一種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，包括插入分離器筒體頂部的中心筒外筒，設置在中心筒外筒內的中心筒內筒，設置在中心筒外筒和中心筒內筒間的中心筒內渦輪，設置在中心筒內底部的中心筒導流罩；所述中心筒內渦輪采用螺旋流線型結構，中心筒內渦輪的葉片旋向與氣流旋轉方向相異，中心筒內渦輪的葉片數目為1?8片，葉片切線與圓周方向的夾角即“葉片安放角”為10°～100°；所述中心筒導流罩為彈頭狀；通過上述設計縮短中心筒插入深度，降低旋風分離器整體阻力，優(yōu)化分離器內流場，減輕氣流擺尾，避免揚塵，提高分離效率；相關方案可用于旋風分離器提效改造和高效低阻力旋風分離器設計。
【專利說明】
一種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于循環(huán)流化床鍋爐技術領域，涉及一種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒O
技術背景
[0002]旋風分離器是循環(huán)流化床鍋爐的重要部件，旋風分離器內部的氣體流動是一種復雜的三維漩渦流動，攜帶固體顆粒的氣體沿切向進入分離器筒體后，將在分離空間產生強烈的旋流運動。這種旋流運動可以視作蘭金組合渦，其外旋流是一種準自由渦，而內旋流的渦核則類似于剛體旋轉的渦核。在旋流的外部，氣體從上向下運動，然后在中心處從下向上運動。其中，旋流外部區(qū)域的氣體向下運動對于將分離到壁面的固體顆粒帶到旋風分離器底部的排塵口具有重要的作用。對于進入分離空間的顆粒，將受到徑向向內的阻力和徑向向外的離心力的共同作用。含塵氣體自一進入旋風分離器就產生旋轉流動，而氣體中攜帶的固體顆粒由于受到離心力的作用，自一進入分離器氣固就開始發(fā)生分離。
[0003]隨著循環(huán)流化床鍋爐容量的增加，分離器結構尺寸，特別是分離器的筒體直徑顯著提高，大爐型一般采用多個分離器并聯(lián)布置，對單個分離器的優(yōu)化設計方面不同設計廠家的處理方式略有不同，但總的出發(fā)點都是希望通過改善分離器內的流場來減少顆粒的卷吸和夾帶。但從實際應用情況來看，普遍存在分離效率低的問題。因此提高分離器分離效率，加強對細微顆粒的捕捉能力，對于提高循環(huán)流化床鍋爐的運行水平意義重大。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，提高旋風分離器的分離效率，改善循環(huán)流化床鍋爐運行的環(huán)保性和運行經濟性。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn):
[0006]—種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，包括插入分離器筒體2頂部的中心筒外筒5，設置在中心筒外筒5內的中心筒內筒6，設置在中心筒外筒5和中心筒內筒6間的中心筒內渦輪7，設置在中心筒內筒6內底部的中心筒導流罩8;
[0007]所述中心筒內渦輪7采用螺旋流線型結構，中心筒內渦輪7的葉片旋向與氣流旋轉方向相異，中心筒內渦輪7的葉片數目為1-8片，葉片切線與圓周方向的夾角即“葉片安放角”為10°?100° ;所述中心筒導流罩8為彈頭狀。
[0008]所述的中心筒外筒5插入分離器筒體2的深度h是分離器筒體2高度的5%?20%，中心筒外筒5的直徑是分離器筒體2直徑的40?70%，中心筒內筒6是中心筒外筒5直徑10%?60%。
[0009]所述的中心筒外筒5、中心筒內筒6、中心筒內渦輪7、中心筒導流罩8為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚8?20mm。
[0010]所述中心筒外筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定，中心筒外筒5和分離器筒體2之間為自由配合，能夠相對滑動。
[0011]所述中心筒導流罩8的彈頭狀形狀為平頭、圓頭或橢圓頭。
[0012]所述的旋風分離器整體阻力為0.5?1.5kPa，分離效率大于99.9%。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0014]1.雙筒內渦輪中心筒減緩了氣流的周期性擺尾，減輕了二次揚塵，改善了旋風分離器內的流場分布，顯著提高了分離效率。
[0015]2.中心筒內渦輪借鑒了航空發(fā)動機的設計原理，分離器運行阻力低，分離效率高；中心筒內渦輪的葉片旋向與氣流旋轉方向相異，這樣可以對氣流進行有效的整流，降低阻流和二次渦流。
[0016]3.中心筒筒體長度僅為常規(guī)設計的一半，制造成本低，中心筒不易變形，整體傾斜中心筒使用壽命長，免更換、免維護。
[0017]4.加工制造和現(xiàn)場安裝難度低，新建機組和在役機組均易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的整體結構示意圖(俯視圖)。
[0020]圖3為本發(fā)明的中心筒內渦輪示意圖，其中，圖3a為4葉片，圖3b為6葉片，圖3c為8葉片。
[0021 ]圖4為本發(fā)明的中心筒導流罩示意圖，其中，圖4a為橢圓頭，圖4b為平頭，圖4c為圓頭。
[0022]圖5為本發(fā)明的整體傾斜中心筒自由吊掛式固定方式示意圖。
[0023]圖6為本發(fā)明的中心筒內渦輪示意圖。
[0024]圖7為本發(fā)明與傳統(tǒng)中心筒氣流擺尾范圍的比較，其中，圖7a為本發(fā)明中心筒氣流擺尾范圍，圖7b為傳統(tǒng)中心筒氣流擺尾范圍。
[0025]圖中:
[0026]1--分尚器入口煙道2--分尚器筒體 3--分尚器椎體
[0027]4——分離器立管 5——中心筒外筒 6——中心筒內筒
[0028]7——中心筒內渦輪 8——中心筒導流罩
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。但本領域技術人員理解，本發(fā)明并非只限于這些【具體實施方式】，任何在本發(fā)明基礎上做出的改進和變化，都在本發(fā)明的保護范圍之內。
[0030]【具體實施方式】一:
[0031]某新建480t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1至圖7，該鍋爐2個旋風分離器中心筒采用雙筒內渦輪中心筒。分離器筒體2分別與入口煙道I和分離器錐體3相連接，分離器立管4設置在分離器錐體3下部，中心筒外筒5從上部插入分離器筒體2內，中心筒外筒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)時能夠相對滑動，無膨脹死點。
[0032]為提高分離效率，中心筒外筒5和中心筒內筒6內部的中心筒內渦輪7采用4葉片。中心筒外筒5插入分離器的深度是分離器筒體2高度的10 %，中心筒外筒5直徑是分離器筒體2直徑的60 %。
[0033]為提高強度和使用壽命，中心筒外筒5、中心筒內筒6和中心筒內渦輪7采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚15mm。
[0034]上述旋風分離器整體阻力為1.2kPa，分離效率99.9%。
[0035]【具體實施方式】二:
[0036]某在役240t/h循環(huán)流化床鍋爐，該鍋爐2個旋風分離器中心筒采用常規(guī)設計。運行期間帶負荷能力不足，原中心筒插入深度是分離器筒體2高度的30%，直徑是分離器筒體2直徑的40 %。
[0037]采用雙筒內渦輪中心筒方式對鍋爐旋風分離器中心筒進行了更換改造，中心筒外筒5插入分離器的深度是分離器筒體2高度的12%，中心筒外筒5直徑是分離器筒體2直徑的50%，中心筒外筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定。
[0038]通過上述改造，鍋爐可以實現(xiàn)滿負荷運行，運行狀況和環(huán)保特性顯著改善。
【主權項】
1.一種旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，其特征在于:包括插入分離器筒體(2)頂部的中心筒外筒(5)，設置在中心筒外筒(5)內的中心筒內筒(6)，設置在中心筒外筒(5)和中心筒內筒(6)間的中心筒內渦輪(7)，設置在中心筒內筒(6)內底部的中心筒導流罩(8); 所述中心筒內渦輪(7)采用螺旋流線型結構，中心筒內渦輪(7)的葉片旋向與氣流旋轉方向相異，中心筒內渦輪(7)的葉片數目為1-8片，葉片切線與圓周方向的夾角即“葉片安放角”為10°?100° ;所述中心筒導流罩(8)為彈頭狀。2.根據權利要求1所述的旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，其特征在于:所述的中心筒外筒(5)插入分離器筒體(2)的深度h是分離器筒體(2)高度的5%?20%，中心筒外筒(5)的直徑是分離器筒體(2)直徑的40?70%，中心筒內筒(6)是中心筒外筒(5)直徑10%?60%。3.根據權利要求1所述的旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，其特征在于:所述的中心筒外筒(5)、中心筒內筒(6)、中心筒內渦輪(7)、中心筒導流罩(8)為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚8?20mm。4.根據權利要求1所述的旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，其特征在于:所述中心筒外筒(5)頂部固定方式為自由吊掛式固定，中心筒外筒(5)和分離器筒體(2)之間為自由配合，能夠相對滑動。5.根據權利要求1所述的旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，其特征在于:所述中心筒導流罩(8)的彈頭狀形狀為平頭、圓頭或橢圓頭。6.根據權利要求1所述的旋風分離器的雙筒內渦輪中心筒，其特征在于:所述的旋風分離器整體阻力為0.5?I.5kPa，分離效率大于99.9%。
【文檔編號】B04C5/08GK106000667SQ201610398753
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】黃中, 劉冠杰, 孫獻斌, 江建忠
【申請人】中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司