循环流化床锅炉旋风分离器的最新发展与高效运行 刘佳斌
循环流化床锅炉旋风分离器的最新发展与高效运行
刘佳斌
(山东大学能源与动力工程学院济南250010)
摘要：循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流态化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。这样,才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。
关键词: 旋风分离器、循环流化床锅炉、循环效率、发展。
图1 75t/h循环流化床锅炉简图
1.循环流化床旋风分离器的工作原理
如图2、3为普遍采用的高温旋风分离器结构。此类分离器的体积庞大,占地面积与炉膛基本相当,它是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将颗粒从气流中分离出的一种干式气固分离装置。含灰烟气在炉膛出口处分进入旋风分离器,旋风分离器的圆形筒体和气体的切向入口使气固混合物进入围绕旋风分离器的2个同心涡流,外部涡流向下,内部涡流向上。由于固体密度比烟气密度大,在离心力作用下固体离开外部涡流移向壁面, 再沿旋风分离器的循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件
之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分
离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流态化状态,
保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。这样,
才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。因此,循环
流化床分离机构的性能优劣,将直接影响整个循环流
化床锅炉的出力、效率及运行寿命。
随着循环流化床锅炉大型化的发展,对分离器提出
了更高的要求,它不但要能处理大容量的烟气,还要求
能在恶劣的环境中可靠、稳定运行。多年的商业运行
经验表明,高温旋风分离器目前仍是最适合(大型)循
环流化床锅炉的分离器之一。
图 3 高温旋风分离
壁面滑落,经返料器返回炉膛循环再燃,相对干净的气体通过内部涡流向上移动,由旋风分离器顶部的中心筒出口排出。烟气经过过热器、省煤器、空气预热器进入尾部烟道,随烟气排出的微细颗粒由锅炉后部的静电除尘器收集。
此类分离器在设计保留了传统的旋风分离器的设计特点，从目前的情况来看，运行情况良好，但由于分离器体积过大，且由于大量采用耐火，保温材料，机组具有热惯性大，易于磨损。等缺点
2.旋风分离器的效率影响因素及优化
2.1烟气温度对分离效率的影响
2.2进口烟速对分离器效率的影响
2.3灰粒性质对分离器分离效率的影响
旋风分离器的分离效率和整个锅炉的燃
烧，脱硫，循环倍率以及自身能耗等有孩子
接关系，分离器的分离效率和是评价旋风分
离器性能的主要指标。提升分离器效率对控
制耗能，稳定运行起着至关重要的作用。
分离效率是指某一粒径下的分离效率，取
决于分离器的本身性能，由表1可以看出，
在锅炉负荷为40%—100%满负荷内运行
时，分离器的分离效率都超过了98% 烟气温度影响着烟气的粘度，随温度升
高而升高，提高粘性阻力，使分离效率下
降。总体上烟气温度升高会减少分离效
率，但影响并不十分显著，工程中可大致
将；烟温控制在900摄氏度左右可获得较
大的分离效率。 分离器的分离效率基本上随进口
烟速的增大而增大，但当进口烟速过
高时，由于紊流增加和尘粒反弹，造
成二次扬尘增加，反而使效率降低，
如图，将分离器进口烟速控制于
16m/s 左右可达到较高的分离效率。
旋风分离器的运行对粉尘的粒径，浓
度较为敏感，分离效率随着飞灰的浓
度，粒径的增加而增大，如图可知，当
飞灰浓度达到3/kg 0.3m 时候可以达
到98%以上的分离效率。 表1.灰的平衡计算结果 图4.分离效率与烟气温度的关系 图5.分离效率与进口烟速的关系 图6.分离效率与进口飞灰浓度关系
2 .4分离器结构对分离效率的影响
综合考虑，通常，分离器进口宽度和进口形式，中心管插入长度和直径，筒体直径等对分离效率有较大影响。通常，蜗壳进口可以使气固混合物平滑进入分离器，减少气固混合物对筒体内气流的撞击和干扰，分离效率较高。同时，中心管插入深度直接影响旋风分离器性能，起初，分离效率随中心管长度增加而增加。当中心管长度大约是入口管高度的0.4-0.5倍时，压力损失最小，此时分离效率最高，之后分离效率降低。最后，筒体直径对分离效率也有较大影响，通常筒体直径越小，离心力越大，分离效率越高。
以山东山东恒通化工股份有限公司热电厂YG -75 /3. 82 -M1型75 t/h循环流化床锅炉旋风分离器改造设计方案为例，改造前锅炉的实际出力达不到设计的参数,很难满足用户的要求，主要原因是未改造前的分离器其实际分离效率与设计分离效率相差较大,循环灰量不能满足设计传热量,导致锅炉的出力达不到设计标准。由于分离器的分离效率低,尾部受热面直接受到浓度较高的含尘气流的冲蚀。又由于灰粒不能得到多次循环燃烧,必然会导致飞灰含碳量较高,锅炉效率低。
改造方案：主要是对器中心筒型式结构的改造,，以提高分离效率。
(1)中心筒直径与长度。把旋风分离器中心筒直径由原来的1 500 mm改成1 200 mm,中心管长度1 925 mm改成1 835 mm。在保证压降<2 kPa的前提下,缩小中心筒直径来提高分离效率,且De /Do=0. 375(在0. 3～0. 5范围内),在保证分离效率不降低的条件下,缩短了中心筒长度使压力损失减少。
(2)改造中心筒内部结构。原中心筒内部有4块钢板十字支撑,以防止中心筒热变形,但对上升气流产生一定阻力。改造后的中心筒是在筒外增加加强筋,防止中心筒热变形。这样,中心筒的通流面积增大,阻力减少。
改进前结构型式
图7.改进后结构型式
如图7，改造完工后,锅炉于2004年2月底投入运行,经多次检验测试运行效果较好,整个
锅炉参数均能达到设计要求,而且运行周期较长,带负荷容易,能稳定地带到满负荷,分离效率得到提高;由于分离效率的提高,有更多的细颗粒被分离送回炉膛参加循环,床料粒径变细,排出底灰粒径变细。此外,分离效率提高后,有较多物料被送回炉内,炉内颗粒浓度增加,炉内热负荷增加,降低了运行费用。可见改进合理的分离器结构，如中心管管径和筒体直径可有效地提升其的分离效率，改善循环流化床锅炉效能。
3. 旋风分离器最新发展现状
在最原始的高温旋风分离器基础上，经过不断的完善和发展，锅炉设计机构已推出多种形式高温旋风分离器。
3.1 国内旋风分离器的发展概况
我国在循环流化床锅炉的研究和开发上起步较晚，现如今，在借鉴，吸收国外先进技术的基础上，推出了较多具有自主知识产权的循环流化床锅炉，在75t/h-130t/h 级循环流化床锅炉市场占有较大份额，同时，旋风分离器的研究也在许多高校和研究室机构进行，并取得了一定的成就。
3.1.1下排气旋风分离器
图8下排气旋风分离器
3.1.2水冷异型旋风分离器 3.1.3 新型的双进口方形旋风分离器
如右图8，下排气旋风分离器是华中科技大学
的专利,这种分离器被布置在水平烟道与尾部竖井
烟道之间的转向室,将水平烟道与尾部烟道融为一
体,使锅炉布置更为紧凑合理,占地面积减小,并且保
持了整台锅炉的“兀”型布置的结构特点。
下排气旋风分离器一般采用中温分离,由于中
温分离不存在分离器内燃烧和结渣问题,加了锅炉
运行的安全可靠性。同时，中温分离不需要厚的绝
热材料,大大缩短了启动时间。而且中温分离的烟气温度较低,烟气粘度降低,需采用的筒体直径减小,提
高了分离效率。
如右图9，清华大学发展的方形分离器的烟气入
口段用水冷壁管弯成圆弧形的加速段,这是一种非方
非圆的结构,故取名为“异型分离器”。,该分离器布置
在炉膛与竖井烟道之间,分离器的前墙及入口段共用
炉膛后墙膜式壁,炉膛和分离器彻底成为一个整体,从
结构上解决了分离器与炉膛的膨胀与密封问题。在分
离器内采用密排销钉加耐磨材料的防磨处理方式,解
决了分离器的磨损问题。
2001
年12月,装有清华大学的水冷异型旋风分离器循环流化床锅炉在威海热电厂顺利投运。
图9 75.t/h 水冷异型分离器循 环流化床锅炉总图
3.2国外旋风分离器的进展 图10 双进口方形旋风分离器
3.2.1水(汽)冷式旋风分离器 图11.汽冷式旋风分离器 3.2.2 圆柱形多进口旋风分离器C(YMIC)
图12.CYMCI 型CFBB
3.2.3传统高温旋风分离器的改进
为提高分离效率,FW 公司开发了出采用窄长型入口、排气管延伸的高效旋风分离器;法国Stein 公司也对传统分离器进行了改进:在Zerna 电站B 号机组上相对同容量的原A 号机组进 如右图10，重庆大学锅炉燃烧研究室提出了一
种新型的双进口旋风分离器布置的概念，其目的是
为了解决常规圆筒形旋风分离器和方形炉膛布置不
够紧凑以及循环流化床锅炉大型化过程中出现炉膛
与分离器布置矛盾的问题。
该方案将分离器与炉膛组成一个模块化结构,通
过多个模块的横向排列,以解决循环流化床锅炉的
大型化要求。采用双侧切向进风,和单入口旋风分离
器相比,可望改善分离器的流场,提高分离效率并减
少压损。初步的冷态试验结果显示,循环流化床锅炉
能够稳定地运行,而分离器也可以达到理想的分离
效果。 3.2.1水(汽)冷旋风分离器
如右图11，针对常规高温旋风分离器内残碳燃烧产生
高温结焦以及热惯性大等缺点,美国FosetrWheeelr(FW)公
司率先开发出水(汽)冷旋风分离器，分离器设置在水(汽)
冷腔室内，整个分离器都采用膜式壁组成。在分离器的膜
式水冷壁表面上,衬以约60mm 厚的耐磨材料,而膜式水冷
壁与金属外壳之间,则衬以50~一100mm 厚的隔热材料。
这样可以节省大量的耐火材料,大大地缩短机组的启停时
间。但这种旋风分离器的汽水管路结构复杂、制造困难、
成本较高,这无疑对它的商业应用和发展会起一定的限制
作用。四川宜宾循环流化床锅炉发电有限责任公司首台国产1th ’`循环流化床锅炉就采用这种汽冷式旋风分离器。
如右图12，芬兰Tempella Power 公司从,1990年
开始进行CYMIC 型循环流化床锅炉的开发工作,现
在Kvaemer 公司已经拥有CYMCI 型循环流化床锅
炉的专利和生产权。CYMCI 的特色是分离器布置在
炉膛内部,炉膛和分离器由膜式水冷壁制成,燃烧主
要发生在分离器和膛之间的环形空间内,整个锅炉结
构显得十分紧凑。另外,由于分离器和炉膛处于同样
的温度环境下,因此无须在分离器与炉膛之间布置膨
胀节。芬兰Ruama 的160MW 机组是第一台商业运
行的大型CYMCI 型循环流化床锅炉。
行了一系列的改进(见图13),将高温旋风分离器的中心筒偏置布置,并通过延长分离器入口导管使得固体颗粒在进入分离器之前进行预加速,而分离器入口导管向下倾斜布置,另外,将传统旋风分离器的螺线型入口改成切线形入口,这些改进使得再循环灰平均粒径从180林m下降到80林m,从而降低石灰石耗量,提高了脱硫效率。
图13.Zerna电站A、B号机组的旋风分离器布置
四．结语
高温旋风分离器具有高分离效率、运行稳定性好、技术成熟可靠等优点,占已经运行和正在建设的循环流化床锅炉分离器的绝大部分，而且在将来一段时间CFBB设计中，高温旋风分离器的主流地位不会改变。因此运行优化和设计改进对锅炉设计和用户有着特别重要的意义。在常规旋风分离器基础上开发的方形分离器,由于其和常规旋风分离器相近的分离效率和更好的模块化性能等优点,在大型循环流化床锅炉上发挥更大作用，同时，国内外近期发展的多项分离器技术将在对提升分离效率，提高锅炉效能方面拥有更好的前景。
参考文献：
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[5] 沈建平，殷春根，李军，方梦祥循环流化床锅炉旋风分离器分离特性的研究2002.8
第五章设备选型及计算.
第五章设备平衡计算 设备选型的主要依据是物料平衡，根据由浆水平衡计算出来的生产1t风干浆所需要的物料的两来计算通过每一设备的物料量（通过量），然后用通过量来校核或计算每一设备所应具有的生产能力，最终确定同种设备的台数。 5.1设备平衡的原则 1.主要设备的确定：确定主要设备的生产能力时，要符合设备本身的要求， 既不能过大的超出设计能力的要求,又要适当的留有 余地。 2.设备数量的确定：对于需要确定台数的设备，其数量要考虑该设备发生 事故或检修时仍有其他设备做备用维持生产。 3.备品的确定 4.公式计算法的选择 5.避免大幅度波动 5.2设备台数的确定方法： 设备台数的确定，是通过理论或经验公式计算设备生产能力。根据我国现有纸厂的实践经验和理论建设，确定设备的生产能力或按设备产品目录查取其生产能力后，则可以用下列的公式计算出所需的台数。
式中 N——选用台数 Q——生产中需该种设备处理的物料量（t/d） G——该设备的生产能力（t/d） K——设备利用系数，其大小随不同设备，以及设备所处的生产位置不同 而不同，打浆，漂白筛选设备的取0.7，蒸煮设备的 K值取0.8等 5.3设备台数的确定方法 5.3.1备料工段 由备料段物料平衡计算可知，每天处理玉米秆料量 2551.3817×10-3×50=127.5691 t/d 则每小时处理苇料的数量=5.3154 t/h 1. 带式运输机：（1台） 已知：设定皮带运输机运输玉米秆的速度为1.4m/s。 带式运输机的生产能力可由公式： G=3600F·v·r ○1采用平行带运输，则物料层的截面积按三角形面积求得： F=b·h/2 ○2 式中： F——带上物料层的截面积，m2； r——物料表观重度，t/m3取值0.13 t/m3； v——运输机的速度； b——物料层宽度，m 取值0.8B( B为带宽)； h——物料层的高度， h=b·tgα/2 α=30°(物料堆积角)
旋风分离器
过去（04-05年间）我们曾经对国内的几家锅炉厂做过调研（济南、上海、杭州），重点考察旋风分离器技术，回厂后对几种分离器做过比较，今天得知您们想了解这方面情况，特介绍如下： 几种旋风分离器性能比较 项目高温绝热旋风分离器高温汽冷旋风分离器高温水冷旋风分离器 结构结构简单，金属外壳内衬耐火防磨材料，外敷保温材料。结构较复杂，壳体由汽（水）冷管子弯制、手工焊装而成，壳外敷保温、壳内衬25mm厚耐磨料。壳体采用膜式壁制作，紧贴炉膛布置，为方型水冷。 适应煤种适应于烟煤，另可掺烧优质褐煤或炉渣。适应各种煤种，包括矸石。煤种适应性差。 可维修性砌筑要求较高，壳体维修容易。更换管子难，恢复耐磨层也有一定难度。汽（水）冷旋风分离器 事故几率低汽水系统，事故频率高。 热惰性大旋风分离器筒体部分小，料褪部分大。 冷却效果无，可降50℃ 运行控制汽（水）系统简单起停炉凝结水不易带出，造成积盐、腐蚀。 后燃结焦烧无烟煤易出现后燃结焦。不易出现。不易出现。 分离效果在符合粒径要求的条件下可达99．5% 在符合粒径要求的条件下可达99．5% 飞灰含碳较低较低较高 起炉时间 7小时 3小时 3小时 造价低高较高
选择循环流化床锅炉不可避免地会提到效率和防磨问题。 高效的旋风分离器是提高锅炉运行效率的基础保证（虽然有电除尘灰返料等手段，但非主流）。“哪一种更适合于化工生产用锅炉？”你能稳定采购到什么样的煤种？（必须满足企业的运行成本控制要求）你的用气制度怎样？旋风分离器当然是锅炉选型的重要依据，但其也只是锅炉的一个部件。煤耗的高低和使用燃煤的关系很大，旋风分离器没有绝对的好，只有适合自己的。建议楼主综合考虑。 PS：锅炉项目投资很大，原煤参数必须要给锅炉厂家提供准确，尽可能满足今后使用供煤的需要。（前年对几家锅炉厂家进行过考察，收集到一些信息。结合其他渠道收集整理的资料如下） 目前我国循环流化床锅炉使用的高效分离器主要有三种: 1、上排气高温旋风分离器(有绝热式和汽冷式)。PS：水冷式的川锅也在做，俗称“四川独眼龙”，比较有特点。 2、下排气中温绝热旋风分离器。 3、水冷方形分离器。 优缺点： 一、上排气高温旋风分离器 （1）绝热式旋风分离器：耐火防磨保温层内衬厚、热惯性大，冷态点火启动时间长达12~16h；体积大、重量重、支撑困难；维修费用高；散热损失大。优点是分离效率高。PS：旋风分离器是循环流化床锅炉烟气流速最高的位置，这种结构的分离器有钢制外壳、绝热块、保温耐火砖、防磨衬里、紧固砖多层组成，对施工质量、耐火材料选择要求很高！ （2）汽冷旋风分离器：风筒内只附设一层40~50mm厚的薄耐火材料层，缩短启停时间和承担一定的热负荷，大大降低了耐火材料重量和维护费用；减少了高温管道和膨胀节，从而降低维护费用；可采用标准保温，使外表温度下降，减少散热损失，可节约燃料费用 0.25%~0.5%；重量和尺寸均有所减小；能在制造车间装配好，整体或分片出厂，减少了现场工作量。 缺点：制造复杂，工艺要求高，因此成本较高。 PS：上排气旋风分离器阻力大，但分离效率高，是国内外主要锅炉公司首选的循环流化床锅炉主导分离器。但对使用易燃燃料或发热值十分低、灰含量特高（60~80%）的劣质煤，选用分离效率低一些的分离器（如下排气中温旋风分离器，方型水冷旋风分离器是最适宜的。即能降耗又能达到飞灰再循环要求。 二、下排气中温绝热旋风分离器 华中科技大学研究开发，克服了常规排气旋风分离器的一些缺点。 特点是：向下排气以及特殊结构的导流体。属于中温旋风分离器，顺应了“Ⅱ”型锅炉的整体布局，保持了“Ⅱ”型锅炉布置的结构特性，与上排器旋风分离器相比，总体尺寸明显减小（可减小占地面积30%左右）。与高温旋风分离器相比耐温耐磨材料易于解决，成本降低，
循环流化床燃烧技术旋风分离器
循环流化床燃烧技术 一、概念 循环流化床(CFB)燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石炉内脱硫、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。 自循环流化床燃烧技术出现以来，循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。 循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径。 二、循环流化床燃烧技术发展历史回顾 主循环回路是循环流化床锅炉的关键，其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室稳定的流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。 分离器是主循环回路的关键部件，其作用是完成含尘气流的气固分离，并把收集下来的物料回送至炉膛，实现灰平衡及热平衡，保证炉内燃烧的稳定与高效。从某种意义上讲，CFB锅炉的性能取决于分离器的性能，所以循环床技术的分离器研制经历了三代发展，而分离器设计上的差异标志了CFB燃烧技术的发展历程。 ●（一）绝热旋风筒分离器 德国Lurgi公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的CFB锅炉[1]。分离器入口烟温在850℃左右。应用绝热旋风筒作为分离器的循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉，目前已经商业化。Lurgi公司、Ahlstrom公司、以及由其技术转移的Stein、ABB-CE、AEE、EVT等设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。 这种分离器具有相当好的分离性能，使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。但这种分离器也存在一些问题，主要是旋风筒体积庞大，因而钢耗较高，锅炉造价高，占地较大，旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；尤其是
旋风分离器计算
作成 作成：：时间时间：：2009.5.14 一、問題提出 PHLIPS FC9262/01 這款吸塵器不是旋風除塵式的，現在要用這款吸塵器測參數選擇旋風分離裝置。二、計算過程 1.選擇工作狀況選擇工作狀況：： 根據空氣曲線選擇吸入效率最高點的真空度和流量作為旋風分離器的工作狀態。 吸塵器旋風分離器選擇 Bryan_Wang
已知最大真空度h和最大流量Q，則H-Q曲線的兩個軸截距已知，可確H-Q直線的方程。 再在這個直線上求得吸入功率H*Q最高點（求導數得）。求解過程不再詳述。求得最大吸入功率時真空度H=16.5kPa;流量Q=18.5L/s；吸入功率P2=305.25w 現將真空度及流量按照吸入功率計算值與實際值的比例放大，得真空度H=18.3kPa;流量Q=20.5L/s;2.選擇旋風分離器 為使旋風分離裝置體積最小，選擇允許的最小旋風分離器尺寸。一般旋風分離器筒體直徑不小于50mm，故選擇筒體直徑為50mm。按照標準旋風分離器的尺寸比例，確定旋風除塵器的結構尺寸。 D0=50mm b=12.5mm a=25mm de=25mm h0=20mm h=75mm H-h=100mm D2=12.5mm 計算α約為11度 發現計算得到的吸入功率最大值與產品標稱值375W相差一些，可能是由于測量誤差存在以及壓力損失的原因。
一般要求旋風分離器進氣速度不超過25m/s，這里取旋風分離器進氣速度為22m/s. 計算入口面積為S=3.125e-4平方米。 則單個旋風除塵器流量為Q=6.9e-3平方米/秒則所需旋風除塵器個數為3個計算分級效率 根據GB/T 20291-2006吸塵器標準，這里使用標準礦物灰塵，為大理石沙。进气粒径分布 103058 10019037575015002010 10102016113 顆粒密度ρp=2700kg/m3 進口含塵濃度取為10g/Nm3，大致選取空氣粘度μ=1.8e-6Pa*s 按照以下公式計算顆粒分級效率： 平均粒徑(μm)比重(%)
cfb锅炉旋风分离器耐磨损处理
CFB锅炉旋风分离器耐磨损处理 两台燃用福建无烟煤的DG35/3.82 — 17型CFB锅炉累计运行达 2586lh和2560lh，先后 更换三次旋风分离器中心筒和出口转向室，并对筒体耐磨可塑料进行两次修补，费时费力又耗财，影响正常生产。锅炉额定蒸发量 35t / h，过热蒸汽岀口压力 3.82MPa，过热蒸汽岀口温度 450 C, 锅炉设计热效率 82.74 %，燃料颗粒度w 8mm分离器入口中心标高24782.5mm。 结合CFB锅炉的燃烧机理，根据磨损情况分析认为，分离器的磨损是受到含尘烟气的高 速撞击和冲刷而造成的，是一种冲蚀磨损。主要是在设计时，低估了分离器恶劣的工作环境，没有充分考虑中心筒和岀口转向室的磨损问题（其内壁没有衬任何耐磨材料），使高速的含尘烟气直接冲 刷、撞击金属元件而造成严重磨损。 在充分调研的基础上，借鉴其他锅炉的成功经验，采用龟甲网+纯刚玉耐磨耐火可塑料对分离器 进行技术改造：①打掉分离器人口处、筒体内壁敷设的耐磨可塑料表面层，露岀销钉，在销钉上焊接规格为20mm x 2mm的龟甲网，再敷设一层厚度为25mm的纯刚玉耐磨耐火可塑料；②对中 心筒和岀口转向室磨穿部位进行修补，然后在其内壁焊接龟甲网，再敷设23mm厚的纯刚玉耐磨 耐火可塑料（中心筒和转向室金属部分仅起支架作用）；③对分离器岀口连接烟道也采用龟甲网 十纯刚玉耐磨耐火可塑料处理。 经上述处理，并累计运行 5048h、 4826h 后对分离器进行检查，除分离器人口、迎流面和中心筒法兰处及中部有数处面积为10-30mm2左右的可塑料表面涂层脱落外，绝大部分耐磨耐 火可塑料表面仍光滑如初，没有明显的磨损痕迹。这表明，虽然烟气速度有所增大，但由于分离 效率的提高，使飞灰浓度和颗粒度均大幅度降低，并且纯刚玉耐磨耐火可塑料的耐磨性能远远好 于12CrlMoV钢和310S耐磨耐热不锈钢。
旋风分离器的设计(苍松参考)
旋风分离器的设计 姓名：顾一苇 班级：食工0801 学号：2008309203499 指导老师：刘茹 设计成绩：
华中农业大学食品科学与技术学院 食品科学与工程专业 2011年1月14日 目录 第一章、设计任务要求与设计条件 (3) 第二章、旋风分离器的结构和操作 (4) 第三章、旋风分离器的性能参数 (6) 第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8) 第五章、最优类型的计算 (11) 第六章、旋风分离器尺寸说明 (19) 附录 1、参考文献 (20)
任务要求 1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算 2.旋风分离器的选型 3.旋风分离器设计说明书的编写 4.旋风分离器三视图的绘制 5.时间安排：2周 6.提交材料含纸质版和电子版 设计条件 风量：900m3/h ； 允许压强降：1460Pa 旋风分离器类型：标准型 （XLT型、XLP型、扩散式） 含尘气体的参数： ?气体密度：1.1 kg/m3 ?粘度：1.6×10-5Pa·s ?颗粒密度：1200 kg/m3 ?颗粒直径：6μm
旋风分离器的结构和操作 原理： ?含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。 ?颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。 ?在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。 ?在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出； ?固相沿内壁落入灰斗。 旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。 旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。其最大缺点是阻力大、易磨损。
旋风分离器设计
旋风分离器设计中应该注意的问题 旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。旋风分离器结构简单，没有转动部分。但人们还是对旋风分离器有一些误解。主要是认为它效率不高。还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。旋风分离器经常被当作粗分离器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。 事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。例如，当在设定的使用范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。和布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。比如，爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。另外旋风分离器的维护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。 在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做为污染控制的终端除尘器。 在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。这种技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处
理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。 1、进入旋风分离器的气体 必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。我们知道气体的这些特性会随着工艺压力，地理位置，湿度，和温度的变化而变化。 2、进入旋风分离器的尘粒 和气体特性一样，我们也必须确保尘粒的特性参数就是从进入旋风分离器的尘粒中测量获得的。很多时候，在想用高效旋风分离器更换低效旋风分离器时，人们习惯测量排放气流中的尘粒或已收集的尘粒。这种做法值得商榷，有时候是不对的。 获得正确的尘粒信息的过程应该是这样的。首先从进入旋风分离器的气流中获得尘粒样品，送到专业实验室决定它的空气动力学粒径分布。有了这个粒径分布就可以计算旋风分离器总的分离效率。 实际生产中，进入旋风分离器的尘粒不是单一品种。不同种类的尘粒比重和物理粒径分布都不相同。但空气动力学粒径分布实验有机地将它们统一到空气动力学粒径分布中。 3、另外影响旋风分离器的设计的因素包括场地限制和允许的压降。例如，效率和场地限制可能会决定是否选用并联旋风分离器，或是否需要加大压降，或两者同时采用。 4、旋风分离器的形状 旋风分离器的形状是影响分离效率的重要因素。例如，如果入口
循环流化床锅炉旋风分离器改造
循环流化床锅炉旋风分离器改造 俞信福 （宁波热电股份有限公司，浙江宁波 315800） [摘要]通过对我公司6#炉主蒸汽流量长期达不到额定出力的分析，首先从运行的角度入手，查阅相关资料分析入口烟速、飞灰浓度和粒 径、烟气温度等因素对分离器的影响不致于使其阻力严重偏低；然后从结构上对照设计图纸，实地观察为分离器短路造成其压差偏少，因此有针对性地对旋风分离器进行了改造，取得了较好的效果，为以后类似问题的解决提供了一定的思路。[关键词]循环流化床锅炉；旋风分离器；中心筒；短路 分离器是循环流化床锅炉的主要部件之一，它的分离性能对整个锅炉设计与稳定运行起着至关重要的作用。旋风分离器是目前循环流化床锅炉中应用最为广泛的一种分离装置，其结构简单，且分离效率较高，问题主要是体积较大。 1设备介绍 我公司6#炉为次高压循环流化床锅炉，由杭州锅炉集团有限公司制造生产的，型号为：NG-130/5.3-M7，在炉膛与尾部烟道之间布置有两台蜗壳式旋风分离器。旋风分离器的上半部分为蜗壳式入口，下半部分为锥形。烟气出口为圆筒形，由防磨耐热铸件拼接而成。颗粒和烟气先旋转下流至圆柱体的底部，粗颗粒将被分离，洁净烟气向上流动，离开旋风分离器。粗颗粒进入回料器。 旋风分离器为膜式包墙过热器结构，其顶部与底部均与环形集箱相连，墙壁管子在顶部向内弯曲，使得在旋风分离器管子和烟气出口圆筒之间形成密封结构。旋风分离器中心筒由5排筒板构成，每排筒板由24块ZG8Cr26Ni4Mn3Nre 组成，筒体进口内径Φ1470mm ，出口内径1662mm ，中心筒伸出长度1545mm ，并要求满焊，中心筒上部与耐磨浇注料相接并采用密封套结构，密封套用不锈钢丝网将硅酸铝棉板裹住，并用不锈钢丝将其缝牢，不锈钢丝和不锈钢丝网材料均为1Cr18Ni9Ti ，在密封套与耐磨浇注料之间用硅酸铝棉板塞实，以防气流短路。 2问题的提出及分析 我公司6#炉2005年1月投入运行以来，流量只能达到110t/h ，再带高就出现主蒸汽超温，减温水每只6t/h 全开主蒸汽温度还在455℃以上。从运行的角度对影响旋风分离器分离效率的因素进行分析，由于主蒸汽超温，首先想到温度对旋风分离器分离效率的影响，通过查阅资料，烟气温度影响着烟气的粘度，随着温度的升高，烟气的粘度随之增加，因而作用在运动颗粒的粘性阻力也会增加，从而使其分离效率下降。但是烟气的密度随着温度的增加而减少，从而使粘性阻力减少，因此烟气的温度对旋风分离器分离效率的作用并不明显。 旋风分离器进口烟速对其分离效率的影响，分离器的效率随着进口烟速的增大而增大，虽然当进口烟速过高时，由于紊流增加和尘粒反弹等因素使分离器的效率有所下降，按运行锅炉炉膛出口的压力和高温过热器进口压力比较，进口烟速不可能过高。最后是灰粒，灰粒的许多物理化学性能都对旋风分离器性能有影响，其中飞灰的浓度和粒径影响较大，分离效率随着飞灰的浓度的增加而增大，同时也随着飞灰的粒径增加而增大，而运行中5#炉和6#炉在用同一种煤时颗粒也一样，既使燃用不同的煤种锅炉负荷还是不会上来。从结构上分析旋风分离器为锅炉厂整体制造提供，与其进口烟道接口的支吊架位置材料都由锅炉厂提供，现场只是整体拼装，不可能出现大的偏差。从运行的参数比较分析，主要为分离器阻力偏低，主蒸汽超温，锅炉流量带不上。运行时分析是否为旋风分离器保温有问题，但保温问题也不应该影响分离器的效率，也考虑筒板少装，但4#炉的中心筒只有4排比三期少一排，也未出现炉膛灰浓度提不上，锅炉流量带不上情况。因此问题还是出在旋风分离器本身，5月下旬6#炉停炉时，经检查旋风分离器保温完好，从旋风分离器出口烟道处检查发现中心筒上部筒板开裂严重，大的裂缝有20mm ，长度大的为300mm 以上（一块筒板的有效高度为525mm ），中心筒上部耐磨浇注料与密封套之间的硅酸铝棉板已大部分 被短路的烟气拉走，因此在中心筒上部第二块筒板处均匀地割了4块，高度为300mm ，塞入用不锈钢丝网将硅酸铝棉板裹住缝牢的密封套，并在密封套与耐磨浇注料之间通过4个孔用硅酸铝棉板塞实，再用原筒板把4个孔补回，用专用焊条（ 奥407铬26镍21不锈钢焊条）焊接，较大的缝采取耐热钢筋衬，并且满焊。投入运行的初期，主蒸汽流量曾到过120t/h ，以后一直在100t/h 以内。经过分析可能为焊缝为表面成形，且从4个孔塞棉的难度较大，中心筒出现裂缝后把部分硅酸铝棉板拉走，重新形成短路。8月份6#炉停炉后，与有关技术老师傅探讨后，对旋风分离器中心筒与分离器的密封进行了改造，见图1。 图１分离器中心改造图 保温层与分离器中心筒之间用硅酸铝棉板塞实后，用4mm 的SUS309密封，密封板外径Φ1770mm 内径Φ1610mm 的圆环分成若干段安装，每隔100mm 加一块4mm 的SUS309尺寸为40mm ×80mm 的筋板，并要求满焊，对旋风分离器中心筒出现的裂缝再次进行满焊，焊条仍为奥407铬26镍21不锈钢焊条。 3分离器改造前后运行参数比较 旋风分离器改造前主蒸汽流量长期不超过100t/h ，炉膛顶部P16/P19差压不超过1kPa （一般在0.75kPa 左右），（下转第144页）
简述旋风分离器性能的优化
简述旋风分离器性能的优 化 摘要：综合了国内众多优秀论文的观点，从旋风分离器的结构设计、故障排除等角度讲述了提高旋风分离器工作效率，减少压降、阻力（延长使用寿命）的优化措施。阐述了工艺优化后旋风分离器性能上的改善，为进一步扩展其应用领域提供了必要的依据。 关键词：旋风分离器：分离效率；压降；使用寿命；性能优化 0 引言 旋风分离器作为一种重要的除尘设备，在石油化工、燃煤发电等许多行业都得到广泛应用。但是，由于其除尘效率一般多在90%左右，同时对粉尘粒径较小的粉尘除去效果一般，故对于除尘要求较高的生产场合，它一般只作为多级除尘中的一级除尘使用。这就使得旋风除尘器的使用条件受到了很大的限制。本文综合了国内众多优秀论文的观点，从旋风分离器的结构设计、故障排除等角度论述其性能优化的方法措施，使旋风分离器能适用于更广阔的应用领域。 1 旋风分离器结构设计对其性能优化的影响 1.1 旋风分离器与多孔材料的组合 人们为提高旋风分离器的效率，做了许多努力：将金属多孔材料安置于旋风分离器中，组合成的旋风—过滤复合式除尘器就是其中之一。这种结构设计在锥筒底部加了一段直管，机器到了增加分离的目的，又起到减缓旋流的目的，以避免二次扬尘的产生。 为此，实验人员做了相关的测定实验，选取了铁合金冶炼粉尘等4种直径大小从0.05μm~10μm的不等的颗粒（基本上涵盖了所有常见粉尘的粒径范围），让实验更具有广泛的实用性，分离效率可大幅提高至近100%。实验结束后，用氮气反吹滤管后，得到的结果非常理想，可进行再次实验，即实验的再生效果好。 1.2 改变入口切入角及外筒直径对旋风分离器性能的影响
影响旋风分离器性能的因素有很多，可以从改变其入口切入角和外筒直径这两个方面考虑工艺的优化。根据模拟结果显示，r=6000mm、θ=7.5°构造的旋风分离器效率接近95%，分离效果较好。现实验人员研究的就是在此基础上的设计优化。 首先，把入口切入角θ改为θ=9°及θ=6°两组，发现θ=9°比θ=6°入口速度高，但速度衰减慢，速度场分布均匀，速度偏差小，减少了对颗粒的二次卷吸，在外筒壁面处速度高，分离效率提高了。 其次，实验人员将外筒直径由6000mm变更为5600mm、5800mm、6200mm、6400mm，发现当直径增大，离心力作用小，分离效率降低；直径减少后，分离效果好，但由于在下部形成内旋涡卷吸了一些下沉颗粒，分离效果下降。故可利用此外筒直径与分离效率的变化关系，寻找最合适的外筒直径大小，以达到最佳的分离效率。 1.3加装循环管和防液罩对旋风分离器性能的影响 对旋风分离器加装循环管前后进行实验对比分析可知，加装循环管的旋风分离器压降小于不带循环管的分离器，这就是说，带循环管的旋风分离器在入口摩擦损失、器内气流旋转的动能损失等方面均要小于不带循环管的分离器。 防液罩的存在对分离器压降影响不大，但带防液罩的分离器在不同高度剖面上的切向速度明显大于不带防液罩的分离器，那么他的分离效率就会相应提高。因此，防液罩可以在不增加压降损失的同时，进一步提高切向速度，从而提高气、液相的分离效率。 1.4新设计样式的旋风分离器与旋风分离器性能的影响 已有许多研究人员着手于新型旋风分离器的设计与研究，新型双蜗壳旋风分离器就是新设计出的一种新型旋风分离器。他的上行流区的静压变化为顺压梯度，有利于气体的顺利排出，减少旋风分离器的压力损失。 另外，循环式旋风分离器也有着提高分离效率，降低系统能耗的作用。 2 排除故障以优化旋风分离器的效率 2.1 消除三旋单管堵塞 笔者以比较常见的三级旋风分离器为例，简述通过工艺手段，消除由于
水冷旋风分离器介绍
水冷旋风分离器介绍 四川川锅锅炉有限责任公司开发新一代循环流化床锅炉，它是对循环流化床锅炉运行多年的总结，以运行的高温热旋风分离器的经验基础上，我公司与中科学院合作开发“水冷式旋风分离器”的循环流化床锅炉。该技术我公司已获得中华人民共和国知识产权局专利，专利号为：ZJ 99 243392.4，该技术已在实践中运用，并证明此技术成熟，可靠，并具有独立的知识产权．先后多家用户和公司签订了供货合同，下面以75t/h水冷旋风分离循环流化床锅炉为例说明，该炉具有运行稳定、可用率高、适应煤种广、经济性好、有害物质排放量低、调节能力强、启动快等优良性能，特别是对无烟煤和其燃烧特性与无烟 煤类似的不易燃烬的煤种，其优点更加突出。 一、高温水冷旋风分离器炉型特点： 1)分离效率高，n≥99.8％，能满足循环流化床锅炉对分离效率的要求． 2)优势： a、由于有水冷却，改善了耐磨材料的工作条件，采用密集销钉加特殊耐磨材料，保证锅炉长期稳定运行。 b、和炉膛一起悬吊在顶板梁上，热膨胀方向一致，结构布置紧凑，密封性好； c、可以快速启、停动； d、不会出现结焦现象； e、由于外壁温度低，锅炉散热损失小； f、由于分离效率高，提高了脱硫剂的利用率； 3）从热力学上分析采用水冷比气冷更加合理； 4）节省了大量昂贵的炉墙材料，性价比高；
二、几种分离器性能对比 三、下面就我公司循环流化床锅炉的情况，说明其特点： 1、采用全膜式水冷壁炉膛 整个炉膛采用了全膜式水冷壁结构，使炉膛的正压进行得到可靠的密封，同时又为传热提供了理想的受热面，后水冷壁在炉膛下部弯曲构成水冷布风板，同时与两侧水冷壁组成水冷风室，为床下点火创造必要的条件。 2、水冷式旋风分离器 本锅炉布置了两个水冷式分离器，由管子加扁钢焊成膜式壁，内壁密布销钉，再浇铸60㎜厚的防磨内衬。旋风筒的外壁仅需按常规膜式水冷壁的保温结构既可。它与耐火砖加钢板外壳的热分离器相比，除有很高的分离效率
旋风分离器
旋风分离器 旋风分离器的作用 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质 和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。 工作原理 净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。 性能指标 分离精度 旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。 压力降 正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。 设计使用寿命 旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。 结构设计 旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。 设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。 通常，气体入口设计分三种形式： a) 上部进气 b) 中部进气 c) 下部进气 对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。 应用范围及特点 旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80～160毫米水柱）的净化设备，
旋风分离器工作原理
旋风分离器的作用 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。 工作原理 净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。 性能指标 分离精度旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。压力降正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。设计使用寿命旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。 结构设计 旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。通常，气体入口设计分三种形式：a) 上部进气b) 中部进气c) 下部进气对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm 的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。 应用范围及特点
CZT型高效旋风分离器讲解
CZT型高效旋风分离器 使用说明书 浙江高达机械有限公司 一、概述 杭州高达机械有限公司依托浙江大学流体工程研究所在流体力学方面理论,特别是旋风分离器上的多年研究经验和先进的测试手段结合粉煤灰的实际情况专门开发了高效低阻旋风分离器。 CZT型长锥体高效旋风分离器是在通用旋风分离器的基础上专为粉煤灰细灰收集开发的专用设备。经长期多次改进，目前分离效率可以高达92%以上。与国内常用的多管旋风分离器相比,克服了风量分配不匀的致命弱点,使调试和保养更加简便,达到了国际先进水平。 二、原理 由分级机二侧蜗壳出来的含尘气流在负压作用下高速进入旋风分离器后，由于受蜗壳的限制，气流急剧改向，由直线运动变为圆周运动。旋转的气流将粉尘甩向侧壁，在磨擦阻力的作用下,粉尘失去动量，在重力的作用下沿筒壁下落，经下部排灰口排出。失去大部分粉尘的旋转气流在锥体的作用下集中向中部运动，旋转气流在顶部抽力的作用下,自下向上作螺旋流动（变成内旋气流）自顶部出风口排出。完成了含尘气体的净化。达到商品粉煤灰的收集目的。 三、 CZT型主要技术参数
四．装、调试、维护 1.吊装必须在吊装孔上吊装，运输过程中不允许有法兰变形筒体及锥斗不得撞凹，变形。 2.安装时，分离器中心线必须呈铅锤状态。 3.基础垫板必须在同一水平面上，找平后应与机架焊固。 4.进风管与进风口必须在同一中心线上,若有角度则在分离器进口受冲击方向加耐磨层。 5.旋风筒的效率与卸料口的锁风有决定性的关系,所以锁气卸料阀必需充分有效,不漏风。这是高效旋风分离器调试时的关键，必须给予高度重视，锁气卸料阀的柔性胶板无灰时必须密封良好。且有足够的料封高度。 6.每次开机运行后，应及时检查下灰口情况，在发现连续下灰后，操作工方可离开，否则需敲打侧壁，防止堵灰。当堵灰严重时应停料，关闭系统风机进口风门，进行清灰
循环流化床锅炉旋风分离器返料器设计运行
循环流化床锅炉旋风分离器返料器设计运行 作者:华升加油枪加油机日期:2010-9-10 22:58:2 字体大小: 小中大 永嘉县华升阀门厂：滑过渡造成旋风分离器内壁不光滑，施工后应采取措施保证内壁光滑，在直段和锥段结合处也要保证光滑过渡。1．2．2保证返料器和旋风分离器之间密封良好如果密封不严，则会破坏炉膛、旋风分离器及返料器之间的压力平衡，造成返料间断或不返料，导致旋风分离器因堵灰而结焦。施工过程中，在保证整个锅炉密封的同时，要更加注意旋风分离器和返料器之间的密封。不要在旋风分离器上随意开一些检修孔和观察孔，开孔过多会影响旋风分离器的性能，也会导致旋风分离器因密封不严而漏风。1．2．3保证返料器各处尺寸在施工过程中，要保证返料器各处的尺寸，特别要注意返料器尺寸中的A、B两个尺寸(见图1)，以防偏大或偏小。由于各地的煤质不同，其颗粒度的大小也不同，特别是低位发热量较低且小颗粒所占比例较大的无烟煤，运行时循环灰量比较大。锅炉运行一定时间后，尺寸A因磨损而不断减小，要经常检查耐火砖的损坏情况，避免尺寸A的数值为零或负值。这样将会导致呈正压的炉膛密相区热烟气反窜进入旋风分离器内，破坏旋风分离器的工作条件，使返料被迫中止。在安装时，尺寸B过小会使返料阻力增大，过大则会影响返料器位置的物料充满度，均不利于返料，应严格按图纸施工。图1U型返料器1．2．4采用冷却套管结构，控制返料器的温度当今国内已经研制出包敷整个旋风分离器的鳍片式及单管式旋风分离器，分为水冷与汽冷两种型式。由于水冷式旋风分离器在边壁处对热灰的温降较大，不利于煤的燃尽，使飞灰含碳量较高，目前多采用绝热分离器与汽冷分离器。在绝热分离器的料腿位置加设水冷套，以防止此位置因温度过高而结焦。加设水冷套装置的绝热分离器，运行十分稳定，飞灰含碳量较低。汽冷分离器的使用不但缩短了锅炉启动时间，还保持分离器内壁处于较高温度，且能有效地防止结焦的发生，倍受用户的青睐。1．2．5采取合适的风管结构风量和风压是返料器正常运行的基础，风量和风压只有同时达到要求，才能使返料器正常工作，任何一项达不到，返料器都不能正常工作。随着循环流化床锅炉的发展，返料器位置当前的送风方式大致分为集中送风和分配送风两种。集中送风大多应用于75t／h以下锅炉中，返料量少，返料器位置的流化风与返料风共用一个风箱(见图2)，两者的风量分配通过彼此的风帽开孔率来达到，风箱接于一次风入口(或出口)处，风箱前的阀门保持一定开度就能达到运行需要。分配送风大多应用于130t／h以上锅炉中，返料量大，返料器位置的流化风与返料风各有一个风箱，通过支管接于返料专用风机母管上，在支管上设置调节阀。母管上设置流量计(见图3)，从而较好地分配风量和控制总风量，达到控制返料量和返料温度的目的。如果返料风量达到最大但仍达不到运行要求，说明返料风压衰降过多，多为返料风管的沿程阻力过大所致，可通过增粗返料风管的途径来达到提高返料风压的目的。图2U型返料器1一返料器；2一风室；3一调节阀；4一风管；5～放渣管图3U型返料器1一返料器；2一返料风室；3一流化风室；4一调节阀；5一流
蜗壳式旋风分离器地原理与设计
蜗壳式旋风分离器的原理与设计 l0余热锅炉2007.4 蜗壳式旋风分离器的原理与设计 杭州锅炉集团股份有限公司王天春徐亦芳 1前言 循环流化床锅炉的分离机构是循环流化床锅炉的关键部件之一,其主要作用是 将大量高温,高浓度固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室一定 的颗粒浓度,保持良好的流态化状态,保证燃料和脱硫剂在多次循环,反复燃烧和 反应后使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率.因此, 循环流化床锅炉分离机构的性能,将直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计,系统布置及锅炉运行性能.根 据旋风分离器的入口结构类型可以分为:圆形或圆管形入口,矩形入口,"蜗壳式" 入口和轴向叶片入口结构.本文重点分析在循环流化床锅炉中常用的"蜗壳式"入 口结构. 2蜗壳式旋风分离器的工作原理 蜗壳式旋风分离器是一种利用离心力把固体颗粒从含尘气体中分离出来的静 止机械设备.入口含尘颗粒气体沿顶部切向进入蜗壳式分离器后,在离心力的作用下,在分离器的边壁沿轴向作贴壁旋转向下运动,这时气体中的大于切割直径的颗粒被分离出来, 从旋风分离器下部的排灰口排出.在分离器 锥体段,迫使净化后的气流缓慢进入分离器内部区域,在锥体中心沿轴向逆流 向上运动,由分离器顶部的排气管排出.通常将分离器的流型分为"双旋蜗",即轴 向向下外旋涡和轴向向上运动的内旋涡.这种分离器具有结构简单,无运动部件, 分离效率高和压降适中等优点,常作为燃煤发电中循环流化床锅炉气固分离部件. 图l蜗壳式旋风分离器示意图
蜗壳式旋风分离器的几何尺寸皆被视为分离器的内部尺寸,指与气流接触面的 尺寸.包括以下九个(见图1): a)旋风分离器本体直径(指分离器简体截面的直径),D; b)旋风分离器蜗壳偏心距离,; c)旋风分离器总高(从分离器顶板到排灰口),H; d)升气管直径,D; e)升气管插入深度(从分离器空间顶板算起),s; 余热锅炉2007.4 f)入口截面的高度和宽度,分别为a和 b; g)锥体段高度,H; h)排灰口直径,Dd; 2.1旋风分离器中的气体流动 图2为一种标准的切流式筒锥形逆流旋风分离器的示意图,图中显示了其内部 的流 态状况.气体切向进入分离器后在分离器内部空间产生旋流运动.在旋流的外 部(外旋升气管 涡),气体向下运动,并在中心处向上运动 (内旋涡).旋风分离器外部区域气体 的向下运动是至关重要的.因为,依靠气体的向下运动,把所分离到器壁的颗粒带 到旋风分离器底部.与此同时,气体还存在一个由外旋涡到内旋涡的径向流动,这 个径向流动在升气管下面的分离器沿高度方向的分布并不均匀. 轴向速度 切向速度 / 图2切向旋风分离器及其内部流态示意图图2的右侧给出了气流的轴向速度 和切向速度沿径向位置的分布图.轴向速度图表明气体在外部区域沿轴向向下运
低温分离器用于天然气井口气脱水脱烃装置选型和设计方案
高效低温分离器用于天然气井口气脱水脱烃装置选型和设计方案 诺卫能源技术（北京）有限公司 在井口天然气项目中，均建设有天然气脱水脱烃橇块装置。脱水脱烃橇块装置，主要作用是脱除原气携带的易凝析液，包括水和多碳烃。关于井口天然气脱水脱烃橇块装置原气分离核心设备，主要涉及到前冷分离器和后冷分离器，尤其是后冷分离器的选型和设计。设计院了解诺卫能源技术公司在国内外不少天然气项目上设计提供过诸多类型的天然气分离器，故而向诺卫能源技术公司请求提供技术方案。 这里，提供一套天然气处理厂脱水脱烃单元简易流程图，供大家一起分享，分 析和讨论。 附天然气脱水脱烃单元简易流程图： 从流程图可知，前冷分离器，即原料气分离器，主要用于脱除原料天然气中经 前冷器后形成的凝析油液滴液沫。后冷分离器，即低温分离器，主要用于脱除天然气经乙二醇喷淋脱水后气相挟带的乙二醇/水液滴液沫。 原料气分离器和低温分离器，均用于高效脱除气流中携带的液滴液沫。相对而言，原料气经前冷形成的液滴液沫量相对较少，而低温分离器则需要处理带液量高的乙二醇喷淋洗涤的天然气。从处理气流中不同带液量工况来看，原料气分离器宜采用立式结构，而低温分离器则宜采用卧式结构。 故建议设计院和天然气处理厂在今后的新项目中，将原来采用的立式结构的低 温分离器调整为卧式结构。卧式结构的分离器，在相同壳体尺寸的分离器储液能力要大不少。
由于天然气原气来自于集气单元，天然气不仅含有凝析油和水，还含有高粘性 凝胶质和颗粒物，脱水脱烃装置这种工况下的分离器内件，建议采用多因子旋流子母分离除沫器或羽叶高效除沫除雾分离器等高稳定分离效率和高抗堵塞性能的动 力学高效气液除沫分离技术设备，不宜采用传统的丝网式、滤网式、滤芯式除沫分离内件设备。后者的内件很容易堵塞，运行压降高，内件更换维护频繁，运行维护费用高，且还需设置备机以便在滤芯更换期间切换使用。 并且，由于上游集气单元及更前端工况变化，工况波动大。且工艺设计工况， 与设备实际运行工况差别较大。因而，必须选用操作弹性大、分离效率高、运行稳定性高的动力学高效气液除沫除雾分离器，如G50型羽叶除沫除雾分离内件或G54型多因子旋流子母分离除沫内件。上世纪中叶以来的第一代雪弗龙简易光板折流板、旋流板、大直径旋风分离器等，都不太适应大幅波动的工况。 大型特大型天然气处理厂往往采用TEG脱水工艺。TEG脱水工艺装置属于塔 系脱水，包含吸收塔、闪蒸塔、再生塔、汽提塔等塔系混成处理，适于大型、特大型天然气生产和集输处理，比如20亿立方以上规模项目，即采用TEG脱水方式，我们为客户在SNG项目提供的脱水技术即为TEG法。TEG脱水塔系，操作压力 不能太高，否则，塔体设备壁厚太大，投资太高。而乙二醇法脱水工艺适于井口高压超高压工况尤其是井口天然气脱水脱烃，装置易于小型橇块化，国内外不少井口气处理工艺均沿用该工艺。不排除未来的TEG改进工艺用于这类工况压力很高的 井口气项目。 关于动力学分离技术及其内件设计计算，需要提醒大家如下： 国内外有的厂家也开始模仿采用诺卫能源技术公司公司的羽叶除沫除雾分离内件。但是，羽叶除沫除雾分离技术，是基于其精准动力学分离系统平台设计技术获得的设计结果和组态形式。必须根据不同温度和压力工况下的气相组成和平均分子
循环流化床锅炉旋风分离器的最新发展与高效运行 刘佳斌资料
循环流化床锅炉旋风分离器的最新发展与高效运行 刘佳斌 (山东大学能源与动力工程学院济南250010) 摘要：循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流态化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。这样,才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。 关键词: 旋风分离器、循环流化床锅炉、循环效率、发展。 图1 75t/h循环流化床锅炉简图 1.循环流化床旋风分离器的工作原理 如图2、3为普遍采用的高温旋风分离器结构。此类分离器的体积庞大,占地面积与炉膛基本相当,它是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将颗粒从气流中分离出的一种干式气固分离装置。含灰烟气在炉膛出口处分进入旋风分离器,旋风分离器的圆形筒体和气体的切向入口使气固混合物进入围绕旋风分离器的2个同心涡流,外部涡流向下,内部涡流向上。由于固体密度比烟气密度大,在离心力作用下固体离开外部涡流移向壁面, 再沿旋风分离器的循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件 之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分 离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流态化状态, 保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。这样, 才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。因此,循环 流化床分离机构的性能优劣,将直接影响整个循环流 化床锅炉的出力、效率及运行寿命。 随着循环流化床锅炉大型化的发展,对分离器提出 了更高的要求,它不但要能处理大容量的烟气,还要求 能在恶劣的环境中可靠、稳定运行。多年的商业运行 经验表明,高温旋风分离器目前仍是最适合(大型)循 环流化床锅炉的分离器之一。 图 3 高温旋风分离