部高温结焦。

在通过冷渣机控制料层时，应尽量保持平稳增减，避免料层的过薄过厚，都将不利于锅炉的经济、安全运行。

旋风分离器不改变结构，提高收集效率，只能依靠入口烟速提高和烟气含灰量提高。

旋风分离器提高了收集效率，可以捕捉到更多的细灰进入返料器，由返料器返入炉内平仰床温。

该炉的分离器是采用高温绝热旋风分离器，左右侧各一只。

旋风分离器的收集效率直接影响着收集的返料灰的多少，影响着锅炉经济运行。

旋风分离器可以满足锅炉的运行，但我们也认为二只分离器效率不一样，由于床温热电偶已不准确，我们已无法分辨出那一侧的温度高和低，但二只分离器中心筒出口温度，也就是高温过热器前烟温始终存在差异，左侧高过前烟温高于右侧高过前烟温50℃左右，左侧低过前烟温高于右侧低过前烟温20℃左右，左侧省煤器前烟温高于右侧省煤器前烟温十几度，直到排烟温度左右差不多，烟道内左侧烟温普通高于右侧烟温，为什么？这个问题我们时常在思考，有个不成熟的想法：认为左侧分离器效率低于右侧分离器效率，左侧旋风分离器分离不彻底，使得一些高温细灰排至烟道内，至使左侧烟温高。

该U型自平衡返料器，我有个疑问，两侧的返料风室总是相差0. 7 kpa ~0.8 kpa左右,是热工仪表误差，还是真的存在风室风压差，返料风有大小？我们争取在以后停炉检查中弄明白这个问题。

密相区中呈现的是缺氧燃烧，稀相区中呈现的是过氧燃烧，是由二次风补充氧气而产生的，也是为了充分燃烧。

循环流化床锅炉燃烧调整的原则
在一定的负荷区，在“勤放、少放、稳放”灰渣稳定流化高度的前提下，以床温定风量，以炉膛物料浓度(即炉膛差压值)定锅炉出力；以返料温度、旋风筒进口负压控制炉膛物料浓度；以炉膛下部压力为0负压运行定引风；以放渣、放灰量定燃煤配比。

循环流化床锅炉燃烧调整中最基本的控制点为：床体温度、返料温度、料层差压、炉膛差压、炉膛下部压力及旋风筒进口负压。

其控制参数关系图如下：
在负荷一定时：
循环灰是锅炉燃烧的热载体，积累到一定程度后，锅炉方可转入正常运行状态。

否则一味加煤赶汽压带负荷，易造成燃烧失常，返料器二次燃烧，超温结焦。

料层差压的控制：料层差压是风室压力与密相区上部压力的差值。

一定风量下合适的料层厚度，是床料良好流化的前提，在运行中要保持适当而稳定的料层差压，为提高煤的燃烧速度，料层差压应控制在8.0～9.0kPa，可通过炉底放渣来实现。

物料浓度的控制：一定的物料浓度对应一定的炉膛差压值，影响制约着锅炉出力。

维护适量稳定的物料浓度是锅炉运行的关键，炉膛差压指炉膛下部压力与炉膛上部压力的差值，通过U型阀返料器底部放灰来控制。

物料浓度过大，返料器不能形成良好的流化工况，极易造成旋风筒聚灰堵塞。

物料浓度过小或一次放的过多，锅炉出力下降，床体温度上升，煤粒燃烧推迟，返料温度也上升易超极限，造成返料器超温结焦。

正常运行中应根据燃煤灰分的高低控制U型阀返料器放灰量，控制旋风筒进口负压不大于700Pa。

断煤及料层薄尤应注意引风不能偏大及给煤量的调整，预防返料中止。

体现物料浓度是否足够，原则上掌握：低负荷运行时，床体温度略高于炉膛上部温度。

中负荷区以上负荷运行时，床温度接近或略高于炉膛上部温度。

增加负荷时应当先少量增加一次风量和二次风量，再增加给煤量，使炉膛差压逐渐增加，然后再逐渐加风加煤交错进行，直到所需出力。

减负荷时，应先减少给煤量，再适当减少一次风量和二次风量，并慢慢地放掉一部分循环灰，以降低炉膛差压，直到所需的出力为至。

锅炉正常运行中，应重点把握炉膛灰浓度的控制及一次风不低于最低安全流化风量两个问题。

防结焦：循环流化床锅炉在不同部位，因不同因素均可导致结焦：
在炉膛中：主要致焦因素是煤质和运行，本文不列为重点叙述。

在料腿和返料器中，流通截面最小，汇集了高温循环灰和煤渣，从降温、防止空气进入、防止烟气回窜三方面防止结焦。

降温措施是水冷结构；防止空气进入，措施是防漏和运行调节；防止烟气回窜措施是精确实现设计通道的尺寸。

所以此处防焦的关键一是运行管理，二是施工安装。

在旋风分离器中：旋风分离器的内壁安装有防磨内衬，外壁安装有保温材料，具有高蓄热性，在近于燃烧室的温度下运行，易于二次燃烧而愈发提高分离器内部的温度，一旦超过灰分的变形温度时，即造成结焦。

防磨内衬若施工不良发生局部塌落，塌落的大块成为碳粒的聚集体，形成结焦堵塞。

旋风分离器中存在冷风渗入的现象，此区域的锥体下端和灰渣出
口均可能漏入冷风，则相当于引入二次风，助长二次燃烧致结焦。

防止上述两项结焦因素的措施是做好安装施工。

CFB锅炉除了需要监视风烟系统的压力外，还需要监视与控制床压、J阀各部位风压、冷渣器各室风压、炉膛上中下部压力等，以判断燃烧、给煤、排渣、物料再循环等系统的运行是否正常。

基于循环流化床的燃烧机理，需要合理的控制炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量。

如果炉膛差压过低，有可能是返料量不够，分离效率低造成的。

这将同时造成尾部受热面的加速磨损，过热器、省煤器的磨损泄漏；
如果料层差压偏低，则炉膛蓄热量少，一旦给煤出现问题，容易灭火。

如果料层差压偏高，则需较大的流化风量，又增加动力消耗和磨损。

事实证明，超负荷运行，得不偿失，将付出巨大的代价。

根据实际运行情况来看，循环流化床锅炉的负荷最好不要超过额定负荷，以控制在80～95％为理想。

在此负荷下，操作稳定，效率较高，磨损较轻，运行周期较长。

因为，在超负荷情况下，循环倍率增加，流化风量加大，存在后燃现象，造成后部高温，甚者造成返料器结焦，危及锅炉的安全运行。

当床层整体温度低于灰渣变形温度而由于局部超温或低温烧结而引起的结焦称低温结焦，低温焦块是疏松的带有许多嵌入的未烧结颗粒。

床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象称高温结焦，高温焦块表面上看基本上是熔融的，冷却后呈深褐色并夹杂少量气孔。

运行中的床温、床压和流化都正常情况下出现的缓慢长大的焦块称渐进性结焦，这种结焦是较难察觉的。

炉内结焦是由于高温结焦、低温结焦、渐进性结焦和油煤混燃时间较长以及流化不正常引起的结焦，不论是哪种原因引起的结焦，一旦渣块在床料中存在并随着时间的推移，焦块将象滚雪球似的越滚越大，造成流化更加困难，即结焦影响流化，流化不良易结焦，结果是堵塞排渣管，最后被迫停炉。

床温偏高和炉内流化工况不良是造成结焦的两个最主要的原因。

结焦无论在点火或在正常运行调整中都可能发生，原因也有多种；它不仅会在启动过程或压火时出现在床内，也有可能出现在炉膛以外如旋风分离器的回料褪及回料阀内，灰渣中碱金属钾、钠含量较高时较易发生。

返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度，它可以起到调节料层温度的作用。

采用高温分离器的循环流化床锅炉，一般返料温度低于料层温度20－30℃，可以保证锅炉稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。

在锅炉运行中必须密切监视返料温度，出现后燃温度过高有可能造成返料器内结焦，运行时应控制返料温度最高不能超过950℃。

返料温度通过调整给煤量，一、二次风量和返料风量都可以调节，如温度过高，可适当减少给煤量并加大一、二次风量和返料风量，并根据现象判断返料器有无堵塞现象，及时清除，确保返料器正常工作。

料层差压是反映燃烧室料层厚度的参数。

通常将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压力差值作为料层差压的监测数值，在运行中都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。

料层厚度越大，测得的差压值亦越高。

在运行中，料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质量，如料层厚度过大，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。

一般来说，料层差压应控制在7500－9000Pa之间。

料层差压可以通过调节炉底冷渣器转速快慢的方法来调节。

在使用过程中，我们根据所燃用煤种设定料层差压的上限和下限分别为8800Pa和7800Pa作为排放底料开始和终止的基准点。

炉膛差压是反映炉膛内固体物料浓度的参数。

通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压数值。

炉膛差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高，炉膛的传
热系数越大，则锅炉负荷可以带得越高，因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求，来调节炉膛差压。

而炉膛差压则通过返料器下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制，一般炉膛差压控制在500－1500Pa之间。

我们根据燃用煤种的灰份和粒度设定1300－700Pa作为开始和终止循环物料排放的基准点。

此外，炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。

在锅炉运行中，如果物料循环停止，则炉膛差压会突然降低，因此在运行中需要特别注意。

运行中要加强返料器床温的监视和控制。

一般返料器处的床温最高不宜大于950℃。

当返料器床温升得太高时，应减少给煤量和负荷，查明原因后消除。

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运行中监视料层差压及炉膛差压。

正常运行中维持炉膛差压约500～1500Pa之间，料层差压约7000～9500Pa之间。

炉膛差压通过返料器放灰管控制，料层差压通过风室下部排渣管控制。

返料器处的结焦主要是主燃室内床温过高和循环灰中含煤太多导致后燃所致。

返料器不能有漏风，否则将使循环物料流率显著降低而使返料器内物料温度升高，形成结焦。

I 控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处，根据前面提到的循环流化床锅炉燃烧及传热的特性，返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用，因为在炉膛里，返料灰实质上是一种热载体，它将燃烧室里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热，因此有较高的传热系数，(其传热效率约为煤粉炉的4-6倍)通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。

另一方面，返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系，也就是说，分离器的分离效率越高，分离出的烟气中的灰量就越大，从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大，操作运行相对就容易一些。

试运行试验
1回料器的冷态试验
回料器的冷态试验分为空板阻力试验和回料观察试验。

回料器的空板阻力特性曲线见图1。

在回料量观察试验中，先将邻近炉回料灰从观察孔倒入，与观察孔同高。

然后开启松动风和回料风风门，在炉膛人孔处观察，结果是当松动风风门开度20％，回料风风门开度30％时，已有细灰返回，回料器松动风空板阻力特性曲线见图2。

2布风板阻力特性试验
布风板具有合适的阻力是保证布风均匀和床料流化良好所必须的。

测定布风板阻力时，布风板上不铺设物料，启动引风机、送风机，通过调节风门挡板和送风机入口导叶开度来控制风量，由小到大改变风量，记录不同风量下对应的布风板阻力，炉膛布风板空板阻力特性曲线见图3。

3料层阻力特性试验
在布风板上铺上邻炉炉渣作为床料，对厚度分别为370 mm和630 mm的料层阻力进行试验，其料层阻力特性曲线见图
循环流化床锅炉的循环物料中含有一定量的碳，具有可燃性，当循环物料在合适的供风范围时完全可以着火燃烧，当热量不能即时转移时，温度就可急剧上升，并可能超过循环灰熔点，发生返料器内结焦，从而影响返料器的正常工作，危及循环流化床锅炉的运行。

这种情况在已投运的使用这种返料器的循环流化床锅炉上时有发生，美国的电厂运行人员称这种返料器内结成的焦块为“Sand Baby”。

布风板阻力是指布风板上铺料层时的阻力。

测量方法：布风板上不铺料层，启动引风机维持炉室出口负压为-20Pa，风量由小逐渐增加，测出相应的布风板上的压力，根据布风板下风室压力，可计算出布风机压差，最后给出P=f (Q )曲线。

④布风板阻力测量
布风板阻力是指布风板上铺料层时的阻力。

测量方法：布风板上不铺料层，启动引风机维持炉室出口负压为-20Pa，风量由小逐渐增加，测出相应的布风板上的压力，根据布风板下
风室压力，可计算出布风机压差，最后给出P=f (Q )曲线。

⑤不同料层厚度下，料层阻力与一次风量关系的测定。

料层厚度选为：300mm、350mm、400mm；物料选用沸腾炉渣粒度0-8mm；
在流化床上铺上一定料层的情况下，对应不同料层厚度，用测定布风板阻力的方法，测量每个风量下的差压值，减去这个风量下的布风板阻力值，就是料层阻力，给出料层阻力-风量关系曲线。

临界流化风量的测定：在布风板上铺设一定厚度料层，测量不同风量下的料层阻力，根据测量值绘出料层阻力与风量的关系曲线。

水平线与斜线的交点即为临界流化风量。

③料层厚度的控制
料层薄，对锅炉稳定运行不利，因炉料的保留量少，放出的炉渣可燃物含量也高。

若料层太厚，增加了料层阻力，虽然锅炉运行稳定，炉渣可燃物含量低，但增加了风机的电耗。

为了经济运行，料层差压控制在7000-9000Pa之间。

运行中料层差压超过此值时，可以通过放炉渣来调整，放渣的原则是少放、勤放，最好能连续少量放，一次放渣量太多，会影响锅炉的稳定运行、出力和效率。

④炉膛（悬浮段）物料浓度的控制
循环流化床与沸腾床明显的区别在于悬浮段物料浓度不同，两者相差几十到几百倍。

循环流化床锅炉出力大小，主要是由悬浮段物料浓度所决定，对同一煤种，一定的物料浓度，对应着一定的出力。

对于不同的煤种，同样出力下，挥发份高的煤比挥发份低的煤物料浓度低。

一定的物料浓度。

对应着一定炉膛差压值，控制炉膛差压值应当可以控制锅炉的出力，正常运行中，炉膛差压维持在700-900Pa，若差压值太大，通过放循环灰来调整。

放灰原则少放、勤放。

高倍率循环流化床异常情况主要发生在升停炉或变负荷过程中，在对一、二次风量、返料量和给煤量进行调整时发生的，因而对高倍率循环流化床锅炉运行特点的把握至关重要。

炉膛上、下部（即密、稀相区）颗粒浓度分配（即燃烧份额）主要是由一、二次风量比例及返料量大小决定的（给煤量的变化也有影响但较弱）。

因而如果在变负荷操作过程中，对一、二次风量及比例、返料灰量及给煤量的调整未能把握高倍率循环炉的特点而造成调整失当，势必引起炉膛内上下部颗粒浓度大幅度波动，当这种波动影响力达到使炉膛上下部颗粒浓度比例严重失调时，就会出现：或下部颗粒浓度过大物料将床层压死；或物料大部或全部集中于上部空间床层物料消失。

同时，炉膛内颗粒浓度的大幅波动也使炉膛出口的颗粒浓度发生大幅波动，而这种浓度波动也引起炉膛出口含尘烟气温度和烟气速度（当炉膛出口负压值保持不变）的大幅度变化，进而对分离器的分离效率产生重大影响。

或因炉膛出口颗粒浓度、温度、速度（此三者的变化方向是一致的，且三者变化值分别都与分离器效率变化值成正比例关系）大幅上升，分离器效率也大幅度提高（此上升幅度以近三次方速度进行），亦即分离器下来的返料量可大幅增加，造成返料器松动床所受到的压力大幅增加，如此压力增加是瞬间进行的，松动床将无法承受而被压死；反之，当炉膛出口颗粒浓度、温度、速度大幅下降时，分离器效率也大幅下降，返料量也随之减少。

如发生床层压死等极端情况时，返料进入立管中的量几乎为零，而返料风如未被及时停用，则立管中仅存不多的返料仍将被送入炉膛，当立管中存料料位重力不足以抵消返料风压时，立管料层就会被击穿，造成返料器空床。

由于引风机的抽吸力和分离器阻力的共同影响，炉膛床层中极细颗粒有可能沿返料通道反窜到尾部烟道。

一次风量增加或二次风量减小操作幅度过大、过快，炉内一、二次风量比例失衡：在升炉和加负荷过程中，运行人员往往依运行经验在进行一、二次风量调整时采用预先设置目标值，后由微机带动电动机构执行快速达到目标值的方法进行操作的。

这种操作方法带来的后果是，依据循环流化床加负荷先加风、后加煤的操作原则，司炉在升炉和加负荷过程中，也是先加风后加煤，而在风量调整时又按先加一次风后加二次风的顺序进行。

如此，当一次风量的增加是通过微机操作快速完成的（此时间只须几秒至十几秒），而且风量调整幅度达几万
立方米时的极端情况下，在此瞬间炉内工况可能发生根本性的改变，即当一次风量增加时二次风量、给煤量并未增加跟进，此时炉内一、二次风比例中一次风占绝对优势，炉内颗粒浓度份额（燃烧份额）随之发生根本性改变。

大量原本停留在炉下部密相区内的颗粒，因一次风速随风量迅速加大而超过颗粒终端速度，被送入炉上部稀相区。

床层颗粒浓度迅速下降，这使一次风速进一步加大（料层阻力在进一步减小），床层颗粒浓度进一步减小，除那些为数不多的终端速度大于一次风速大颗粒外，床层颗粒几乎全部离开密相区——床层物料消失。

与此同时，稀相区也因瞬间浓度增加过快，稀相区燃烧份额迅速加大，使炉膛出口颗粒浓度和烟气温度迅速增加，如此时炉膛出口仍保持为负压则烟气速度也会增加。

随着炉膛出口（即分离器进口）含尘气流的浓度、温度、速度的迅速增加，分离器分离效率也将迅速提高很多，被分离出来进入返料区域的返料量迅速加大，返料立管中灰柱对返料器形成的压力迅速加大。

由于这种压力增加量远超过一次风增加量对返料风的影响，造成返料器堵塞。

如正常运行时返料器烟温度接近1000℃，返料器被压死后就可能发生结焦。

一次风量或二次风量操作幅度过大、过快：在停炉或减负荷等变工况过程中，如一次风量或二次风量调整操作同样采用微机快速（几秒至十几秒）完成的方法，其幅度达到几万立方米时，将使炉内上下部物料颗粒浓度同样发生急剧变化。

由于高倍率循环流化床锅炉炉内上下部物料颗粒浓度极高，二次风在锅炉运行过程中除加强对颗粒燃烧扰动、补氧提高燃烧效率外，还将炉膛划分为密相区和稀相区两个相对独立的燃烧区域，即起到进行炉内颗粒浓度分配的作用。

在高倍率循环流化床锅炉运行中，炉膛内上部物料颗粒浓度极高，因而其重度（含内循环颗粒重度）也很大，往往是低倍率循环炉的2.5—3.0倍，故二次风还以其足够的刚度（其风速一般达60－100m/s）一定程度上起到支撑炉上部颗粒重度的作用。

在此情况下，如锅炉停炉或减负荷等变工况操作中，减（或停）二次风量（机）时，也采用微机设定目标值快速完成操作，造成二次风量减小幅度过大、过快，二次风支撑炉膛上部物料支撑力瞬间减小很多（或消失），这样，大量终端速度超过一次风速的炉膛上部物料（含内循环物料）就会瞬间向床层集中，而次时即使一次风尚未减小，也难以承受整个炉膛物料重力瞬间对其产生的压力，床层由流化床变为固定床，床层被压死。

不仅如此，即便在正常运行二次风量调整也会对床层高低产生一定影响，这在锅炉运行过程已得到了证明。

而一次风量如减小时幅度和速度过大、过快，也会造成同样的后果。

返料器监视装置的完善：在条件允许情况下，可在立管下端分别设立一个测温和一个测压装置，运行人员利用该处测量数据并结合现有的返料器出口烟温测点数据，可对返料器运行情况有一个全面了解。

同时，在返料器看火孔处设立平台，以便直观观察返料运行情况。

这样，使返料器运行情况始终处在运行人员的监控之中。

3．2．2．返料风系统的完善：在条件允许的情况下，可在两个返料器的四个小风室的进风管上分别各设立一个风量测量装置，便于在进行返料风量调整时，运行人员可根据各小风室风量而不是单凭风压一个参数进行调整，真正确保返料器的运行稳定和安全。

返料器的结构设计的影响：该锅炉虽设计采用高倍率循环，有着浓度极大的物料循环，但锅炉厂在返料器的设计中对此并未予以充分关注，仍然采用传统的设计方法，将返料风室设计成矩形，而非布风性能优越的等压风室。

在返料风和松动风量分配的结构设计时，也只不过是在布风板开孔率加以考虑，而返料风帽与松动风帽结构型式和风帽孔径却完全一样，并未在两种风帽结构设计上多想些办法。

这些结构设计很难保证两个风室的风压在锅炉变工况即返料量大幅度变化时保持一致。

同时，也未在返料立管下端（返料器进口）设置温度和压力测点，返料立管看火孔处也未设计观察平台，使运行人员无法从仪表和就地观察返料器内返料整体的运行情况，即使感到返料器运行不正常，进行返料风调整时很盲目。

高倍率循环流化床锅炉中如此重要的返料器运行情况因结构设计不周而成为运行监视的盲区，锅炉运行工况特别是返料情况一旦大幅变化，运行人员无法根据实际情况作出快速判断和果断处理。

这也是锅炉异常情况频发的又一重要影响因素。

返料风系统设计的影响：设计院在进行返料风系统流量测量装置设计时，只是在返料风。