一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器的制造方法
【專利摘要】一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道，漸縮入口煙道出口和分離器筒體的側(cè)面入口連接，分離器筒體下端出口和分離器錐體的上端入口連接，分離器錐體的下端出口和分離器立管連接，整體傾斜中心筒從分離器筒體的上部插入分離器筒體內(nèi)，漸縮入口煙道出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)，整體傾斜中心筒頂部固定方式為自由吊掛式固定，整體傾斜中心筒和分離器筒體之間為自由配合，整體傾斜中心筒的設(shè)置方式可以優(yōu)化旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場(chǎng)，煙氣均流凸臺(tái)使流場(chǎng)趨于穩(wěn)定、煙氣所攜帶的顆粒濃度均一，本實(shí)用新型提高旋風(fēng)分離器的分離效率。
【專利說(shuō)明】
一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于循環(huán)流化床鍋爐【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器。
技術(shù)背景
[0002]循環(huán)流化床鍋爐必須通過(guò)氣固分離和返料裝置才能完成物料在主循環(huán)回路中的循環(huán)，其在運(yùn)行中必須要保證一定的循環(huán)量，這就對(duì)氣固分離裝置的分離效率提出了要求。旋風(fēng)分離器是目前在循環(huán)流化床鍋爐中普遍應(yīng)用的氣固分離裝置，總的說(shuō)來(lái)，循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求:
[0003]⑴旋風(fēng)分離器要能夠在高溫、高濃度、高流量的環(huán)境下長(zhǎng)期正常工作；
[0004]⑵旋風(fēng)分離器要滿足分離效率高、壓力損失小的性能指標(biāo)；
[0005]⑶旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)要與鍋爐相適應(yīng)且制造維護(hù)成本低。
[0006]目前已經(jīng)投運(yùn)的循環(huán)流化床鍋爐中，常常出現(xiàn)由于分離效率低造成的飛灰含碳量大、循環(huán)灰量不足影響鍋爐運(yùn)行等問(wèn)題；部分分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不足，中心筒變形脫落時(shí)有發(fā)生，對(duì)電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成不利影響；此外個(gè)別分離器盡管分離效率能夠滿足要求，但是本體阻力大，設(shè)備能耗高。
[0007]上述些問(wèn)題出現(xiàn)的原因在于設(shè)計(jì)人員對(duì)旋風(fēng)分離器的特性還未完全掌握、旋風(fēng)分離器的制造安裝也存在一定缺陷，因此加強(qiáng)旋風(fēng)分離器的分離機(jī)理研究，提高設(shè)計(jì)水平積累優(yōu)化改造經(jīng)驗(yàn)非常必要。
[0008]隨著循環(huán)流化床鍋爐容量的增加，分離器結(jié)構(gòu)尺寸，特別是分離器的筒體直徑顯著提高，大爐型一般采用多個(gè)分離器并聯(lián)布置，對(duì)單個(gè)分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面不同設(shè)計(jì)廠家的處理方式略有不同，但總的出發(fā)點(diǎn)都是希望通過(guò)改善分離器內(nèi)的流場(chǎng)來(lái)減少顆粒的卷吸和夾帶。但從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，普遍存在分離器分離效率低，飛灰中位徑高、石灰石消耗量大的問(wèn)題。部分鍋爐飛灰中位粒徑超過(guò)50 μ m，石灰石鈣硫摩爾比高達(dá)4?8。顯然提高分離器分離效率，加強(qiáng)對(duì)細(xì)微顆粒的捕捉能力，對(duì)于提高循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行水平意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，提高旋風(fēng)分離器的分離效率，改善循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的環(huán)保性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道1，漸縮入口煙道I出口和分離器筒體2的側(cè)面入口連接，分離器筒體2下端出口和分離器錐體3的上端入口連接，分離器錐體3的下端出口和分離器立管4連接，整體傾斜中心筒5從分離器筒體2的上部插入分離器筒體2內(nèi)；
[0012]所述的漸縮入口煙道I出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)6，煙氣均流凸臺(tái)6由高強(qiáng)度耐火耐磨材料整體成型；
[0013]所述的整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間存在距離差e ;
[0014]所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c ；
[0015]所述的整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定,整體傾斜中心筒5和分離器筒體2之間為自由配合，能夠相對(duì)滑動(dòng)。
[0016]所述的漸縮入口煙道I的出口面積為入口面積的40 %?75 %，加速后的煙氣流速為 20 ?30m/s ο
[0017]所述的整體傾斜中心筒5插入分離器筒體2的深度h是分離器筒體2高度H的15%?30%，整體傾斜中心筒5的直徑d是分離器筒體2直徑D的30?60%。
[0018]整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間存在距離差e為50?300mm。
[0019]所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為15°?75°。
[0020]所述的煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度為200?1200mm。
[0021]所述的整體傾斜中心筒5為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚 10 ?25mm。
[0022]所述的整體傾斜中心筒5設(shè)置有中心筒加強(qiáng)筋7以加強(qiáng)筒體強(qiáng)度，各層中心筒加強(qiáng)筋7的間距為500?1500mm。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1.整體傾斜中心筒5改善了旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場(chǎng)分布，顯著提高了分離效率，降低了飛灰中位粒徑、提高過(guò)循環(huán)流化床鍋爐的物料循環(huán)量。
[0025]2.分離器運(yùn)行阻力適中，分離效率高。
[0026]3.新建機(jī)組和在役機(jī)組均易于實(shí)現(xiàn)中心筒整體傾斜布置，加工制造和現(xiàn)場(chǎng)安裝難度低。
[0027]4.整體傾斜中心筒不易變形，也不會(huì)產(chǎn)生煙氣短路，可以顯著改善鍋爐運(yùn)行狀況，降低鍋爐煙氣中SO2、NOx和粉塵的排放濃度。
[0028]5.整體傾斜中心筒使用壽命長(zhǎng)，免更換、免維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0029]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為圖1的俯視圖。
[0031]圖3為本實(shí)用新型整體傾斜中心筒5筒體幾何中心和上表面垂直中心的距離差示意圖。
[0032]圖4為本實(shí)用新型的整體傾斜中心筒5自由吊掛式固定方式示意圖。
[0033]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1、實(shí)施例2的兩分離器布置方式示意圖。
[0034]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3的三分離器布置方式示意圖。
[0035]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例4的四分離器布置方式示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明；但本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，本實(shí)用新型并非只限于這些，任何在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上做出的改進(jìn)和變化，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0037]參照?qǐng)D1和圖2，一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道1、分離器筒體2、分離器錐體3、分離器立管4和整體傾斜中心筒5，漸縮入口煙道I出口和分離器筒體2的側(cè)面入口連接，分離器筒體2下端出口和分離器錐體3的上端入口連接，分離器錐體3的下端出口和分離器立管4連接，整體傾斜中心筒5從分離器筒體2的上部插入分離器筒體2內(nèi)。
[0038]所述的漸縮入口煙道I出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)6，煙氣均流凸臺(tái)6由高強(qiáng)度耐火耐磨材料整體成型。
[0039]參照?qǐng)D3，所述的整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間存在距離差e。
[0040]參照?qǐng)D2，所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角C。
[0041]參照?qǐng)D4，所述的整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定,整體傾斜中心筒5和分離器筒體2之間為自由配合，能夠相對(duì)滑動(dòng)。
[0042]所述的漸縮入口煙道I的出口面積為入口面積的40%?75%，加速后的煙氣流速為 20 ?30m/s ο
[0043]所述的整體傾斜中心筒5插入分離器筒體2的深度h是分離器筒體2高度H的15%?30%，整體傾斜中心筒5的直徑d是分離器筒體2直徑D的30?60%。
[0044]所述的整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間存在距離差e為50?300mm。
[0045]所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為15°?75°。
[0046]所述的煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度為200?1200mm。
[0047]所述的整體傾斜中心筒5為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚 10 ?25mm。
[0048]參照?qǐng)D3，所述的整體傾斜中心筒5設(shè)置有中心筒加強(qiáng)筋7以加強(qiáng)筒體強(qiáng)度，各層中心筒加強(qiáng)筋7的間距為500?1500mm。
[0049]本實(shí)用新型的工作原理:整體傾斜中心筒5的設(shè)置方式可以優(yōu)化旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場(chǎng)，提高分離效率，氣流在漸縮入口煙道I內(nèi)的流速是逐步增加的，煙氣均流凸臺(tái)6使流場(chǎng)趨于穩(wěn)定、煙氣所攜帶的顆粒濃度均一，分離效率穩(wěn)定，帶有整體傾斜中心筒5的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器的整體阻力為1.0?2.0kPa，分離效率不小于99.8%。
[0050]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。
[0051]實(shí)施例1
[0052]某新建240t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，該鍋爐2個(gè)旋風(fēng)分離器中心筒采用整體傾斜方式，旋風(fēng)分離器漸縮入口煙道I的出口面積為入口面積的60%，爐膛排出的煙氣經(jīng)過(guò)加速后可以達(dá)到26m/s，漸縮入口煙道I安裝有煙氣均流凸臺(tái)6，煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度為800_，為降低磨損煙氣均流凸臺(tái)6由高強(qiáng)度耐火耐磨材料整體成型，整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間的距離差e為150mm，整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為60°，整體傾斜中心筒5插入分離器的深度h是分離器筒體2高度H的20%，直徑d是分離器筒體2直徑D的45%，整體傾斜中心筒5采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚20_。每隔800_設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7，共計(jì)4道，上述旋風(fēng)分離器整體阻力為L(zhǎng) 6kPa，分離效率99.85%。
[0053]實(shí)施例2
[0054]某在役480t/h循環(huán)流化床鍋爐，該鍋爐2個(gè)旋風(fēng)分離器中心筒采用常規(guī)設(shè)計(jì)。運(yùn)行期間帶負(fù)荷能力不足，鍋爐出力一般僅為60%?75%，爐內(nèi)灰濃度偏低，懸浮段壓差僅為500Pa，不能有效調(diào)節(jié)床溫，日常運(yùn)行床溫在1000°C左右，SO2排放濃度600mg/m3、N0x排放濃度400mg/m3，石灰石鈣硫摩爾比高達(dá)5?6，分離器效率偏低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)物料的有效循環(huán)，實(shí)測(cè)鍋爐飛灰中位粒徑為110 μ m，分離器阻力600Pa。
[0055]參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5，采用旋風(fēng)分離器中心筒整體傾斜方式對(duì)鍋爐旋風(fēng)分離器中心筒進(jìn)行了更換改造，整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間的距離差e為100mm，整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定，同時(shí)增加了 600_厚度的煙氣均流凸臺(tái)，整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為40°，整體傾斜中心筒5插入分離器的深度h是分離器筒體2高度H的15%，直徑d是分離器筒體2直徑D的40%，整體傾斜中心筒5采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚15mm。每隔100mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7，共計(jì)4道，通過(guò)上述改造，鍋爐可以實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，懸浮段壓差增加至1800Pa，日常運(yùn)行床溫降低至920°C左右，SO2排放濃度降低至120mg/m3、N0x排放濃度降低至160mg/m3,石灰石I丐硫摩爾比降低至2.5?3.2，實(shí)測(cè)鍋爐飛灰中位粒徑為28 μ m,分離器阻力1.2kPa，分離效率為99.8 %，運(yùn)行狀況和環(huán)保特性顯著改善。
[0056]實(shí)施例3
[0057]某新建720t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖6，該鍋爐3個(gè)旋風(fēng)分離器中心筒采用整體傾斜方式，整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定，和分離器筒體2之間為自由配合，熱態(tài)時(shí)能夠相對(duì)滑動(dòng)，無(wú)膨脹死點(diǎn)，;旋風(fēng)分離器漸縮入口煙道I的出口面積為入口面積的55%，爐膛排出的煙氣經(jīng)過(guò)加速后可以達(dá)到24m/s，漸縮入口煙道I安裝有煙氣均流凸臺(tái)6，從圖6上至下3個(gè)分離器煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度分別為600mm、800mm和600_ ;為提高分離效率，3個(gè)分離器整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間的距離差e均為80mm，但3個(gè)分離器整體傾斜中心筒5與氣流方向夾角c分別為40°、60°和40° ;整體傾斜中心筒5插入分離器的深度h是分離器筒體2高度H的25%，直徑d是分離器筒體2直徑D的40% ;整體傾斜中心筒5采用Cr25Ni20MoMnSiNRe整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為，壁厚16mm，每隔800mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7。上述旋風(fēng)分離器整體阻力為1.8kPa，分離效率99.8%。
[0058]實(shí)施例4
[0059]某新建1000t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖7，該鍋爐4個(gè)旋風(fēng)分離器布置在爐膛兩側(cè)，旋風(fēng)分離器中心筒采用整體傾斜方式，旋風(fēng)分離器漸縮入口煙道I的出口面積為入口面積的50%，爐膛排出的煙氣經(jīng)過(guò)加速后可以達(dá)到25m/s，漸縮入口煙道I安裝有煙氣均流凸臺(tái)6，4個(gè)分離器煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度均為900_ ;4個(gè)分離器整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間的距離差e均為110mm，且4個(gè)分離器整體傾斜中心筒5與氣流方向夾角c同為45° ;整體傾斜中心筒5采用Cr25Ni20MoMnSiNRe整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為，壁厚16mm，每隔900mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7。上述旋風(fēng)分離器整體阻力為1.4kPa，分離效率99.9%。
【權(quán)利要求】
1.一種循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道(I)，其特征在于:漸縮入口煙道(I)出口和分離器筒體(2)的側(cè)面入口連接，分離器筒體(2)下端出口和分離器錐體(3)的上端入口連接，分離器錐體(3)的下端出口和分離器立管(4)連接，整體傾斜中心筒(5)從分離器筒體(2)的上部插入分離器筒體(2)內(nèi)； 所述的漸縮入口煙道(I)出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)￠)，煙氣均流凸臺(tái)(6)由高強(qiáng)度耐火耐磨材料整體成型； 所述的整體傾斜中心筒(5)的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒(5)的上表面垂直中心b之間存在距離差e ; 所述的整體傾斜中心筒(5)與氣流方向存在夾角c ； 所述的整體傾斜中心筒(5)頂部固定方式為自由吊掛式固定，整體傾斜中心筒(5)和分離器筒體(2)之間為自由配合，能夠相對(duì)滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F23C10/18GK204005969SQ201420417038
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】黃中, 徐正泉, 江建忠, 肖平, 孫獻(xiàn)斌 申請(qǐng)人:中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司