CN207086146U - 一种超细煤粉动态分离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超细煤粉动态分离器，包括分离器筒体以及旋转叶轮装置，分离器筒体包括本体、乏气入口、空气出口和煤粉出口，乏气入口进入的乏气切向进入本体内；旋转叶轮装置包括旋转叶轮和电机。应用本实用新型的技术方案，效果是：整体结构精简，不会占用大的空间以及无需铺设复杂管线，工业化应用方便；利用惯性分离和旋转叶轮分离的复合模式，大大提高煤粉分离效果，具体是：含有超细煤粉颗粒的乏气气流在分离器筒体内高速旋转，部分超细颗粒得到分离，并在离心力的作用下被甩至内壁面上，这部分颗粒沿筒体壁面下落进入煤粉出口；旋转叶轮使得气流再次获得旋转动量，继续在离心力的作用下被分离，大大提高分离效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及火力发电技术领域，具体涉及一种用于处理火力发电系统中乏气的超细煤粉动态分离器。
背景技术
基于钢球磨煤机的中间储仓式制粉系统是电站煤粉锅炉中应用最广泛的制粉系统，该系统中钢球磨煤机出口的煤粉气流经传统的细粉分离器分离之后的乏气中仍含有约法10-15％左右的超细煤粉颗粒，对这部分含有超细颗粒的乏气的处理一直困扰着火力发电行业与锅炉燃烧工程技术人员。
目前，通常将这股乏气送入锅炉燃烧器的三次风喷咀中进行燃烧。由于制粉乏气流量较大，煤粉浓度较低，再加之磨煤机的运行方式及数量变化较频繁，从而导致制粉乏气送入锅炉中时会对锅炉的运行造成不利影响，主要体现在：(1)乏气的送入会使锅炉的燃烧稳定性降低，从而影响锅炉运行的安全性；(2)制粉乏气的送入会使锅炉的飞灰含碳量增加，从而降低燃料的燃烧效率与锅炉机组的热效率；(3)传统的制粉乏气送入及燃烧方式，会使锅炉炉膛出口的NOx生成量显著增加，从而影响下游脱硝系统的运行及NOx的达标排放；(4)制粉乏气的送入还会对锅炉的过热汽与再热汽的温度特性造成不利影响，降低锅炉机组对煤质特性及负荷变化的适应性。
综上所述，急需一种结构精简、操作方便且能很好地对乏气中的煤粉进行分离的装置以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种结构精简、操作方便且能很好地对乏气中的煤粉进行分离的超细煤粉动态分离器，具体技术方案如下：
一种超细煤粉动态分离器，包括分离器筒体以及旋转叶轮装置；
所述分离器筒体包括具有空腔的本体以及均设置在所述本体上的乏气入口、空气出口和煤粉出口，所述乏气入口连通所述空腔和乏气输送管，所述空气出口连通所述空腔和空气输送管；所述乏气入口进入的乏气切向进入所述空腔内；
所述旋转叶轮装置包括旋转叶轮以及电机，所述旋转叶轮为所述空腔的气流提供旋转动量，所述旋转叶轮设置在所述空腔的内部；所述电机为所述旋转叶轮提供旋转动力，所述电机设置在所述本体的外壁上。
以上技术方案中优选的，所述煤粉出口为上宽下窄的锥形结构，其上端与所述本体的下端连接且与所述空腔连通，其下端设有锁气器。
以上技术方案中优选的，所述乏气入口设置在所述本体的上部，所述空气出口设置在所述本体的顶部中心位置，且所述本体的顶部还设有防爆阀。
以上技术方案中优选的，所述旋转叶轮通过支撑架设置在所述空腔的上部，且所述旋转叶轮位于所述乏气入口的下方；
所述电机为变频电机。
以上技术方案中优选的，所述本体的侧壁上还设有检修孔。
应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本实用新型的超细煤粉动态分离器包括分离器筒体以及旋转叶轮装置，分离器筒体包括本体、乏气入口、空气出口和煤粉出口，乏气入口进入的乏气切向进入本体内；旋转叶轮装置包括旋转叶轮和电机，整体结构精简，用于中间储仓式制粉系统不会占用大的空间以及无需铺设复杂管线，工业化应用方便；利用惯性分离和旋转叶轮分离的复合模式，大大提高煤粉分离效果，具体是：含有超细煤粉颗粒的乏气气流在分离器筒体内高速旋转，使气流中的一部分超细颗粒得到分离，并在离心力的作用下被甩至分离器筒体的内壁面上，这部分颗粒沿筒体壁面下落进入煤粉出口；随着气流的旋转下行，其动量(特别是旋转动量)衰减较快，此时，这股下行的气流因旋转叶轮的高速旋转再次获得旋转动量，因而继续在离心力的作用下被分离。
(2)本实用新型中煤粉出口为上宽下窄的锥形结构，其上端与所述本体的下端连接且与所述空腔连通，其下端设有锁气器。煤粉出口的形状设计，便于收集沿分离器筒体内壁下落的煤粉，锁气器的设计仅允许煤粉通过而不允许气体通过，防止气体被煤粉带出。
(3)本实用新型中所述乏气入口设置在所述本体的上部，所述空气出口设置在所述本体的顶部中心位置，且所述本体的顶部还设有防爆阀。乏气入口设置在本体的上部，乏气进入本体空腔内部后，煤粉在其重力作用下，向下运动，加快煤粉和气体的分离；空气出口设置在本体的顶部中心位置，便于引出分离后的空气；防爆阀的设计，防止分离器筒体内部的乏气在高速旋转下因产生热量而发生危险(如爆炸)。
(4)本实用新型中所述旋转叶轮通过支撑架设置在所述空腔的上部，且所述旋转叶轮位于所述乏气入口的下方；所述电机为变频电机。旋转叶轮通过支撑架固定，既便于安装，又能增强稳定性；旋转叶轮设置在空腔的上部，尽可能为空腔内的气流提供动能，加快煤粉的分离；电机采用变频电机，可以根据需求调整旋转叶轮的转速，从而改变为气流输出的动能，满足不同的需求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中超细煤粉动态分离器的结构示意图(局部剖视)；
其中，1、分离器筒体，1.1、本体，1.11、空腔，1.2、乏气入口，1.3、空气出口，1.4、煤粉出口，1.5、防爆阀，2、旋转叶轮装置，2.1、旋转叶轮，2.2、电机，2.3、支撑架，3、乏气输送管，4、空气输送管，5、防护罩。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1，一种超细煤粉动态分离器，包括分离器筒体1以及旋转叶轮装置2，详情如下：
所述分离器筒体1包括具有空腔1.11和检修孔的本体1.1以及均设置在所述本体1.1上的乏气入口1.2、空气出口1.3、煤粉出口1.4和开口1.5，所述乏气入口1.2设置在所述本体1.1的上部，所述空气出口1.3设置在所述本体1.1的顶部中心位置，所述防爆阀1.5也设置在所述本体1.1的顶部，所述煤粉出口1.4设置在所述本体1.1的下部，具体是：
所述乏气入口1.2连通所述空腔1.11和乏气输送管3，且所述乏气入口1.2进入的乏气切向进入所述空腔1.11内，切向进入的角度为0°-45°，具体根据实际情况选择。
所述空气出口1.3连通所述空腔1.11和空气输送管4，用于将煤粉分离所得空气输送出去。
所述煤粉出口1.4为上宽下窄的锥形结构，其上端与所述本体1.1的下端连接且与所述空腔1.11连通，其下端设有锁气器。
所述旋转叶轮装置2包括旋转叶轮2.1以及电机2.2，详情是：
所述旋转叶轮2.1为所述空腔1.11的气流提供旋转动量，所述旋转叶轮2.1设置在所述空腔1.11的内部，此处优选：通过支撑架2.3设置在空腔1.11的上部，且位于所述乏气入口1.2的下方。旋转叶轮可采用各结构型式的叶片型线、叶片数量和叶片安装角度，气还可以安装在空腔的下部。
所述电机2.2为所述旋转叶轮2.1提供旋转动力，所述电机2.2设置在所述本体1.1的外壁上；所述电机2.2为变频电机，可根据需求控制旋转叶轮的转速，此处电机和旋转叶轮的连接方式是：电机输出轴的末端安装一个主动锥形齿轮，旋转叶轮的旋转轴的端部安装一个与所述主动锥形齿轮相匹配的从动锥形齿轮，主动锥形齿轮和从动锥形齿轮均设置在防护罩5内。电机输出轴带动主动锥形齿轮转动，主动锥形齿轮通过与从动锥形齿轮的啮合带动从动锥形齿轮转动，继而带动旋转叶轮的旋转轴转动，最后带动旋转叶轮转动。还可以采用其他方式进行控制。
本实施例中的超细煤粉浓缩器的规格可以根据实际需求进行设计。
应用本实施例的超细煤粉动态分离器，具体是：
乏气输送管3输送过来的乏气经乏气入口1.2切向进入分离器筒体1中空腔1.11的内部；含有超细煤粉颗粒的乏气气流在空腔1.11内高速旋转，使气流中的一部分超细颗粒得到分离，并在离心力的作用下被甩至空腔的内壁面上，这部分颗粒沿内壁面下落至煤粉出口。
根据实际需求，通过电机控制旋转叶轮的转速，为气流继续提供旋转动量，在离心力的作用下被煤粉从气流中再度被分离出来甩至空腔的内壁面上，这部分颗粒沿内壁面下落至煤粉出口，即可在负荷变化时自动调整旋流的强度。传统的旋风式细粉分离器分离效率可高达90％左右，但对超细颗粒的分离效果不佳，其主要原因有：负荷的变化使得分离器偏离其设计的最佳工况；细粉离器中的煤粉颗粒组成特性及大小颗粒间的相互作用，特别是大颗粒对小颗粒的阻隔作用，使得超细颗粒难以在一级细旋风式分离器中分离。本实用新型采用旋转叶轮和可变频调整起转速的电机结合，可实时根据负荷及分离效率的情况，调整旋转速度使其处于最佳工作状态，实现超细颗粒的高效分离(达到99％)。
应用本实施例的技术方案，效果是：
本实施例所述超细煤粉动态分离器既可用于现役煤粉锅炉中间储仓式制粉系统及燃烧系统的改造、以提高锅炉、制粉与燃烧系统对煤种与负荷的适应性、运行可靠性、运行灵活性及经济性，也可用于新建燃煤电站锅炉制粉、燃烧系统的设计与优化。
与传统的气固分离器技术相比，本实施例所述的超细煤粉动态分离器除具现有各类旋风分离器的优点外，因加装了转速可调的旋转叶轮，因而具有以下技术优势：①可以获得较高的超细颗粒分离效率；②对锅炉负荷、煤质等工况的变化具有良好的适用性；③运行调整灵活；④特别适用于煤粉锅炉中间储仓式制粉系统乏气的高效低NOx燃烧技术改造与优化。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种超细煤粉动态分离器，其特征在于，包括分离器筒体(1)以及旋转叶轮装置(2)；
所述分离器筒体(1)包括具有空腔(1.11)的本体(1.1)以及均设置在所述本体(1.1)上的乏气入口(1.2)、空气出口(1.3)和煤粉出口(1.4)，所述乏气入口(1.2)连通所述空腔(1.11)和乏气输送管(3)，所述空气出口(1.3)连通所述空腔(1.11)和空气输送管(4)；所述乏气入口(1.2)进入的乏气切向进入所述空腔(1.11)内；
所述旋转叶轮装置(2)包括旋转叶轮(2.1)以及电机(2.2)，所述旋转叶轮(2.1)为所述空腔(1.11)的气流提供旋转动量，所述旋转叶轮(2.1)设置在所述空腔(1.11)的内部；所述电机(2.2)为所述旋转叶轮(2.1)提供旋转动力，所述电机(2.2)设置在所述本体(1.1)的外壁上。
2.根据权利要求1所述的超细煤粉动态分离器，其特征在于，所述煤粉出口(1.4)为上宽下窄的锥形结构，其上端与所述本体(1.1)的下端连接且与所述空腔(1.11)连通，其下端设有锁气器。
3.根据权利要求2所述的超细煤粉动态分离器，其特征在于，所述乏气入口(1.2)设置在所述本体(1.1)的上部，所述空气出口(1.3)设置在所述本体(1.1)的顶部中心位置，且所述本体(1.1)的顶部还设有防爆阀(1.5)。
4.根据权利要求3所述的超细煤粉动态分离器，其特征在于，所述旋转叶轮(2.1)通过支撑架(2.3)设置在所述空腔(1.11)的上部，且所述旋转叶轮(2.1)位于所述乏气入口(1.2)的下方；
所述电机(2.2)为变频电机。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的超细煤粉动态分离器，其特征在于，所述本体(1.1)的侧壁上还设有检修孔。
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