CN110420504A - 灰颗粒螺旋分离器 - Google Patents

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吕健
程艳洁
赵友彬
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Harbin Boiler Co Ltd
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Harbin Boiler Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes

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Abstract

灰颗粒螺旋分离器，属于锅炉烟气管道技术领域，本发明为了解决大型燃煤电站锅炉的煤种不断变化，部分大型电厂的实用煤种与设计煤种在灰分上相差较大，锅炉尾部烟道出口处直接布置的风机等设备易发生积灰堵塞和飞灰磨损的问题。烟道内设有分离器主轴，分离器主轴通过主轴吊架设置在烟道内，分离器主轴的外壁上设有螺旋面叶片，螺旋面叶片的外边缘与烟道内壁相配合，烟道沿圆周方向设有多个集灰装置，集灰装置由上至下设有多个集灰口，每个集灰口均与烟道连通。本发明的灰颗粒螺旋分离器分离效率较高；整体设备质量较小，烟道外部结构紧凑，占用空间较小；还可根据实际工程需要，增设扰流或解旋模块，灵活性较高。

Description

灰颗粒螺旋分离器
技术领域
本发明涉及一种分离器，具体涉及灰颗粒螺旋分离器，属于锅炉烟气管道技术领域。
背景技术
汽轮发电机组作为火力发电的核心技术经历了一百多年的发展历程，最大机组容量已超过1000MW超超临界，受限于700℃等级的耐热镍基合金钢的价格的制约，燃煤电站锅炉的效率已提升至瓶颈，广大电力行业工作者逐渐转入到原有机组稳定性、可靠性等等研究方向上来。
随着高质量煤源的不断减少，大型燃煤电站锅炉的煤种不断变化，部分大型电厂的实用煤种与设计煤种在灰分上相差较大，亦或部分锅炉在尾部烟道出口处直接布置有风机等易发生积灰堵塞和飞灰磨损的设备，一旦机组负荷发生连续突变，工况变化剧烈时，易引起相关临近设备的堵塞或损坏，进而导致机组整体急停，对大型燃煤电站的安全、稳定的运行造成了严重的影响。
发明内容
本发明的目的是提供灰颗粒螺旋分离器，以解决大型燃煤电站锅炉的煤种不断变化，部分大型电厂的实用煤种与设计煤种在灰分上相差较大，锅炉尾部烟道出口处直接布置的风机等设备易发生积灰堵塞和飞灰磨损的问题。
灰颗粒螺旋分离器，包括垂直设置的烟道，烟道内设有分离器主轴，分离器主轴通过主轴吊架设置在烟道内，分离器主轴的外壁上设有螺旋面叶片，螺旋面叶片的外边缘与烟道内壁相配合，烟道沿圆周方向设有多个集灰装置，集灰装置由上至下设有多个集灰口，每个集灰口均与烟道连通；
螺旋面叶片包括起偏螺旋叶片和分离螺旋叶片，起偏螺旋叶片位于烟道入口一侧，起偏螺旋叶片与分离螺旋叶片相连接，且起偏螺旋叶片的螺距为分离螺旋叶片螺距的1.5倍-3倍。
优选的：主轴吊架包括横杆、吊耳和吊杆，横杆水平设置在烟道内，且横杆中心位于烟道中心轴线上，吊杆的上下两端分别通过吊耳与横杆和分离器主轴相连接。
优选的：集灰装置包括垂直管段和水平管段，垂直管段轴线与烟道轴线平行，垂直管段直径由上至下逐步增大，且垂直管段由上至下通过多个水平管段与烟道连通，垂直管段底部设有出灰口。
本发明与现有产品相比具有以下效果：
烟气经过螺旋分离器起偏螺旋叶片时，整体流动方式由直流逐渐转变为绕分离器主轴的螺旋状流动，烟气流动速度及所受离心力不断增加，并且由于螺距较大，螺旋的倾斜角度较大，飞灰不容易停留在起偏螺旋叶片上；在到达分离螺旋叶片时烟气流速及所受离心力达到设计值；进而在流经分离螺旋叶片时在离心力的作用下完成灰颗粒的分离工作；分离后的灰颗粒经由与烟道侧壁相联通的集灰装置后进入相关处理设备。
螺旋分离器对于燃煤锅炉尾部烟道烟气中粒径大于0.1mm的灰颗粒，分离效率达到96％以上，分离效率较高。
螺旋分离器整体设备质量较小，烟道外部结构紧凑，占用空间较小。
螺旋分离器可根据实际工程需要，增设扰流或解旋模块，灵活性较高。
附图说明
图1是灰颗粒螺旋分离器的结构示意图；
图2是螺旋面叶片的结构示意图。
图中：1-螺旋面叶片、2-分离器主轴、3-主轴吊架、4-集灰装置、5-起偏螺旋叶片、6-分离螺旋叶片。
具体实施方式
下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。
如图1和图2所示，本发明所述的灰颗粒螺旋分离器包括垂直设置的烟道，烟道内设有分离器主轴2，分离器主轴2通过主轴吊架3设置在烟道内，分离器主轴2的外壁上设有螺旋面叶片1，螺旋面叶片1的外边缘与烟道内壁相配合，烟道沿圆周方向设有多个集灰装置4，集灰装置4由上至下设有多个集灰口，每个集灰口均与烟道连通；
螺旋面叶片1包括起偏螺旋叶片5和分离螺旋叶片6，起偏螺旋叶片5位于烟道入口一侧，起偏螺旋叶片5与分离螺旋叶片6相连接，且起偏螺旋叶片5的螺距为分离螺旋叶片6螺距的1.5倍-3倍。
进一步：主轴吊架3包括横杆、吊耳和吊杆，横杆水平设置在烟道内，且横杆中心位于烟道中心轴线上，吊杆的上下两端分别通过吊耳与横杆和分离器主轴2相连接。
进一步：集灰装置4包括垂直管段和水平管段，垂直管段轴线与烟道轴线平行，垂直管段直径由上至下逐步增大，且垂直管段由上至下通过多个水平管段与烟道连通，垂直管段底部设有出灰口，各个集灰装置4与烟道连通的水平管段交错布置。
烟气经过螺旋分离器起偏螺旋叶片时，整体流动方式由沿管道轴向的直流逐渐转变为绕分离器主轴的螺旋状流动，烟气流动速度及所受离心力不断增加，在到达分离螺旋叶片时烟气流速及所受离心力达到设计值；进而在流经分离螺旋叶片时在离心力的作用下完成灰颗粒的分离工作；分离后的灰颗粒经由与烟道侧壁相联通的集灰装置后进入相关处理设备。
起偏模组采用升角渐变的非标螺旋面，意使烟气起旋平缓，增加尾部烟道及分离器的稳定性。起偏螺旋叶片螺旋分离器线程一般设计为2倍烟道通径，也可根据实际工程情况进行适当调整。
分离螺旋叶片，常规工程要求可采用标准渐开线螺旋面叶片或正螺旋面叶片，外缘螺旋线导程设计与烟道通径相等，螺旋分离器线程一般设计为1～3倍烟道通径，螺旋叶片主轴轴径设计为烟道通径的0.05倍，螺旋面分离叶片采用单组或多组连续布置。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (3)

1.灰颗粒螺旋分离器，包括垂直设置的烟道，其特征在于：所述烟道内设有分离器主轴(2)，分离器主轴(2)通过主轴吊架(3)设置在烟道内，分离器主轴(2)的外壁上设有螺旋面叶片(1)，螺旋面叶片(1)的外边缘与烟道内壁相配合，烟道沿圆周方向设有多个集灰装置(4)，集灰装置(4)由上至下设有多个集灰口，每个集灰口均与烟道连通；
所述螺旋面叶片(1)包括起偏螺旋叶片(5)和分离螺旋叶片(6)，起偏螺旋叶片(5)位于烟道入口一侧，起偏螺旋叶片(5)与分离螺旋叶片(6)相连接，且起偏螺旋叶片(5)的螺距为分离螺旋叶片(6)螺距的1.5倍-3倍。
2.根据权利要求1所述的灰颗粒螺旋分离器，其特征在于：所述主轴吊架(3)包括横杆、吊耳和吊杆，横杆水平设置在烟道内，且横杆中心位于烟道中心轴线上，吊杆的上下两端分别通过吊耳与横杆和分离器主轴(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的灰颗粒螺旋分离器，其特征在于：所述集灰装置(4)包括垂直管段和水平管段，垂直管段轴线与烟道轴线平行，垂直管段直径由上至下逐步增大，且垂直管段由上至下通过多个水平管段与烟道连通，垂直管段底部设有出灰口。
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