CN112387434A - 一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，包括进口段、壳体、锥体部分、中心筒、下料管和输尘管。该分离器的进口段固定焊接于壳体顶部，与筒体部分的最外侧相切，其内侧边界呈逐渐收缩的结构，与筒体切线的夹角为15度；中心筒布置在分离器的中心，中心筒分为上、中、下三部分，由上至下中心筒大小收缩，位置偏心布置；锥体部分上端与壳体相连接，下端与下料管相连接；输尘管的后半段的结构为文丘里喷嘴结构。本发明能够有效提升旋风分离器的分离效率，同时收集并回收分离器的固体颗粒，防止二次污染，节约能源。
Description
技术领域
本发明属于锅炉生产环保技术领域，具体涉及一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器。
背景技术
旋风分离器是一种利用离心力实现气固分离的装置。当含尘气流由入口段沿切向进入分离器筒体后，颗粒随气流流动过程中主要受到离心力和重力的作用，能够跟随气流进行螺旋状运动，其中颗粒的粒径越小与气流的跟随性越好。处于外旋的气流运动至锥体部分的底部时，会沿中心筒所在轴转而向上运动，进入中心筒从而离开分离器；处于内旋的气流会在到达锥体底部之前就转而向上运动，进入中心筒内。对于气流中所携带的灰尘颗粒，质量较大的所受的离心力和重力较大，会随气流逐渐向外旋移动，最终被甩至壁面，依靠自身的重力下落入集灰装置中。密度远小于空气的颗粒会随着空气排出分离器。这一过程即实现了气固分离，集灰装置还可以排出并收集灰尘颗粒，在避免环境污染的同时实现了未燃尽燃料的回收。
旋风分离器大多存在“顶灰环”、“短路流”、“粉尘返混”等问题，显著影响了其分离效率。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提出了一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其能够有效提升分离效率，同时收集并回收分离器的固体颗粒，防止二次污染，节约能源。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，包括进口段、壳体、锥体部分、中心筒、下料管和输尘管，所述进口段固定焊接于壳体顶部，与筒体部分的最外侧相切，其连接处形成了气流的进口；所述中心筒布置在分离器的中心，其上端贯穿壳体，连接处形成了气流的出口；所述锥体部分上端与壳体相连接，下端与下料管相连接；所述下料管的下端与输尘管相连接，所述输尘管的一端与压缩空气相连接，另一端与集灰装置或返料器相连接。
本发明进一步的改进在于，所述进口段的截面为矩形截面，其径向外侧边界与壳体的外侧相切，内侧边界呈逐渐收缩的结构，与筒体切线的夹角为15度。
本发明进一步的改进在于，所述进口段的内层使用碳化硅耐磨耐火浇注料。
本发明进一步的改进在于，所述中心筒分为上、中、下三个部分，上部和下部为圆柱结构，下部圆柱的直径为上部圆柱直径的90％，并且下部圆柱的中心轴与上部圆柱的中心轴存在设定的偏心距，两圆心之间的偏心角度为45度，两个圆柱通过中间部分的偏心圆台相连接。
本发明进一步的改进在于，所述下料管为水平截面与锥体部分下截面相等的垂直管段。
本发明进一步的改进在于，所述输尘管后半段的结构为先收缩后扩大的文丘里喷嘴结构。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明提出了分离器入口段、中心筒联合变型优化方案，比单一的入口段或中心筒结构优化方案更能有效提升分离效率，还能够控制压降的增大幅度，同时结构固定、简单，节约能耗。进口段内层使用碳化硅耐磨耐火浇注料，能够预防磨损，提高分离器的使用寿命。中心筒的中下部分呈逐渐收缩的圆台结构，能够改善分离器的“顶灰环”问题。中心筒的下截面偏心布置，能够优化分离器内部的流场分布，改善了“短路流”问题。下料管能够促进固体颗粒发生沉降进入输尘管，输尘管的后半段为文丘里喷嘴结构，能够将灰尘排出分离器，避免发生传统集灰装置的漏灰现象、“粉尘返混”现象，不污染环境的同时提高了旋风分离器的分离效率，还促进了固体颗粒的循环，有利于除尘及回料。
附图说明
图1为本发明一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器的结构示意图。
图2为本发明的透明结构示意图。
图3为本发明的竖直剖面图。
图4为图3的A-A向视图。
图5为本发明中心筒的三维结构图，视图方向为图4的B向，向上45度。
附图标记说明：
1为进口段，2为壳体，3为锥体部分，4为中心筒，5为下料管，6为输尘管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地详细说明。
参见图1至图3，本发明提供的一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，包括进口段1、壳体2、锥体部分3、中心筒4、下料管5和输尘管6。
其中，进口段1固定焊接于壳体2顶部，其截面为矩形截面，径向外侧边界与壳体2的外侧相切，形成了烟气进口，其内侧边界使用碳化硅耐磨耐火浇注料，能够预防磨损，提高分离器的使用寿命。入口呈逐渐收缩的结构，与筒体切线的夹角为15度。此改进能够增大气流的切向速度，有效提高分离效率。
中心筒4布置在分离器的中心，其上端贯穿壳体2，连接处形成了气流的出口，中心筒4分为上、中、下三个部分，上部和下部为圆柱结构，下部圆柱的直径为上部圆柱直径的90％，并且下部圆柱的中心轴与上部圆柱的中心轴存在设定的偏心距，两圆心之间的偏心角度为45度，两个圆柱通过中间部分的偏心圆台相连接；此改进能够有效提升分离器的分离效率，中心筒的偏心设置还与分离器内部流场的不均匀性相契合，优化了其内部的流场分布，改善了分离器的“短路流”现象，减小了压降增大带来的不利影响。
锥体部分3上端与壳体2相连接，下端与下料管5相连接，下料管5为水平截面与锥体部分下截面相等的垂直管段，此改进能够促进固体颗粒沉降入输尘管。下料管5下端与输尘管6相连接，输尘管6的一端与压缩空气相连接，另一端与集灰装置或返料器相连接，输尘管6的后半段结构为先收缩后扩大的文丘里喷嘴结构，此改进能够有效避免“粉尘返混”现象，提高分离效率，促进固体颗粒的流动。
工作时，含尘气流从分离器入口段进入，经逐渐收缩的进口段1加速后沿壁面切向进入筒身内部，受到重力和离心力的作用，逐渐旋转向下运动。含尘气流中的气体部分会在筒身内部转而向上运动，经偏心的中心筒4离开旋风分离器。气流中密度远小于空气的固体颗粒对气体的跟随性较好，能够随气体离开分离器；密度较大的固体颗粒在旋转的过程中会被逐渐甩至壁面，依靠重力作用沿锥体部分3下落，通过下料管5进入输尘管6中，输尘管6中的文丘里喷嘴结构能够在管内部形成负压区，带动固体颗粒离开分离器。
本发明涉及的新型旋风分离器，根据旋风分离器结构优化的原则，在兼顾进出口压差的基础上，提高了分离器的分离效率。结构优化方案为，将分离器入口段向内收缩15度，中心筒分为上、中、下三部分，由上至下中心筒大小收缩，位置偏心，分离器下端设置竖直下料管，并与输尘管相连接。能够很好地优化分离器的内部流场，促进固体颗粒的回收与循环。
Claims (6)
1.一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其特征在于，包括进口段(1)、壳体(2)、锥体部分(3)、中心筒(4)、下料管(5)和输尘管(6)，所述进口段(1)固定焊接于壳体(2)顶部，与筒体部分的最外侧相切，其连接处形成了气流的进口；所述中心筒(5)布置在分离器的中心，其上端贯穿壳体(2)，连接处形成了气流的出口；所述锥体部分(3)上端与壳体(2)相连接，下端与下料管(5)相连接；所述下料管(5)的下端与输尘管(6)相连接，所述输尘管(6)的一端与压缩空气相连接，另一端与集灰装置或返料器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其特征在于，所述进口段(1)的截面为矩形截面，其径向外侧边界与壳体(2)的外侧相切，内侧边界呈逐渐收缩的结构，与筒体切线的夹角为15度。
3.根据权利要求1所述的一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其特征在于，所述进口段(1)的内层使用碳化硅耐磨耐火浇注料。
4.根据权利要求1所述的一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其特征在于，所述中心筒(4)分为上、中、下三个部分，上部和下部为圆柱结构，下部圆柱的直径为上部圆柱直径的90％，并且下部圆柱的中心轴与上部圆柱的中心轴存在设定的偏心距，两圆心之间的偏心角度为45度，两个圆柱通过中间部分的偏心圆台相连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其特征在于，所述下料管(5)为水平截面与锥体部分下截面相等的垂直管段。
6.根据权利要求1所述的一种适用于锅炉除尘与回料的旋风分离器，其特征在于，所述输尘管(6)后半段的结构为先收缩后扩大的文丘里喷嘴结构。
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