CN206386922U - 一种中心筒偏置式高效旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种中心筒偏置式高效旋风分离器，包括分离圆筒和落料锥筒，所述分离圆筒上端设有进口烟道，其下端设有与其同心的落料锥筒，该分离圆筒顶端设有中心筒，所述中心筒的下端由所述分离圆筒顶端面外侧插入分离圆筒内腔构成烟气出口，其轴线与所述分离圆筒轴线相距一定距离，所述落料锥筒的下端设有与其同心的返料立管。本实用新型通过对分离器分离效率的提高和阻力的降低，解决了传统旋风分离器因分离效率低、阻力大而引起的一系列问题。

Description

一种中心筒偏置式高效旋风分离器

技术领域

本实用新型涉及一种旋风分离器，尤其涉及一种中心筒偏置式高效旋风分离器。

背景技术

分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，其作用是将从炉膛出来的高浓度烟气中的物料分离下来，通过返料装置重新送回炉膛，进而实现燃料循环及低温燃烧的设备。因此，其分离效率的高低直接影响锅炉运行的经济性和稳定性。而现有循环流化床锅炉的旋风分离器普遍存在分离效率低而导致热效率低，带负荷困难，污染物排放不达标，运行阻力大而造成风机能耗大等一系列问题。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种通过对分离器分离效率的提高和阻力的降低，解决了传统旋风分离器因分离效率低、阻力大而引起一系列问题的一种中心筒偏置式高效旋风分离器。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种中心筒偏置式高效旋风分离器，包括分离圆筒和落料锥筒，所述分离圆筒上端设有进口烟道，其下端设有与其同心的落料锥筒，该分离圆筒顶端设有中心筒，所述中心筒的下端由所述分离圆筒顶端面外侧插入分离圆筒内腔构成烟气出口，其轴线与所述分离圆筒轴线相距一定距离，所述落料锥筒的下端设有与其同心的返料立管。

在上述技术方案中，所述的中心筒轴线与分离圆筒轴线之间的距离为中心筒偏置距离e＝0.044~0.05D，其中，D为分离圆筒浇注直径；该中心筒插入分离圆筒的深度He与进口烟道浇注高度h之比为0.35~0.45。

在上述技术方案中，所述的分离圆筒浇注高度H＝1.2~1.3D，其中，D为分离圆筒浇注直径。

在上述技术方案中，所述的返料立管为圆筒状，其下端与回料阀连通，该返料立管悬吊在落料锥筒上。

在上述技术方案中，所述的进口烟道入口端设在膜式水冷壁炉膛外侧并与其内腔连通，其出口端外侧面与分离圆筒外侧面相切并与其内腔连通形成外延型长烟道，该进口烟道顶面与分离圆筒顶端面平齐，其入口端宽度大于出口端宽度。

在上述技术方案中，所述的进口烟道浇注高度h与分离圆筒浇注高度H之比为0.64~0.66，该进口烟道浇注高度h与进口烟道出口端宽度b之比为3.0~4.0。

在上述技术方案中，所述的进口烟道上设有非金属膨胀节，所述非金属膨胀节内表面进行浇注防护，且其内表面与进口烟道浇注内截面一致。

在上述技术方案中，所述的分离圆筒、落料锥筒、进口烟道和返料立管内衬均为高温耐磨内衬。

本实用新型的有益效果是：1、在结构上，本实用新型的进口烟道出口端外侧面与分离圆筒外侧面相切，以增加进口烟道长度，上述进口烟道为外延型进口长烟道，使分离器进口烟道加长，实现烟气的渐进性加速，使得烟气流速更加均匀，有利于烟气携带的物料实现逐步浓缩；另外该进口烟道浇注高度h与进口烟道出口端宽度b之比为3.0~4.0，形成窄高型的进口烟道，采用窄高型形状，使物料在高度方向上在加速的过程中根据颗粒度来进行预分布，增强物料向外向下部浓缩分离趋势，而采用切向导流布置的窄高型烟道更利于物料贴壁浓缩，使靠近外壁及下部的一侧物料浓度相对较高，并通过窄高型缩口将分离器进口流速提高到22～26m/s，提高分离器的分离效率。同时采用窄高型进口长烟道，实现气流的逐步加速，流场通畅，降低了分离器进口烟道的阻力。

2、在结构上，本实用新型旋风分离器根据分离器内当量烟气流速来选择分离圆筒浇注直径，通过降低分离器内当量烟气流速，使分离器浇注直径加大，烟气停留分离时间延长，中心上升气流对物料的携带作用减弱，分离器内浓稀烟气的紊流作用减弱，延长了物料的横向运动轨迹，强化贴壁分离沉降趋势，分离下来的物料更易滑落，分离效率更高，同时对分离器的磨损也相应降低，提高了利用率和可靠性。

3、在功能上，本实用新型的物料运动轨迹：从进口加速段切向进入筒体，物料沿着筒壁呈螺旋线轨迹向下运动，物料在螺旋向下运动的过程中产生粗细分离，粗颗粒向下运动细颗粒向上运动，而细颗粒螺旋向上的运动轨迹由于进口长烟道的导流效应而偏离筒体中心一定距离，也即中心筒几何中心与分离器筒体几何中心不重叠，所以中心筒采取偏置方式，将中心筒布置在旋风分离器的上升气流中心，使中心筒正好与细物料螺旋轨迹相对应，优化了筒体内的空气动力场，克服了传统中心筒与筒体同心布置而引起气流转向扰动而造成分离效率降低的弊端，提高了分离效率。

4、在结构上，中心筒采取偏置布置，相应减轻了气流对中心筒的磨损，同时也在分离器筒体内形成蜗壳型环型导流通道，使含尘烟气在分离器内发生先减速后加速再减速运动，更有利于物料分离，分离效果更好。同时，采用比较短的中心筒插入深度（中心筒插入分离圆筒的深度He与进口烟道浇注高度h之比为0.35~0.45），一方面可有效防止部分含尘气流直接短路到中心筒中，另一方面也减少了分离器的阻力，更重要的是大大提高了分离器的分离效率，克服了中心筒插入深度过短造成气流断路和过长造成阻力增加及气流二次夹带而造成分离效率降低的弊端。中心筒采取合理的直径和流速，可确保分离器的分离效率，减少气流对粗颗粒的携带作用，也有效减低了分离器出口阻力。

5、在结构上，本实用新型旋风分离器的落料锥筒采用上大下小的连续性渐变倒圆锥体结构，采用该结构，增强了分离器内旋转气流的尾迹效应，可使主气流易于变成上升气流，更利于物料的分离，也使分离下来的物料更顺畅的流向返料立管，减少了分离器阻力。

6、在结构上，本实用新型分离器的返料立管根据循环物料量的流速来选择返料立管浇注直径，其循环物料流速为0.1～0.2m/s，以确保返料量与分离器的分离效率相适应，确保返料通畅。

7、在结构上，本实用新型的进口烟道上设有非金属膨胀节，填补因炉膛与分离器之间存在膨胀位移偏差，使其达到更好的膨胀密封效果，且非金属膨胀节刚度小易拉伸，多向膨胀效果好，满足水冷壁最大膨胀要求并留有余量，确保运行安全可靠，且非金属膨胀节内表面进行了浇注防护，提高工作可靠性，延长工作寿命。

8、在结构上，本实用新型的分离圆筒、落料锥筒、进口烟道和返料立管内衬均为高温耐磨内衬，热膨胀系数小，结构严格密封，提高利用率。

综上所述，本实用新型的中心筒偏置式高效旋风分离器，分离效率极高，分级切割粒径d50和d99较常规循环流化床锅炉大幅减小，分离效率达到99.6％以上，锅炉燃烧效率极大提高，分离器阻力降低，总阻力一般小于1000pa。由于分离效率提高，意味着炉内循环物料能够满足流态重构、低温低氮分级燃烧的需求，实现了薄料层、低床压运行，SOx的脱除效率高达90%以上，使NOx实现超低排放，也相应降低风机电耗。因此，采用该中心筒偏置式高效旋风分离器的循环流化床锅炉，既防止磨损，又节省能耗，保证了循环流化床锅炉超低排放、低能耗并长期安全稳定运行，实现了煤耗降低2％以上，节省电耗30％左右，年运行时间达到了 8000 小时以上。

附图说明

附图1为本实用新型中心筒偏置式高效旋风分离器的剖视结构示意图；

附图2为图1中K-K的端面结构示意图。

图中标号代表的意义为：1、进口烟道，2、非金属膨胀节，3、中心筒，4、顶端面，5、分离圆筒，6、高温耐磨内衬，7、落料锥筒，8、返料立管，9、物料运动轨迹，10、膜式水冷壁炉膛，11、炉膛侧膜式水冷壁；D为分离圆筒浇注直径，De为中心筒直径，He为中心筒3插入分离圆筒5的深度，h为进口烟道浇注高度，a为进口烟道入口端宽度，b为进口烟道出口端宽度，e为中心筒偏置距离。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例：参见图1、2，一种中心筒偏置式高效旋风分离器，包括分离圆筒5和落料锥筒7，所述分离圆筒5上端设有进口烟道1，其下端设有与其同心的落料锥筒7，该分离圆筒5顶端设有中心筒3，所述中心筒3的下端由所述分离圆筒5顶端面4外侧插入分离圆筒5内腔构成烟气出口，其轴线与所述分离圆筒5轴线相距一定距离，所述落料锥筒7的下端设有与其同心的返料立管8。所述返料立管为圆筒状，其下端与回料阀（图中未画出）连通，该返料立管悬吊在落料锥筒7上。

所述中心筒轴线与分离圆筒轴线之间的距离为中心筒偏置距离e＝0.044~0.05D，其中，D为分离圆筒浇注直径；该中心筒3插入分离圆筒5的深度He与进口烟道浇注高度h之比为0.35~0.45。

所述分离圆筒浇注高度H＝1.2~1.3D，其中，D为分离圆筒浇注直径。

所述的进口烟道1入口端设在膜式水冷壁炉膛10外侧并与其内腔连通，其出口端外侧面与分离圆筒5外侧面相切并与其内腔连通形成外延型长烟道，该进口烟道顶面与分离圆筒顶端面平齐，其入口端宽度大于出口端宽度，形成 “窄高”形长烟道。所述进口烟道浇注高度h与分离圆筒浇注高度H之比为0.64~0.66，该进口烟道浇注高度h与进口烟道出口端宽度b之比为3.0~4.0。

所述的进口烟道上设有非金属膨胀节，所述非金属膨胀节内表面进行浇注防护，且其内表面与进口烟道浇注内截面一致。

本实用新型的分离圆筒、落料锥筒、进口烟道和返料立管内衬均为高温耐磨内衬。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，比如将本实用新型中心筒偏置式高效旋风分离器用于采用水冷或汽冷还是绝热结构，中心筒材质如何变化，主要采用以上技术特征，均属于该专利保护范围。

Claims (7)

1.一种中心筒偏置式高效旋风分离器，包括分离圆筒和落料锥筒，所述分离圆筒上端设有进口烟道，其下端设有与其同心的落料锥筒，其特征在于：该分离圆筒顶端设有中心筒，所述中心筒的下端由所述分离圆筒顶端面外侧插入分离圆筒内腔构成烟气出口，其轴线与所述分离圆筒轴线相距一定距离，所述落料锥筒的下端设有与其同心的返料立管。

2.根据权利要求1所述的中心筒偏置式高效旋风分离器，其特征在于：所述的中心筒轴线与分离圆筒轴线之间的距离为中心筒偏置距离e＝0.044~0.05D，其中，D为分离圆筒浇注直径；该中心筒插入分离圆筒的深度He与进口烟道浇注高度h之比为0.35~0.45。

3.根据权利要求1所述的中心筒偏置式高效旋风分离器，其特征在于：所述的分离圆筒浇注高度H＝1.2~1.3D，其中，D为分离圆筒浇注直径。

4.根据权利要求1所述的中心筒偏置式高效旋风分离器，其特征在于：所述的返料立管为圆筒状，其下端与回料阀连通，该返料立管悬吊在落料锥筒上。

5.根据权利要求1所述的中心筒偏置式高效旋风分离器，其特征在于：所述的进口烟道入口端设在膜式水冷壁炉膛外侧并与其内腔连通，其出口端外侧面与分离圆筒外侧面相切并与其内腔连通形成外延型长烟道，该进口烟道顶面与分离圆筒顶端面平齐，其入口端宽度大于出口端宽度。

6.根据权利要求1或5所述的中心筒偏置式高效旋风分离器，其特征在于：所述的进口烟道浇注高度h与分离圆筒浇注高度H之比为0.64~0.66，该进口烟道浇注高度h与进口烟道出口端宽度b之比为3.0~4.0。

7.根据权利要求1或5所述的中心筒偏置式高效旋风分离器，其特征在于：所述的进口烟道上设有非金属膨胀节，所述非金属膨胀节内表面进行浇注防护，且其内表面与进口烟道浇注内截面一致。