專利名稱：軸向煤炭分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請大體涉及用于根據(jù)尺寸或質(zhì)量分離顆粒的分離器。更具體地說，本申請涉及靜態(tài)軸向分離器，所述靜態(tài)軸向分離器被構(gòu)造成更精確地分離燃料(比如煤)的固體顆粒，以使燃料的燃燒更有效并且減少不希望的排放物。
背景技術(shù)：
在電力工業(yè)中例如在燃煤發(fā)電站中使用顆粒分離器，比如煤炭分離器，進(jìn)行懸浮燃燒，是眾所周知的。通常，顆粒分離器被安裝在燃料破碎裝置(例如粉碎機(jī))和燃料燃燒裝置(例如鍋爐、火爐)之間。煤炭以大而無規(guī)則的塊進(jìn)入破碎機(jī)，并且轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小且更規(guī)則的塊離開，這些較小且更規(guī)則的塊隨后被導(dǎo)入分離器中。分離器基于煤的尺寸或質(zhì)量對其進(jìn)行分離，較大的顆粒被引導(dǎo)再次穿過粉碎機(jī)以進(jìn)一步減小尺寸，并且其中較小的顆粒被引導(dǎo)出分離器并進(jìn)入燃燒裝置。通常，分離器被分為兩種類型:靜態(tài)型和動態(tài)型。傳統(tǒng)的靜態(tài)分離器一般涉及使用流體(例如空氣、氣體)流，以通過旋風(fēng)流或渦旋流產(chǎn)生離心力以將顆粒移動到分離器的周邊壁，在這里重力和摩擦力的合力克服拉拽力，使得較重或較大顆粒脫離流體流并且被剔除返回粉碎機(jī)。傳統(tǒng)的動態(tài)分離器一般涉及使用旋轉(zhuǎn)式分離器葉片，以產(chǎn)生改善顆粒分級所需的離心力，其中所述旋轉(zhuǎn)葉片可以與顆粒實(shí)體撞擊，以將其從總體的流體流中剔除返回粉碎機(jī)。本申請涉及一種改進(jìn)的靜態(tài)分離器，其更為有效地分離燃料(比如煤炭)的粗顆粒與細(xì)顆粒。圖1例示了傳統(tǒng)的靜態(tài)軸向分離器的一個實(shí)例，它包括殼體11、入口管12、出口管13、目標(biāo)錐形部件14、一個擋板或多個葉片15，以及回收管16。所述殼體11包括連接至(coupled to)入口管12和回收管16的下部V型部分，并且進(jìn)一步包括連接至出口管13的上部環(huán)形(低速)部分。所述錐形部件14設(shè)置在所述殼體11的內(nèi)部，以便所述錐形部件14的外表面與所述殼體11的內(nèi)表面為流體流19’(通過所述殼體與錐體之間的兩個箭頭以及出口管中的兩個箭頭例示)形成通道。所述錐形部件14的外表面可以連接至葉片15的內(nèi)表面，并且所述葉片15的外表面可以連接至所述殼體11的內(nèi)側(cè)。與所述回收管16的橫截面相比，所述入口管12具有較小的橫截面(例如直徑)，以便所述回收管16連接到所述殼體11的下部V型部分的底部，圍繞所述入口管12形成環(huán)形部分。氣動輸送的粉煤進(jìn)入傳統(tǒng)靜態(tài)軸向分離器10的入口管12的下端，正如流體流19所例示的那樣。流體和煤炭顆粒離開所述入口管12，并且在穿過所述錐體14與殼體11之間形成的通道的同時，與所述錐體14的外表面或所述殼體11的內(nèi)表面碰撞。流動截面積也被增大，使流動變慢。一些煤炭顆?？赡芘鲇|所述椎體14或殼體11,由于摩擦力抵消來自流體流19’的向上拉拽力，煤炭顆粒將遭受進(jìn)一步的減速。如果重力、摩擦力和非彈性碰撞的合力超過流體流所產(chǎn)生的拉拽力，那么顆粒將停滯并且可能從通道中掉落或下降至所述回收管16的環(huán)形部分中，通過所述回收管16的環(huán)形部分將煤送回至粉碎機(jī)。其它煤炭顆粒被流體流19’拉拽從通道穿過所述擋板15進(jìn)入所述出口管13 (如流體流19"所示)，所述出口管13既可以間接地也可以直接地將顆粒最終送往燃燒區(qū)，因?yàn)轭w?？梢员淮鎯υ谌萜髦小Ｐ纬蓳醢宓娜~片15通常被構(gòu)造成引導(dǎo)所述流體流19’以旋流或渦流的形式離開擋板，這增大了重力勢能(the potential for gravity),從而克服了流體的拉拽力并使顆粒朝所述回收管16掉落。具有相對較高的動量和慣性的較大顆?？赡芘c所述葉片15撞擊或碰撞，從而通過非彈性碰撞使顆粒變慢。形成的漩渦，連同在所述殼體11頂部的流動方向的變化，增加了較大顆粒的勢能以撞擊固定表面，這可能使顆粒變慢或者使撞擊過的顆粒流從所述流體流方向朝所述回收管16改變方向。傳統(tǒng)的靜態(tài)軸向分離器，比如圖1中所示的分離器，具有數(shù)個缺陷，本申請僅描述其中的一些。傳統(tǒng)的靜態(tài)軸向分離器的第一個缺陷是，相對于穿過所述出口管的全部顆粒，粗顆粒(例如大于300微米)與所述流體流之間的分離非最佳分離，這可能降低燃燒區(qū)的效率。離開所述入口管的流體流以高速行進(jìn)，在未受到足以克服流體拉拽力以及使最佳百分比的粗顆粒掉落返回至所述回收管的抵消力(例如摩擦力、碰撞、重力)的作用的情況下，所述粗顆?？赡鼙粠鸫┻^通道。另外，那些確實(shí)受到足夠的抵消力的作用而開始下降的顆粒必須重新進(jìn)入入口管附近的較高速度的流體流內(nèi)(因?yàn)樗龌厥展鼙粯?gòu)造成與來自所述入口管的流體流的出口相鄰)，其中所述較高速度的流體流可能重新帶走上升的粗顆粒，并且引導(dǎo)它們回到并穿過所述擋板。傳統(tǒng)的靜態(tài)軸向分離器的第二個缺陷是，使離開燃燒區(qū)的未燃燒的煤炭或煤焦出現(xiàn)增多的趨勢，這會對燃燒效率產(chǎn)生負(fù)面影響。在靜電除塵器的運(yùn)行過程中收集負(fù)載有碳的飛灰顆粒也更困難，并且對來自燃燒過程的灰塵副產(chǎn)品的質(zhì)量及其在建筑工業(yè)中的有益利用都受到負(fù)面影響。第三個缺陷是，由于在所述目標(biāo)錐體部分14與所述殼體11之間的環(huán)形中的速度低，因此還存在不希望的百分比的細(xì)顆粒被剔除的可能性。隨著通常用于氮氧化合物排放控制的燃燒分級(主火焰的內(nèi)部或外部)使用的增多，注入燃燒區(qū)的顆粒的最大尺寸越來越受關(guān)注。因?yàn)榻固炕蚬潭ㄌ荚诒┞队谘鯕獾谋砻嫜趸虼嗽谌紵陂g顆粒的尺寸和顆粒的表面積與體積或重量的比例影響總體反應(yīng)速率。因此，較小或較細(xì)的顆粒相對于較大或較粗的顆粒氧化得更快。增加細(xì)煤粒相對于注入燃燒區(qū)的全部顆粒的含量，通常而言，在降低未燃燒的煤炭(或焦炭)離開燃燒區(qū)的可能性的同時，改善燃燒效率和氮氧化物的排放控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個示范性實(shí)施例涉及一種根據(jù)顆粒的尺寸分離流體流中的顆粒的軸向分離器。所述分離器包括:入口管、回收管、反射蓋和殼體，所述入口管具有第一端和第二端，其中所述第一端接受來自另一個設(shè)備的流體流并且所述第二端輸出所述流體流，所述回收管具有被構(gòu)造成接收從所述流體流中分離出的顆粒的開口，所述反射蓋設(shè)置在所述入口管上方，用于使離開所述入口管的流體流朝所述回收管改變方向，所述殼體形成有腔室以供流體流從中流動，其中所述殼體包括供所述流體流離開所述分離器的開口。所述入口管的第二端設(shè)置在所述回收管的開口上方，其中離開所述反射蓋后的所述流體流中的顆粒在所述腔室中被分離。本發(fā)明的另一個示范性實(shí)施例涉及通過燃燒燃料源生產(chǎn)電能的動力設(shè)備(powerplant)。所述動力設(shè)備包括:粉碎機(jī)、燃燒裝置和軸向分離器，所述粉碎機(jī)被構(gòu)造成減小進(jìn)入所述粉碎機(jī)的燃料源的顆粒尺寸，所述燃燒裝置具有點(diǎn)火器和燃燒室，其中所述點(diǎn)火器提供熱量以在所述燃燒室中引發(fā)燃料的燃燒。所述軸向分離器被構(gòu)造成分離從所述粉碎機(jī)接收的流體流中的燃料顆粒，以便將被分離出的粗顆粒送回所述破碎機(jī)并且將細(xì)顆粒送至所述燃燒裝置。所述軸向分離器包括入口管、反射蓋、偏轉(zhuǎn)部件、流體連接(fluidlyc ο u PI e d )至所述粉碎機(jī)的回收管、流體流導(dǎo)向件和形成有腔室以供流體流從中流過的殼體。所述入口管將從所述粉碎機(jī)接收的流體流向上朝所述反射蓋引導(dǎo)。所述反射蓋使所述流體流向下朝所述偏轉(zhuǎn)部件和回收管改變方向。所述流體流導(dǎo)向件連接至所述殼體，并且被構(gòu)造成影響所述流體流的方向，其中粗顆粒從所述流體流中分離出來并進(jìn)入所述回收管，以返回并經(jīng)由所述粉碎機(jī)再次調(diào)整尺寸，并且其中所述流體流的細(xì)顆粒留在流體流中，并且被偏轉(zhuǎn)部件向上朝所述殼體的開口改變方向以進(jìn)入所述燃燒裝置中。


圖1為傳統(tǒng)的靜態(tài)軸向分離器的主剖視圖；圖2為根據(jù)一個示范性實(shí)施例的靜態(tài)軸向分離器的主剖視圖，其中例示了流體流；圖3為圖2的分離器的另一個主剖視圖，其包括用以調(diào)整所述分離器運(yùn)行的調(diào)節(jié)組件；圖4為例示了傳統(tǒng)分離器的內(nèi)部靜壓梯度的計算流體力學(xué)(CFD)模擬；圖5為例示了圖2的分離器的內(nèi)部靜壓梯度的CFD模擬；圖6為例示了傳統(tǒng)分離器內(nèi)部的流體速度的CFD模擬；圖7為例示了圖2的分離器內(nèi)部的流體速度的CFD模擬；圖8為CFD模擬，例示了傳統(tǒng)分離器內(nèi)部的煤炭粗顆粒的軌跡分布；圖9為CFD模擬，例示了圖2的分離器內(nèi)部的煤炭粗顆粒的軌跡分布；圖10為羅辛-拉姆勒標(biāo)繪圖(Rosin-Rammler Plot),例示了傳統(tǒng)分離器運(yùn)行時所測量到的入口和出口條件樣本和通過CFD模型驗(yàn)證的出口條件，以及關(guān)于圖2所示的分離器的CFD分離器模型；圖11和12例示了根據(jù)一個示范性實(shí)施例的靜態(tài)軸向分離器的尺寸；圖13為根據(jù)另一個示范性實(shí)施例的靜態(tài)軸向分離器的主剖視圖；圖14為例示了通至下游的顆?；陬w粒尺寸(單位為微米)范圍的百分比的圖表;圖15為例示了被剔除以進(jìn)行再磨碎的顆粒基于顆粒尺寸(單位為微米)范圍的百分比的圖表；圖16為用在根據(jù)另一個示范性實(shí)施例的靜態(tài)軸向分離器中的反射蓋和入口管的主剖視圖。
具體實(shí)施例方式相比于傳統(tǒng)的分離器，本發(fā)明所描述的軸向分離器通過減小或消除粗顆粒相對于離開所述分離器隨后被引至燃燒區(qū)的全部顆粒的含量，改善了粗顆粒的分離效率。因?yàn)槠骄w粒尺寸的減小總體上改善了燃燒裝置的效率，減少了不希望的排放物的數(shù)量，并且減少了未燃燒而離開所述燃燒區(qū)的顆粒的含量，所以采用所述分離器增大了細(xì)顆粒相對于進(jìn)入所述燃燒區(qū)的全部顆粒的含量。本申請所公開的靜態(tài)軸向分離器，通過在分離器內(nèi)部更有效地從所述流體流中分離粗顆粒并且將所述粗顆粒剔除返回粉碎機(jī)以進(jìn)一步減小尺寸，而增大了到達(dá)所述燃燒區(qū)的細(xì)顆粒的比例。本申請所公開的靜態(tài)軸向分離器優(yōu)選地用于煤電廠中，以分離從所述粉碎機(jī)接收的煤炭顆粒并且送至燃燒區(qū)，然而，應(yīng)該注意的是，所述軸向分離器可以用于任何工業(yè)中分離包括粉體或顆粒組合物的任何物料。圖2和3例示了根據(jù)一示范性實(shí)施例的軸向分離器30，示出的軸向分離器30包括殼體31、回收管35、出口管40、入口管50、反射蓋60和偏轉(zhuǎn)部件70。所述分離器30可以被構(gòu)造成包括多個出口管40，其中所述多個出口管中的每個出口管40可以將流體流中的一部分朝一個或多個燃燒區(qū)引導(dǎo)。所述殼體31可以由任何足夠牢固且耐用的合適材料制成，以承受來自高速煤炭顆粒的潛在的內(nèi)部壓力、撞擊和磨損。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述殼體31可以包括環(huán)形上部33和錐形(例如具有V型剖面)下部32。所述殼體31的上部33可以連接至所述出口管40，并且所述殼體31的下部32可以連接至所述回收管35。所述殼體31可以容納所述入口管50的一部分和所述反射蓋60，其中在所述殼體31的內(nèi)表面與所述入口管50的一部分的外表面之間形成第一腔室34a，在所述殼體31的內(nèi)表面與所述反射蓋60的外表面之間形成第二腔室34b。所述腔室34a、34b可以被構(gòu)造成供流體，比如與燃料(例如煤)的顆粒一起的空氣，從中流過。例如，流體流39可以從所述反射蓋60穿過所述第一腔室34a，其中粗顆粒從所述流體流39中分離。然后所述流體流39可以離開所述第一腔室34a向上朝所述第二腔室34b改變方向，其中其他余下的粗顆?？梢詮乃隽黧w流39中分離并掉落而被回收，同時所述流體流39經(jīng)由所述出口管40離開所述分離器30。所述出口管40可以足夠堅固和耐用以承受來自高速煤炭顆粒的潛在的內(nèi)部壓力、撞擊和磨損。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述出口管40可以被構(gòu)造成供包含燃料(例如煤)顆粒的流體流從所述分離器3傳送至存儲容器或所述燃燒區(qū)，并且出口管40可以包含下端41 (或第一端)和上端42 (或第二端)。所述出口管40的下端41可以連接至所述殼體31的上部33，并且所述出口管40的上端42可以連接至存儲容器、燃燒區(qū)或另外連接(例如流體連接)至所述燃燒區(qū)的管。所述出口管40也可以與所述殼體31 —體成型，從而使得所述上端42具有被構(gòu)造成供所述流體流直接或經(jīng)由另外的管傳送至所述燃燒區(qū)的開口。所述入口管50可以足夠堅固和耐用以承受來自高速煤炭顆粒的潛在的內(nèi)部壓力、撞擊和磨損。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述入口管50可以被構(gòu)造成供包含燃料(例如煤炭)顆粒的流體流39通過，并且所述入口管50在所述回收管35的內(nèi)部和殼體31的至少一部分(比如下部32)之中穿過。所述入口管50可以包括下端52 (或第一端)和上端51 (或第二端)，所述下端被構(gòu)造成接收來自粉碎裝置的加壓流體和煤炭顆粒，所述上端被構(gòu)造成在向上的方向上朝所述反射蓋60輸出包含煤炭顆粒的流體。所述入口管50的上端51可以高于所述回收管35的入口 37。這樣的構(gòu)造克服了傳統(tǒng)分離器的不足，如圖1所示的那樣，所述傳統(tǒng)分離器的入口管的上端被構(gòu)造成相對接近于所述回收管的入口，在這樣的傳統(tǒng)分離器中，為了回收粗顆粒，顆粒必須返回穿過所述高速流體流并且再次受到所述流體流的拉拽力的作用，在這種情況下通常所述高速流體流可能再次帶走粗顆粒，將粗顆粒帶回通道以離開所述出口管。所述反射蓋60可以足夠堅固和耐用以承受來自高速煤炭顆粒的潛在的內(nèi)部壓力、撞擊和磨損。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述反射蓋60可以包括上表面61、環(huán)形側(cè)壁62和通孔或開口 63。所述反射蓋60可以包括多個通孔或開口 63。所述反射蓋60的上表面61可以連接至所述環(huán)形側(cè)壁62，并且可以是凹/凸?fàn)畹谋砻?，以使所述流體流偏轉(zhuǎn)或路線重置。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述環(huán)形側(cè)壁62可以具有基本一致的直徑。根據(jù)另一個示范性實(shí)施例，所述環(huán)形側(cè)壁62可以具有不同的直徑。例如，所述環(huán)形側(cè)壁62可以以一定的傾斜角朝所述入口管50延伸，從而形成向下的漏斗型或錐形形狀的出口部分64。通過這樣的構(gòu)造可以增大離開所述反射蓋60的通孔63的流體流的速度。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述反射蓋60可以在底部開口，形成通孔或開口 63，以容納所述入口管50的上端51的一部分。根據(jù)另一個示范性實(shí)施例，通過不設(shè)置反射蓋60的底表面而形成開口 63，所述入口管50的上端51可以在接近所述開口 63處終止。根據(jù)另一個示范性實(shí)施例，所述反射蓋60可以包括可以連接至所述入口管50的上端51的底表面(或底部)。所述底表面(或底部)可以包括一個或多個開口(或通孔)63以允許流體流39通過。所述底表面(或底部)也可以被構(gòu)造成具有多個翅片或葉片的擋板，以引導(dǎo)和調(diào)節(jié)所述流體流。所述底部的多個翅片可以被多個開口(或通孔)63隔開，其中所述翅片以相似(或一致)的傾斜角度(相對于垂直方向而言)對齊，以控制離開所述反射蓋60的流體流39的方向。所述反射蓋60的底部的多個傾斜對齊的翅片可以使所述流體流39以旋流或渦流的形式離開所述反射蓋60，以引起所述流體流39的顆粒的撞擊，比如顆粒與顆粒之間、顆粒與所述入口管50的外壁之間和/或顆粒與偏轉(zhuǎn)部件70之間的撞擊。作用在粗顆粒上的拉拽力可以被這些撞擊(例如顆粒與其它顆粒、顆粒與所述入口管、顆粒與所述偏轉(zhuǎn)部件、顆粒與所述殼體等之間的撞擊)克服，從而使得所述粗顆粒從所述流體流39中分離，并且掉落至所述分離器的回收管35，以重新輸出(比如通過破碎機(jī))進(jìn)一步減小尺寸。所述反射蓋60被構(gòu)造成使含有煤炭顆粒的流體流39從穿過所述入口管50時基本向上的方向，改變方向至當(dāng)通過所述反射蓋60的通孔63離開時基本向下的方向。所述反射蓋60可以引導(dǎo)所述流體流39以一定的傾斜向下的角度離開所述反射蓋60。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述反射蓋60可以將含有煤炭顆粒的流體流39以大體向下的方向沿所述入口管50的外表面或外壁引導(dǎo)至所述偏轉(zhuǎn)部件70。所述反射蓋60的出口部分64可以成型為使從所述反射蓋60的內(nèi)部到所述反射蓋60的下方的流動轉(zhuǎn)換中的壓降損失最小。例如，出口部分64可以是呈喇叭狀的，具有從所述環(huán)形側(cè)壁62延伸出去的線性或彎曲的形狀。所述反射蓋60的出口部分64的形狀可以改變。如圖13中所示的那樣，所述出口部分264可以從所述側(cè)壁延伸出一段較長的距離，或可以被構(gòu)造成具有由此延伸出去的彎曲部分。相似地，所述入口管50的上端51、入口管250的上端251和/或所述出口管40的下端41、出口管240的下端241可以被構(gòu)造成使流動轉(zhuǎn)換中的壓降損失最小，比如通過被構(gòu)造成具有一定形狀(例如喇機(jī)狀、彎曲狀、角狀(angle)等)以減少壓降。根據(jù)圖16中示出的示范性實(shí)施例，所述反射蓋460可以包括出口部分464 (例如出口表面)和設(shè)置在所述出口部分464下方的底部463 (例如底表面)，其中所述底部463可以連接至所述入口管450的上端451。所述底部463可以包括一個或多個開口，所述開口允許從所述入口管450接收的流體流離開所述分離器430的反射蓋460。所述反射蓋460還可以包括扁平的頂部461、環(huán)形側(cè)壁462和過渡部分465，所述過渡部分465包括彎曲部分和大致線性部分。所述偏轉(zhuǎn)部件70可以足夠堅固和耐用以承受來自高速煤炭顆粒的潛在的內(nèi)部壓力、撞擊和磨損。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述偏轉(zhuǎn)部件70可以以可調(diào)節(jié)的傾斜角度從所述入口管50的外表面或外壁朝所述殼體31的內(nèi)表面或內(nèi)壁延伸,其中所述殼體31與所述偏轉(zhuǎn)部件70之間可以形成間隙44，以使粗顆粒能夠穿過所述間隙44而進(jìn)入所述回收管35。如圖3中所示的那樣，所述分離器可以進(jìn)一步包括聯(lián)接件72和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述聯(lián)接件72可以在一個末端處連接至所述偏轉(zhuǎn)部件并且可以在另一個末端處連接至所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74，從而在所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的驅(qū)動下，經(jīng)由所述聯(lián)接件72，可以改變所述偏轉(zhuǎn)部件70相對于所述入口管50的偏轉(zhuǎn)的角度。所述偏轉(zhuǎn)部件70的傾斜角度可以增大或減小，從而改變可以被回收的(即穿過所述回收管35的)或穿過所述出口管40的煤炭顆粒的尺寸。例如，所述偏轉(zhuǎn)部件70相對于所述入口管50的傾斜角度可以減小，以調(diào)節(jié)所述分離器30而分離出相對較小的顆粒。因此，所述分離器30可以被構(gòu)造成供分離大于300微米的煤炭顆粒，但是可以對上述尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，分離大于180微米的煤炭顆粒。所述分離器可以具有寬的調(diào)節(jié)范圍，以對具有較寬尺寸范圍的顆粒進(jìn)行分離，并且本文中所公開的實(shí)例并不意味著是限制，而是對一些可能性的說明。所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74和聯(lián)接件72可以被構(gòu)造成可使用任何能夠提供遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)的方式。例如，所述聯(lián)接件可以包括接入所述偏轉(zhuǎn)部件70內(nèi)的螺紋軸，并且所述螺紋軸具有固定在所述聯(lián)接件72的另一末端的作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的手柄。轉(zhuǎn)動所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74使所述聯(lián)接件72轉(zhuǎn)動，在螺紋的驅(qū)動下，使得所述偏轉(zhuǎn)部件70沿聯(lián)接件72的長度移動位置，從而使得所述偏轉(zhuǎn)部件70連接至所述聯(lián)接件72的末端上升或下降(取決于所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的轉(zhuǎn)動方向)，而所述偏轉(zhuǎn)部件70的另一個末端可以固定到所述入口管50。因此，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的轉(zhuǎn)動可以移動所述偏轉(zhuǎn)部件70與其固定端相對的一端，而所述固定端保持固定，從而改變所述偏轉(zhuǎn)部件70相對于所述入口管50和殼體31的角度。可選地，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74可以使用任何合適的方式(比如使用電磁閥、液壓或線性電動執(zhí)行機(jī)構(gòu))移動或調(diào)節(jié)所述聯(lián)接件72的位置。根據(jù)另一個示范性實(shí)施例，所述分離器30可以包括聯(lián)接件72和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74，其中所述聯(lián)接件72可以在其一個末端處連接至所述偏轉(zhuǎn)部件70，并且可以在其另一個末端處連接至所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74。通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的調(diào)節(jié)(例如驅(qū)動)，比如可以經(jīng)由所述聯(lián)接件72改變所述偏轉(zhuǎn)部件70相對于所述入口管50和所述反射蓋60的標(biāo)高(elevation)(例如高度)。換言之，所述偏轉(zhuǎn)部件70相對于所述入口管50的位置(例如，高度)可以被調(diào)節(jié)，比如通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的驅(qū)動。所述偏轉(zhuǎn)部件70的標(biāo)高(例如高度)可以改變(例如增大、減小)，從而影響到可以通過所述回收管35而被回收的和/或可以穿過所述出口管40的顆粒的尺寸。所述分離器30的偏轉(zhuǎn)部件70的標(biāo)高可以具有寬的調(diào)整范圍。例如，所述聯(lián)接件72可以螺紋連接至所述殼體31，其中通過所述聯(lián)接件72的轉(zhuǎn)動可以使所述聯(lián)接件72中與所述偏轉(zhuǎn)部件70連接的末端在線性(例如向上、向下)方向(取決于所述聯(lián)接件72轉(zhuǎn)動的方向)上移動。相應(yīng)地，通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)74的轉(zhuǎn)動可以進(jìn)而使所述聯(lián)接件72轉(zhuǎn)動，比如使所述聯(lián)接件72相對于所述殼體31轉(zhuǎn)動，以移動所述聯(lián)接件72進(jìn)而調(diào)節(jié)所述偏轉(zhuǎn)部件70的標(biāo)聞。所述分離器可以進(jìn)一步包括支撐板38，所述支撐板38可以足夠堅固和耐用以承受來自高速煤炭顆粒的潛在的內(nèi)部壓力、撞擊和磨損。所述支撐板38包括連接至所述殼體31的外表面和連接至所述反射蓋60的內(nèi)表面。所述支撐板38通過保持所述反射蓋60相對于所述殼體31的位置可以為所述分離器30提供結(jié)構(gòu)支撐。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述支撐板38可以成型為環(huán)形，具有與所述殼體31的內(nèi)表面連接的外徑以及與所述反射蓋60的側(cè)壁62的外表面連接的內(nèi)徑。所述支撐板38可以包括多個通孔，以使流體流39能夠從中穿過而無需改變流體流的方向。因此，所述支撐板可以被構(gòu)造成提供顆粒分離的另外的(例如次要的)方法。圖2中通過表示流體在所述分離器30內(nèi)的流動的總體方向的箭頭例示了所述流體流39。所述流體流39也是為了表明在加壓流體中燃料(比如煤)顆粒的流動。根據(jù)一個示范性實(shí)施例，所述流體流39通過所述入口管50的下端52 (或第一端)進(jìn)入所述分離器30，并穿過所述入口管50、以大體向上的方向離開所述上端51 (或第二端)。隨后通過所述反射蓋60使所述流體流39改變方向進(jìn)入大體向下的方向，由此所述流體流39離開所述反射蓋60的底部然后流向所述偏轉(zhuǎn)部件70。當(dāng)所述流體流39通過所述反射蓋60從大體向上的方向轉(zhuǎn)向大體向下的方向時，顆粒的相對慣性導(dǎo)致顆粒分離，其中具有較高慣性力的較大(且較重)顆粒傾向于沿所述反射蓋60的內(nèi)表面聚集，而具有較低慣性力的細(xì)(且較輕)顆粒傾向于在流體流線的內(nèi)部移動，所述流體流線偏離所述反射蓋60的內(nèi)表面。此外，通過所述反射蓋60的出口(例如開口 63)的輪廓(例如弧形、彎曲狀)，可以將粗顆粒導(dǎo)向所述入口管50的外表面，以通過碰撞產(chǎn)生作用力(例如摩擦力)而防止粗顆粒再次被所述流體流的拉拽力所帶走，以使粗顆粒能夠穿過所述回收間隙44并進(jìn)入所述回收管35。當(dāng)所述流體流39向下行進(jìn)時，所述流體流的速度可能減小，其中經(jīng)過慣性(即顆粒抵抗其方向被改變)、重力、摩擦力和非彈性碰撞的作用，粗顆?？梢耘c留在所述流體流中的細(xì)顆粒分離。由于顆粒的慣性以及由顆粒加速所引起的作用力均受顆粒重量的影響，因此，在與所述入口管50、殼體31和/或偏轉(zhuǎn)部件70接觸后，所述粗顆粒通過繼續(xù)向下行進(jìn)從所述流體流中分離，其中粗顆粒在穿過所述間隙44后通過所述入口 37進(jìn)入所述回收管35。所述粗顆粒的慣性或動量加上重力，克服所述流體流的拉拽力，從使粗顆粒能夠穿過所述回收管35以進(jìn)一步減小尺寸，比如在破碎機(jī)中。然而，來自流體流的拉拽力使細(xì)顆粒轉(zhuǎn)向大體垂直或向上的方向，以穿過所述支撐板并向著所述燃燒區(qū)離開所述出口管40。向上流動的流體的拉拽力可以克服向下流動的細(xì)顆粒的慣性或動量，從而使得所述流體驅(qū)使細(xì)顆粒與所述加壓流體一起向上運(yùn)動。如圖13所不，所述分尚器230可以包括殼體231、回收管235、出口管240、入口管250和反射蓋260，其中所述反射蓋260的位置(例如，標(biāo)高)可以被調(diào)節(jié)，從而影響粗顆粒從穿過所述分離器230的所述流體流中的分離。所述分離器230可以包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274和聯(lián)接件272，所述聯(lián)接件272在其一個末端處連接至所述反射蓋260，并且在其另一個末端處連接至所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274，其中，通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274的調(diào)節(jié)可以移動所述聯(lián)接件272，進(jìn)而改變所述反射蓋260的標(biāo)高。所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274和聯(lián)接件272可以是多向作用的(例如雙向作用的)，以在超過一個方向上為所述反射蓋260提供調(diào)節(jié)。例如，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274可以在第一方向(例如順時針方向)轉(zhuǎn)動，其中所述聯(lián)接件272和與其連接的所述反射蓋260可以在向上的方向上移動，以提高所述反射蓋260的相對標(biāo)高，并且所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274可以在第二方向(例如逆時針方向)轉(zhuǎn)動，其中所述聯(lián)接件272和與其連接的所述反射蓋260可以在向下的方向上移動，以降低所述反射蓋260的相對標(biāo)高。所述反射蓋260的標(biāo)高(例如高度)可以改變(例如，提高、降低)，以影響可以從所述流體流中分離的顆粒的尺寸。采用所述分離器230可以使所述反射蓋260的標(biāo)高具有寬的調(diào)節(jié)范圍。例如，所述聯(lián)接件272可以螺紋連接至所述殼體231，其中通過所述聯(lián)接件272的轉(zhuǎn)動可以使所述聯(lián)接件272中與所述反射蓋260連接的末端在線性(例如向上、向下)方向(取決于所述聯(lián)接件272轉(zhuǎn)動的方向)上移動。相應(yīng)地，通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274的轉(zhuǎn)動可以進(jìn)而使所述聯(lián)接件272轉(zhuǎn)動，比如使所述聯(lián)接件272相對于所述殼體231轉(zhuǎn)動，以移動所述聯(lián)接件272進(jìn)而調(diào)節(jié)所述反射蓋260的標(biāo)高。所述分離器230還可以包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274和/或聯(lián)接件272，所述聯(lián)接件272連接至所述反射蓋260，以調(diào)節(jié)所述流體流離開所述反射蓋260所經(jīng)過的橫截面積。例如，所述分離器230可以被構(gòu)造成可以通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)274的調(diào)節(jié)移動所述聯(lián)接件272，進(jìn)而改變(例如增大、減小)所述反射蓋的出口的橫截面積，比如通過相對于所述入口管250和/或殼體231調(diào)節(jié)所述反射蓋260以改變上述橫截面積。通過出口處的橫截面積的調(diào)節(jié)可以影響離開所述反射蓋260的流體流。例如，可以通過調(diào)節(jié)所述反射蓋260以對所述流體流產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，從而對應(yīng)于所述反射蓋260的出口處的表面積的減小，所述流體流的速度可以被增大，或者對應(yīng)于所述表面積的增大，所述流體流的速度可以被減小。改變所述分離器230的反射蓋260的出口處的橫截面積的能力，比如在所述反射蓋260的出口部分264的末端與所述入口管250的外側(cè)之間的橫截面積，使得離開所述反射蓋260的流體流的壓力(例如靜壓)和速度可以發(fā)生變化，以調(diào)節(jié)所述分離器230的性能(例如分級)。所述分離器還可以包括設(shè)置在所述殼體231與所述反射蓋260之間的支撐板238。所述支撐板38可以支撐所述反射蓋260，以幫助所述反射蓋60與所述入口管250保持同心度，同時使所述反射蓋60能夠相對于所述支撐板238移動(例如向上、向下)，以調(diào)節(jié)所述反射蓋60的標(biāo)高。所述支撐板238和/或所述反射蓋60可以包括軸承或可以具有軸承表面，通過所述軸承或軸承表面可以實(shí)現(xiàn)它們之間的有效相對運(yùn)動。所述分離器230還可以包括流體流導(dǎo)向件，以幫助使所述流體流(和攜帶的細(xì)顆粒)向上轉(zhuǎn)向所述出口管240，和/或以捕獲待回收的粗顆粒。如圖13所示，所述分離器可以包括第一流體流導(dǎo)向件277和設(shè)置在所述第一流體流導(dǎo)向件277下方的第二流體流導(dǎo)向件278。所述第一流體流導(dǎo)向件277可以成型為翅片狀(fin)或脈絡(luò)狀(vein)，可以是三角形，或可以形成任意適合的形狀。所述第一流體流導(dǎo)向件277可以從所述殼體231的內(nèi)表面以向下傾斜的取向角度(例如相對于垂直方向)延伸，并且可以垂直地(即從高度或標(biāo)高的視角)設(shè)置在偏轉(zhuǎn)部件270和所述反射蓋260的底部之間。所述第一流體流導(dǎo)向件的取向角度可以是0°到90°之間，并且，例如可以是30°到60°之間任意適合的角度。所述第二流體流導(dǎo)向件278可以以相對于所述第一流體流導(dǎo)向件277的取向角度相似或不同的取向角度延伸，并且可以具有與所述第一流體流導(dǎo)向件277的形狀相似或不同的形狀。所述第二流體流導(dǎo)向件278可以直接連接至所述殼體,或直接連接至所述第一流體流導(dǎo)板277,在這種情況下在所述殼體231的內(nèi)表面與所述第二流體流導(dǎo)向件278之間可以存在間隙。所述流體流導(dǎo)板277、278可以幫助向上朝所述第二腔室234b引導(dǎo)進(jìn)入所述第一腔室234a的流體流，以經(jīng)由所述出口管240離開所述分離器230。在所述第一腔室234a中，所述流體流導(dǎo)向件277、278可以使流體流(包括流入其中的細(xì)顆粒)從向下的方向轉(zhuǎn)向向上的方向。此外，所述流體流導(dǎo)向件277、278可以捕獲粗顆粒，所述粗顆?？梢栽谒龀崞瑺罨蛎}絡(luò)狀導(dǎo)向件之下被捕獲，以分離出待回收的粗顆粒。應(yīng)該注意的是，如本文中所公開的分離器可以包括任意數(shù)量的導(dǎo)向件，在所述分離器中，所述導(dǎo)向件具有任意適合的構(gòu)造方式和位置，并且本文中示出且描述的實(shí)施例并不作為限制。所述分離器230還可以包括偏轉(zhuǎn)部件270，所述偏轉(zhuǎn)部件270可以從所述入口管250的外表面以一定的傾斜角度朝所述殼體231的內(nèi)表面延伸。所述偏轉(zhuǎn)部件270可以單獨(dú)作用，或與所述流體流導(dǎo)向件277、278協(xié)同作用，幫助向上引導(dǎo)所述流體流，同時分離出待回收的粗顆粒。本文所公開的分離器有利地利用了輸送介質(zhì)流線與顆粒經(jīng)由180°方向變化的自然分離。在該過程中，利用與重力和輸送介質(zhì)速度相結(jié)合的顆粒動量和慣性，在剔除較粗(且較重)顆粒的同時，優(yōu)選地保持將較細(xì)(且較輕)顆粒留在所述流體流39中。例如，可以剔除所述粗顆粒(例如尺寸大于300微米的顆粒)，以便對其進(jìn)行再加工，以減小所述粗顆粒的尺寸。應(yīng)該注意的是，盡管所述粗顆粒在上文被描述為尺寸大于300微米的顆粒，本文所公開的分離器可以被構(gòu)造成(例如可調(diào)節(jié)的)分離尺寸小于300微米的粗顆粒。例如，本文所公開的分離器可以被構(gòu)造成分離尺寸大于250微米的粗顆粒。穿過所述分離器的所述輸送介質(zhì)的設(shè)計速度是這樣的，使得在穿過所述分離器時的壓降非常小，特別是與渦流分離器和動態(tài)分離器相比。相似地，所述入口管50的上端51、250的上端251和/或所述出口管40的下端41、240的下端241可以被構(gòu)造成使流動轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生的壓降損失最小，比如通過被構(gòu)造成波狀的形狀(contoured shape)，例如彎曲、喇叭狀、角狀等。與傳統(tǒng)的軸向分離器相比，采用本文所公開的分離器比如分離器30在分離上更有效(即具有較高的粗顆?；厥瞻俜直群洼^高的進(jìn)入所述出口管的細(xì)顆粒的百分比)。因?yàn)轭w粒的尺寸和表面積與顆粒的重量和體積的比例影響燃燒期間的反應(yīng)速率，因此增大的分離效率提高了燃燒效率。增大的分離效率也總體上減少了飛灰中的碳含量。所述回收管35可以包括傾斜的引導(dǎo)表面36，該表面被構(gòu)造成引導(dǎo)穿過所述回收管35的入口 37的粗顆粒返回粉碎機(jī)中。所述回收管35可以包括可以直接連接至所述粉碎機(jī)的未處理的固體物料進(jìn)料的出口 46，或可以連接至將粗顆粒送往粉碎機(jī)的輸送管道的出口 46。所述分離器30還可以包括閥門(例如淋流閥、旋轉(zhuǎn)閥)，以阻止流體流在回收方向的反向上往回穿過(例如向上)所述回收管。圖4-10例示了通過計算流體力學(xué)(CFD)分析完成的預(yù)測分析，上述分析比較了傳統(tǒng)的軸向分離器與本文所描述的分離器的一個示范性實(shí)施例。這些圖并未例示分離器的實(shí)際測試結(jié)果，因?yàn)镃FD分析是一種用于預(yù)測分析的計算機(jī)模擬過程。由CFD分析生成的典型輸出是具有不同顏色梯度的彩色輪廓圖(contour plots),其中將特定顏色指派給使用給定的測量單位(例如英寸水柱、米每秒)的參數(shù)(例如壓力、速度)的特定值(或量級)。圖4-10中所用的陰影意在通過具有實(shí)線區(qū)分的標(biāo)有附圖標(biāo)記的陰影區(qū)域，代表在CFD分析中所估計的參數(shù)梯度，所述附圖標(biāo)記對應(yīng)于使用給定測量單位的參數(shù)的給定取值范圍或量級范圍。因此，圖4-10中所使用的陰影并不是表示點(diǎn)刻法(stippling)或所述分離器的結(jié)構(gòu)的材料，因?yàn)樗褂玫年幱笆菫榱死舅龇蛛x器內(nèi)流體中的顆粒(例如燃料和空氣)穿過的部分(或區(qū)域)，其中每個部分代表以下所討論的值。圖4例示了圖1的傳統(tǒng)分離器內(nèi)的靜壓梯度，而圖5例示了圖2的根據(jù)一個示范性實(shí)施例的分離器內(nèi)的靜壓梯度。圖4的預(yù)測分析顯示從離開所述入口管(由標(biāo)記為梯度82的量級范圍表示)直到進(jìn)入所述分離器的出口管(由標(biāo)記為梯度86的量級范圍表示),所述傳統(tǒng)的分離器具有相對一致的壓力，這表明粗顆粒通常不能克服所述流體流的拉拽力而掉落至所述回收管中。相反，圖5的預(yù)測分析顯示，所述分離器被構(gòu)造成在離開所述反射蓋、并向下朝所述偏轉(zhuǎn)部件(由標(biāo)記為梯度93和92的量級范圍表示)流動的流體流中產(chǎn)生一個壓力降，并且在所述流體轉(zhuǎn)向上朝所述出口管(由標(biāo)記為梯度92和94的量級范圍表示)流動時產(chǎn)生另外的壓力降。所述流體流中的這些壓力降使得粗顆粒的慣性或動量加上重力能夠克服所述流體流的拉拽力，從而使得粗顆粒能夠下降或落入所述回收管，以便進(jìn)一步減小粗顆粒的尺寸。如圖4所示，標(biāo)記為梯度81的量級范圍對應(yīng)于約為2.8英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度82的量級范圍對應(yīng)于約為3.15英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度83的量級范圍對應(yīng)于約為2.45英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度84的量級范圍對應(yīng)于約為2.1英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度85的量級范圍對應(yīng)于約為1.95英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度86的量級范圍對應(yīng)于約為1.75英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度87的量級范圍對應(yīng)于約為0.70英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度。因此，從離開所述入口管直到進(jìn)入所述出口管，所述殼體內(nèi)的預(yù)測壓力相對一致，從而使得粗顆粒難以掙脫所述流體流的拉拽力。如圖5所示,標(biāo)記為梯度90的量級范圍對應(yīng)于約為2.65英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度91的量級范圍對應(yīng)于約為2.8英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度92的量級范圍對應(yīng)于約為1.75英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度93的量級范圍對應(yīng)于約為1.5英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，標(biāo)記為梯度94的量級范圍對應(yīng)于約為1.4英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度，并且標(biāo)記為梯度95的量級范圍對應(yīng)于約為0.7英寸水柱(在H2O中)的預(yù)測壓力梯度。因此，從離開所述反射蓋進(jìn)而再次下降并經(jīng)由所述偏轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)為向上流動，所述殼體內(nèi)的預(yù)測壓力下降，從而使得粗顆粒比較容易克服所述流體流的拉拽力而落入所述回收管。圖6例示了在圖1的傳統(tǒng)分離器內(nèi)流動的流體的速度梯度，而圖7例示了在圖2的根據(jù)一個示范性實(shí)施例的分離器內(nèi)流動的流體的速度梯度。圖6的預(yù)測分析顯示，在傳統(tǒng)分離器內(nèi)，流體離開所述入口管時具有高速(由標(biāo)記為梯度97的量級范圍表示)，然后在從所述入口管到位于所述目標(biāo)錐形部件與殼體之間的通道的流體轉(zhuǎn)換過程中，存在顯著的速度梯度。當(dāng)所述流體穿過在錐形部件與殼體之間形成的通道時，所述流體的速度保持相對低的速度(由標(biāo)記為梯度100的量級范圍表示)直到抵達(dá)所述出口管(由標(biāo)記為梯度103的量級范圍表示)。在向上的方向中該一致的速度說明了為什么傳統(tǒng)的分離器使較高百分比的粗顆粒通過所述出口管，因?yàn)轭w粒的慣性與基本向上行進(jìn)貫穿所述通道的長度的流體流產(chǎn)生的拉拽力在同一方向中。為使顆粒被回收并返回破碎機(jī)，重力必須克服由較高的分離器入口速度所產(chǎn)生的顆粒慣性和所述流體流的拉拽力。相反地，圖7的預(yù)測分析顯示，離開所述反射蓋的流體速度相對較高，不過在所述流體流和顆粒朝所述偏轉(zhuǎn)部件下降通過所述分離器的過程中，流體速度減小，從而使得粗顆粒被回收。通過粗顆粒的慣性加上重力抵消所述流體拉拽力，這使得粗顆粒難以保持被攜帶在所述流體流中的狀態(tài)。此外，圖7顯示，在轉(zhuǎn)為向上流動后(例如受所述偏轉(zhuǎn)部件影響)，所述流體經(jīng)過所述反射蓋與殼體之間(在腔中)時的速度降低，減小了拉拽力并且使得剩余的粗顆?？朔隼ЯΣ⑾陆荡换厥?。在被標(biāo)記為梯度109、110和111的量級范圍的區(qū)域內(nèi)，速度量級的下降使得粗顆?？朔隼Я?，以向下朝所述回收管下降。如圖6所示，標(biāo)記為梯度97的量級范圍對應(yīng)于約為16.8米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度98的量級范圍對應(yīng)于約為10.5米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度99的量級范圍對應(yīng)于約為8.4米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度,標(biāo)記為梯度100的量級范圍對應(yīng)于約為4.2米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度,標(biāo)記為梯度101的量級范圍對應(yīng)于約為8.4米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度,標(biāo)記為梯度102的量級范圍對應(yīng)于約為10.5米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度103的量級范圍對應(yīng)于約為
16.8米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度,標(biāo)記為梯度104的量級范圍對應(yīng)于約為21.0米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度,標(biāo)記為梯度105的量級范圍對應(yīng)于約為18.9米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度。顆粒在離開所述入口管時具有相對較高的速度(由標(biāo)記為梯度97的量級范圍表示)，從而推動顆粒向上穿過所述錐形部件與殼體之間形成的通道，然后在標(biāo)記為梯度99的量級范圍和標(biāo)記為梯度100的量級范圍的區(qū)域內(nèi)，所述相對較一致的速度使得粗顆粒難以掙脫所述流體流的拉拽力，這導(dǎo)致相對較多的粗顆粒穿過所述出口管。如圖7所示,標(biāo)記為梯度107的量級范圍對應(yīng)于約為16.8米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度108的量級范圍對應(yīng)于約為10.5米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度109的量級范圍對應(yīng)于約為8.4米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度110的量級范圍對應(yīng)于約為6.3米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度111的量級范圍對應(yīng)于約為4.2米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度,標(biāo)記為梯度112的量級范圍對應(yīng)于約為16.8米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度，標(biāo)記為梯度113的量級范圍對應(yīng)于約為21.0米每秒(m/s)的預(yù)測速度量級梯度。圖8例示了在圖1的傳統(tǒng)分離器內(nèi)的粗顆粒(在這里顆粒具有大于300微米的直徑)的流動分布，而圖9例示了在圖2的根據(jù)一個示范性實(shí)施例的分離器內(nèi)的粗顆粒的流動分布。換言之，圖8和9例示了粗顆粒關(guān)于各自的分離器腔室的內(nèi)部區(qū)域或部分(所述流體流在分離器中流過腔室)的分布。圖8的預(yù)測分析顯示，76.9%的粗顆粒被回收，而23.1%的粗顆粒穿過所述傳統(tǒng)分離器的出口管并進(jìn)入燃燒區(qū)。因此，100%的粗顆粒穿過標(biāo)記為附圖標(biāo)記115注的腔室的內(nèi)部區(qū)域，有76.9%的粗顆粒被回收(或分離)并且有23.1%的粗顆粒穿過標(biāo)記為附圖標(biāo)記116的腔室的內(nèi)部區(qū)域，然后經(jīng)由所述出口管離開所述分離器。然而，圖9的預(yù)測分析顯示，100%的粗顆粒被回收，而0%的粗顆粒穿過圖2的分離器的出口管。因此，100%的粗顆粒穿過標(biāo)記為附圖標(biāo)記118的腔室的內(nèi)部區(qū)域，有全部100%的粗顆粒被回收(或分離)并且有0%的粗顆粒穿過標(biāo)記為附圖標(biāo)記119的腔室的內(nèi)部，然后經(jīng)由所述出口管離開所述分離器。CFD分析預(yù)測，本文所公開的分離器在分離待回收的粗顆粒方面上將明顯比傳統(tǒng)分離器更有效，從而增加了總能源的燃燒效率。CFD分析的結(jié)果被進(jìn)一步例示在下面的表1-3中。表I例示了 CFD分析所使用的顆粒尺寸分布。來自表I和2的結(jié)果顯示，相對于圖1的傳統(tǒng)分離器，圖2的分離器在分離待回收的粗顆粒并且將細(xì)顆粒輸送至燃燒區(qū)的方面上更有效。例如，總體回收百分比從傳統(tǒng)分離器的24.2%增加到圖2的分離器的44%。另外，相比于采用傳統(tǒng)分離器回收了 76.9%的大于300微米的顆粒，采用圖2的分離器回收了 100%的大于300微米的顆粒。相比于采用傳統(tǒng)分離器回收了 60.5%的尺寸從150微米到300微米的顆粒，采用圖2的分離器回收了 98.5%的尺寸從150微米到300微米的顆粒。這說明圖2的分離器通過將更高百分比的細(xì)顆粒送入燃燒區(qū)，同時將粗顆粒送去回收，增大了燃燒效率。此外，所述“測量的質(zhì)量百分比(％)”與“質(zhì)量百分比(％)”對應(yīng)良好，這表明CFD分析具有高水平的準(zhǔn)確性。表1在CFD分析中使用的基于顆粒尺寸(或尺寸范圍)的入口質(zhì)量流量
權(quán)利要求
1.一種基于顆粒的尺寸分離流體流中顆粒的軸向分離器，包括: 入口管，所述入口管具有第一端和第二端，其中所述第一端接收來自另一設(shè)備的流體流，并且所述第二端輸出所述流體流； 回收管，所述回收管具有被構(gòu)造成接收從所述流體流中分離出的顆粒的開口； 反射蓋，所述反射蓋設(shè)置在所述入口管上方，用于使離開所述入口管的流體流朝所述回收管改變方向；和 殼體，所述殼體形成供所述流體流從中流動的腔室，其中所述殼體包括供所述流體流離開所述分離器的開口； 其中，所述入口管的第二端設(shè)置在所述回收管的開口上方，并且其中離開所述反射蓋后的流體流中的顆粒在所述腔室中被分離。
2.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，其特征在于，所述入口管的第二端構(gòu)造為用于使離開所述入口管的流體流的壓降最小的輪廓。
3.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，其特征在于，所述入口管的第一端從粉碎機(jī)接收所述流體流，所述粉碎機(jī)被構(gòu)造成減小所述流體流的顆粒的尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括偏轉(zhuǎn)部件，所述偏轉(zhuǎn)部件設(shè)置在所述反射蓋的下方，用于在所述腔室中使接收自所述反射蓋的流體流改變方向。
5.如權(quán)利要求4所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括被構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述偏轉(zhuǎn)部件相對于所述殼體的方位的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的軸向分離器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述偏轉(zhuǎn)部件的標(biāo)聞。
7.如權(quán)利要求5所述的軸向分離器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述偏轉(zhuǎn)部件的角度。
8.如權(quán)利要求5所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括將所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接至所述偏轉(zhuǎn)部件的聯(lián)接件，從而通過所述聯(lián)接件將所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)傳達(dá)到所述偏轉(zhuǎn)部件。
9.如權(quán)利要求8所述的軸向分離器，其特征在于，所述聯(lián)接件為螺旋線性致動器。
10.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，其特征在于，所述反射蓋包括設(shè)置在環(huán)形側(cè)壁上方的凹形頂面，通過所述凹形頂面使離開所述入口管的流體流從向上的方向改變方向至向下的方向。
11.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，其特征在于，所述反射蓋設(shè)有出口部分，所述出口部分被構(gòu)造為用于引導(dǎo)離開所述反射蓋的流體流的輪廓。
12.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括被構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述反射蓋相對于所述殼體的方位的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括將所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接至所述反射蓋的聯(lián)接件，從而經(jīng)由所述聯(lián)接件將所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)傳達(dá)到所述聯(lián)接件。
14.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述腔室內(nèi)的支撐板，其中所述支撐板包括連接至所述殼體的外表面和連接至所述反射蓋的內(nèi)表面。
15.如權(quán)利要求12所述的軸向分離器，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述腔室內(nèi)的支撐板，其中所述支撐板包括連接至所述殼體的外表面和當(dāng)所述反射蓋被調(diào)節(jié)時作為所述反射蓋的導(dǎo)向件的內(nèi)表面。
16.如權(quán)利要求1所述的軸向分離器，其特征在于，所述軸向分離器進(jìn)一步包括流體流導(dǎo)向件，所述流體流導(dǎo)向件連接至所述殼體并且被構(gòu)造成影響所述流體流的方向。
17.如權(quán)利要求16所述的軸向分離器，其特征在于，所述流體流導(dǎo)向件設(shè)置在所述反射蓋與回收管之間。
18.一種用于從燃料源的燃燒生產(chǎn)電能的動力設(shè)備，包括: 粉碎機(jī)，所述粉碎機(jī)被構(gòu)造成減小輸入所述粉碎機(jī)中的燃料源的顆粒尺寸； 燃燒裝置，所述燃燒裝置具有點(diǎn)火器和燃燒室，其中所述點(diǎn)火器提供熱量以在所述燃燒室中引發(fā)燃料的燃燒反應(yīng)；和 軸向分離器，所述軸向分離器被構(gòu)造成從接收自所述粉碎機(jī)的流體流中分離燃料的顆粒，并且被構(gòu)造成將分離出的粗顆粒送回所述粉碎機(jī)并將細(xì)顆粒送至所述燃燒裝置，其中所述軸向分離器包括入口管、反射蓋、偏轉(zhuǎn)部件、流體流導(dǎo)向件、流體連接至所述粉碎機(jī)的回收管，和形成有腔室以供流體流從中穿過的殼體； 其中所述入口管將接收自所述粉碎機(jī)的流體流向上朝所述反射蓋弓I導(dǎo)； 其中所述反射蓋使所述流體流向下朝所述偏轉(zhuǎn)部件和回收管改變方向； 其中所述流體流導(dǎo)向件連接至所述殼體并且被構(gòu)造成影響所述流體流的方向； 其中所述粗顆粒從所述流體流中分離并進(jìn)入所述回收管以返回并經(jīng)由所述破碎機(jī)再次調(diào)整尺寸；并且 其中所述流體流的細(xì)顆粒留在所述流體流中，并且被所述偏轉(zhuǎn)部件向上朝所述殼體的開口改變方向，以進(jìn)入所述燃燒裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的動力設(shè)備，其特征在于，所述入口管包括連接至所述粉碎機(jī)的第一端和將所述流體流朝所述反射蓋引導(dǎo)的第二端，其中所述入口管的第二端設(shè)置在所述回收管的開口上方。
20.如權(quán)利要求18所述的動力設(shè)備，其特征在于，其中所述反射蓋包括設(shè)置在環(huán)形側(cè)壁上方的凹形頂表面，所述凹形頂表面使離開所述入口管的流體流從向上的方向改變方向至向下的方向。
全文摘要
一種基于顆粒的尺寸分離流體流中的顆粒的軸向分離器(30)。所述軸向分離器包括入口管(50)、回收管(35)、反射蓋(61)以及殼體(31)，所述入口管(50)具有第一端(52)和第二端(51)，其中所述第一端(52)接收來自另一設(shè)備的流體流并且所述第二端(51)輸出所述流體流，所述回收管(35)具有被構(gòu)造成接收從所述流體流中分離出的顆粒的開口，所述反射蓋(61)設(shè)置在所述入口管上方，用于使離開所述入口管(50)的流體流朝所述回收管(35)改變方向，所述殼體(31)形成有腔室以供所述流體流從中流動，其中所述殼體(31)包括供所述流體流離開所述分離器的開口(32)。所述入口管(50)的第二端(51)設(shè)置在所述回收管(35)的開口上方，其中離開所述反射蓋后的流體流中的顆粒在所述腔室中被分離。
文檔編號B07B7/02GK103221150SQ201180039722
公開日2013年7月24日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者S·維勒斯特拉, W·拉塔 申請人:Lp雅米納有限責(zé)任公司