一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器的制造方法
【專利摘要】一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道，漸縮入口煙道出口和分離器筒體的側(cè)面入口連接，分離器筒體下端出口和分離器錐體的上端入口連接，分離器錐體的下端出口和分離器立管連接，整體傾斜中心筒從分離器筒體的上部插入分離器筒體內(nèi)，漸縮入口煙道出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)，整體傾斜中心筒頂部固定方式為自由吊掛式固定，整體傾斜中心筒和分離器筒體之間為自由配合，整體傾斜中心筒的設(shè)置方式可以優(yōu)化旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場，煙氣均流凸臺(tái)使流場趨于穩(wěn)定、煙氣所攜帶的顆粒濃度均一，本發(fā)明提高旋風(fēng)分離器的分離效率。
【專利說明】一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于循環(huán)流化床鍋爐【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán) 流化床鍋爐旋風(fēng)分離器。 技術(shù)背景
[0002] 循環(huán)流化床鍋爐必須通過氣固分離和返料裝置才能完成物料在主循環(huán)回路中的 循環(huán)，其在運(yùn)行中必須要保證一定的循環(huán)量，這就對(duì)氣固分離裝置的分離效率提出了要求。 旋風(fēng)分離器是目前在循環(huán)流化床鍋爐中普遍應(yīng)用的氣固分離裝置，總的說來，循環(huán)流化床 鍋爐旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：
[0003] ⑴旋風(fēng)分離器要能夠在高溫、高濃度、高流量的環(huán)境下長期正常工作；
[0004] ⑵旋風(fēng)分離器要滿足分離效率高、壓力損失小的性能指標(biāo)；
[0005] ⑶旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)要與鍋爐相適應(yīng)且制造維護(hù)成本低。
[0006] 目前已經(jīng)投運(yùn)的循環(huán)流化床鍋爐中，常常出現(xiàn)由于分離效率低造成的飛灰含碳量 大、循環(huán)灰量不足影響鍋爐運(yùn)行等問題；部分分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不足，中心筒變形脫落 時(shí)有發(fā)生，對(duì)電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成不利影響；此外個(gè)別分離器盡管分離效率能夠滿足要 求，但是本體阻力大，設(shè)備能耗高。
[0007] 上述些問題出現(xiàn)的原因在于設(shè)計(jì)人員對(duì)旋風(fēng)分離器的特性還未完全掌握、旋風(fēng)分 離器的制造安裝也存在一定缺陷，因此加強(qiáng)旋風(fēng)分離器的分離機(jī)理研究，提高設(shè)計(jì)水平積 累優(yōu)化改造經(jīng)驗(yàn)非常必要。
[0008] 隨著循環(huán)流化床鍋爐容量的增加，分離器結(jié)構(gòu)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(gè)分離器并聯(lián)布置，對(duì)單個(gè)分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面不同設(shè)計(jì)廠 家的處理方式略有不同，但總的出發(fā)點(diǎn)都是希望通過改善分離器內(nèi)的流場來減少顆粒的卷 吸和夾帶。但從實(shí)際應(yīng)用情況來看，普遍存在分離器分離效率低，飛灰中位徑高、石灰石消 耗量大的問題。部分鍋爐飛灰中位粒徑超過50μπι，石灰石鈣硫摩爾比高達(dá)4?8。顯然提 高分離器分離效率，加強(qiáng)對(duì)細(xì)微顆粒的捕捉能力，對(duì)于提高循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行水平意 義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種帶有整體傾斜中心筒的 循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，提高旋風(fēng)分離器的分離效率，改善循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的環(huán) 保性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0011] -種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道1，漸 縮入口煙道1出口和分離器筒體2的側(cè)面入口連接，分離器筒體2下端出口和分離器錐體 3的上端入口連接，分離器錐體3的下端出口和分離器立管4連接，整體傾斜中心筒5從分 離器筒體2的上部插入分離器筒體2內(nèi)；
[0012] 所述的漸縮入口煙道1出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)6，煙氣均流凸臺(tái)6由高強(qiáng)度耐 火耐磨材料整體成型；
[0013] 所述的整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中 心b之間存在距離差e ;
[0014] 所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c ;
[0015] 所述的整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定，整體傾斜中心筒5和 分離器筒體2之間為自由配合，能夠相對(duì)滑動(dòng)。
[0016] 所述的漸縮入口煙道1的出口面積為入口面積的40 %?75 %，加速后的煙氣流速 為 20 ?30m/s。
[0017] 所述的整體傾斜中心筒5插入分離器筒體2的深度h是分離器筒體2高度Η的 15 %?30 %，整體傾斜中心筒5的直徑d是分離器筒體2直徑D的30?60 %。
[0018] 整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之 間存在距離差e為50?300mm。
[0019] 所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為15°?75°。
[0020] 所述的煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度為200?1200mm。
[0021] 所述的整體傾斜中心筒5為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為 Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚 10 ?25mm。
[0022] 所述的整體傾斜中心筒5設(shè)置有中心筒加強(qiáng)筋7以加強(qiáng)筒體強(qiáng)度，各層中心筒加 強(qiáng)筋7的間距為500?1500謹(jǐn)。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0024] 1.整體傾斜中心筒5改善了旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場分布，顯著提高了分離效率，降 低了飛灰中位粒徑、提高過循環(huán)流化床鍋爐的物料循環(huán)量。
[0025] 2.分離器運(yùn)行阻力適中，分離效率高。
[0026] 3.新建機(jī)組和在役機(jī)組均易于實(shí)現(xiàn)中心筒整體傾斜布置，加工制造和現(xiàn)場安裝難 度低。
[0027] 4.整體傾斜中心筒不易變形，也不會(huì)產(chǎn)生煙氣短路，可以顯著改善鍋爐運(yùn)行狀況， 降低鍋爐煙氣中S0 2、N0X和粉塵的排放濃度。
[0028] 5.整體傾斜中心筒使用壽命長，免更換、免維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0029] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖2為圖1的俯視圖。
[0031] 圖3為本發(fā)明整體傾斜中心筒5筒體幾何中心和上表面垂直中心的距離差示意 圖。
[0032] 圖4為本發(fā)明的整體傾斜中心筒5自由吊掛式固定方式示意圖。
[0033] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2的兩分離器布置方式示意圖。
[0034] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例3的三分離器布置方式示意圖。
[0035] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例4的四分離器布置方式示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明；但本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，本發(fā)明并非只限 于這些，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上做出的改進(jìn)和變化，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0037] 參照?qǐng)D1和圖2,一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸 縮入口煙道1、分離器筒體2、分離器錐體3、分離器立管4和整體傾斜中心筒5,漸縮入口煙 道1出口和分離器筒體2的側(cè)面入口連接，分離器筒體2下端出口和分離器錐體3的上端 入口連接，分離器錐體3的下端出口和分離器立管4連接，整體傾斜中心筒5從分離器筒體 2的上部插入分離器筒體2內(nèi)。
[0038] 所述的漸縮入口煙道1出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)6,煙氣均流凸臺(tái)6由高強(qiáng)度耐 火耐磨材料整體成型。
[0039] 參照?qǐng)D3,所述的整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表 面垂直中心b之間存在距離差e。
[0040] 參照?qǐng)D2,所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c。
[0041] 參照?qǐng)D4,所述的整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛式固定，整體傾斜中 心筒5和分離器筒體2之間為自由配合，能夠相對(duì)滑動(dòng)。
[0042] 所述的漸縮入口煙道1的出口面積為入口面積的40%?75%，加速后的煙氣流速 為 20 ?30m/s。
[0043] 所述的整體傾斜中心筒5插入分離器筒體2的深度h是分離器筒體2高度Η的 15 %?30 %，整體傾斜中心筒5的直徑d是分離器筒體2直徑D的30?60 %。
[0044] 所述的整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中 心b之間存在距離差e為50?300mm。
[0045] 所述的整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為15°?75°。
[0046] 所述的煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度為200?1200mm。
[0047] 所述的整體傾斜中心筒5為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為 Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚 10 ?25mm。
[0048] 參照?qǐng)D3,所述的整體傾斜中心筒5設(shè)置有中心筒加強(qiáng)筋7以加強(qiáng)筒體強(qiáng)度，各層 中心筒加強(qiáng)筋7的間距為500?1500mm。
[0049] 本發(fā)明的工作原理：整體傾斜中心筒5的設(shè)置方式可以優(yōu)化旋風(fēng)分離器內(nèi)的流 場，提高分離效率，氣流在漸縮入口煙道1內(nèi)的流速是逐步增加的，煙氣均流凸臺(tái)6使流場 趨于穩(wěn)定、煙氣所攜帶的顆粒濃度均一，分離效率穩(wěn)定，帶有整體傾斜中心筒5的循環(huán)流化 床鍋爐旋風(fēng)分離器的整體阻力為1. 〇?2. OkPa，分離效率不小于99. 8%。
[0050] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0051] 實(shí)施例1
[0052] 某新建240t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5,該鍋爐2個(gè)旋 風(fēng)分離器中心筒采用整體傾斜方式，旋風(fēng)分離器漸縮入口煙道1的出口面積為入口面積 的60 %，爐膛排出的煙氣經(jīng)過加速后可以達(dá)到26m/s，漸縮入口煙道1安裝有煙氣均流凸 臺(tái)6,煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度為800_，為降低磨損煙氣均流凸臺(tái)6由高強(qiáng)度耐火 耐磨材料整體成型，整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂 直中心b之間的距離差e為150mm，整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c為60°，整 體傾斜中心筒5插入分離器的深度h是分離器筒體2高度Η的20 %，直徑d是分離器筒 體2直徑D的45%，整體傾斜中心筒5采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為 Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚20_。每隔800mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7,共計(jì)4道，上述旋 風(fēng)分離器整體阻力為L 6kPa，分離效率99. 85%。
[0053] 實(shí)施例2
[0054] 某在役480t/h循環(huán)流化床鍋爐，該鍋爐2個(gè)旋風(fēng)分離器中心筒采用常規(guī)設(shè)計(jì)。運(yùn) 行期間帶負(fù)荷能力不足，鍋爐出力一般僅為60%?75%，爐內(nèi)灰濃度偏低，懸浮段壓差僅 為500Pa，不能有效調(diào)節(jié)床溫，日常運(yùn)行床溫在1000°C左右，S0 2排放濃度600mg/m3、N0x排放 濃度400mg/m3,石灰石鈣硫摩爾比高達(dá)5?6,分離器效率偏低，無法實(shí)現(xiàn)物料的有效循環(huán)， 實(shí)測鍋爐飛灰中位粒徑為110 μ m，分離器阻力600Pa。
[0055] 參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5,采用旋風(fēng)分離器中心筒整體傾斜方式對(duì)鍋爐旋風(fēng)分 離器中心筒進(jìn)行了更換改造，整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的 上表面垂直中心b之間的距離差e為100mm，整體傾斜中心筒5頂部固定方式為自由吊掛 式固定，同時(shí)增加了 600_厚度的煙氣均流凸臺(tái)，整體傾斜中心筒5與氣流方向存在夾角c 為40°，整體傾斜中心筒5插入分離器的深度h是分離器筒體2高度Η的15 %，直徑d是 分離器筒體2直徑D的40%，整體傾斜中心筒5采用耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹 鋼材質(zhì)為Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚15mm。每隔1000mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7,共計(jì)4 道，通過上述改造，鍋爐可以實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，懸浮段壓差增加至1800Pa，日常運(yùn)行床溫降 低至920°C左右，S0 2排放濃度降低至120mg/m3、N〇5^_放濃度降低至160mg/m3,石灰石|丐硫 摩爾比降低至2. 5?3. 2,實(shí)測鍋爐飛灰中位粒徑為28 μ m，分離器阻力1. 2kPa，分離效率為 99. 8 %，運(yùn)行狀況和環(huán)保特性顯著改善。
[0056] 實(shí)施例3
[0057] 某新建720t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖6,該鍋爐3個(gè)旋風(fēng) 分離器中心筒采用整體傾斜方式，整體傾斜中心筒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(shí)能夠相對(duì)滑動(dòng)，無膨脹死點(diǎn)，;旋風(fēng)分離器漸縮入口煙 道1的出口面積為入口面積的55%，爐膛排出的煙氣經(jīng)過加速后可以達(dá)到24m/s，漸縮入口 煙道1安裝有煙氣均流凸臺(tái)6,從圖6上至下3個(gè)分離器煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度 分別為600mm、800mm和600_ ;為提高分離效率，3個(gè)分離器整體傾斜中心筒5的筒體幾何 中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間的距離差e均為80mm，但3個(gè)分離器 整體傾斜中心筒5與氣流方向夾角c分別為40°、60°和40° ;整體傾斜中心筒5插入分 離器的深度h是分離器筒體2高度Η的25 %，直徑d是分離器筒體2直徑D的40 % ;整體 傾斜中心筒5采用Cr25Ni20MoMnSiNRe整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為，壁厚16mm，每隔 800mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7。上述旋風(fēng)分離器整體阻力為1.8kPa，分離效率99. 8%。
[0058] 實(shí)施例4
[0059] 某新建1000t/h循環(huán)流化床鍋爐，參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖7,該鍋爐4個(gè)旋 風(fēng)分離器布置在爐膛兩側(cè)，旋風(fēng)分離器中心筒采用整體傾斜方式，旋風(fēng)分離器漸縮入口煙 道1的出口面積為入口面積的50%，爐膛排出的煙氣經(jīng)過加速后可以達(dá)到25m/s，漸縮入口 煙道1安裝有煙氣均流凸臺(tái)6,4個(gè)分離器煙氣均流凸臺(tái)6突出部位的厚度均為900_ ;4個(gè) 分離器整體傾斜中心筒5的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒5的上表面垂直中心b之間 的距離差e均為110mm，且4個(gè)分離器整體傾斜中心筒5與氣流方向夾角c同為45° ;整體 傾斜中心筒5采用Cr25Ni20MoMnSiNRe整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為，壁厚16mm，每隔 900mm設(shè)置有一道中心筒加強(qiáng)筋7。上述旋風(fēng)分離器整體阻力為1.4kPa，分離效率99. 9%。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，包括漸縮入口煙道（1)， 其特征在于：漸縮入口煙道（1)出口和分離器筒體（2)的側(cè)面入口連接，分離器筒體（2)下 端出口和分離器錐體（3)的上端入口連接，分離器錐體（3)的下端出口和分離器立管（4) 連接，整體傾斜中心筒（5)從分離器筒體（2)的上部插入分離器筒體（2)內(nèi)； 所述的漸縮入口煙道（1)出口內(nèi)安裝有煙氣均流凸臺(tái)￠)，煙氣均流凸臺(tái)（6)由高強(qiáng)度 耐火耐磨材料整體成型； 所述的整體傾斜中心筒（5)的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒（5)的上表面垂直中 心b之間存在距離差e ; 所述的整體傾斜中心筒（5)與氣流方向存在夾角c ; 所述的整體傾斜中心筒（5)頂部固定方式為自由吊掛式固定，整體傾斜中心筒（5)和 分離器筒體（2)之間為自由配合，能夠相對(duì)滑動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，其 特征在于：所述的漸縮入口煙道（1)的出口面積為入口面積的40%?75%，加速后的煙氣 流速為20?30m/s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，其 特征在于：所述的整體傾斜中心筒（5)插入分離器筒體（2)的深度h是分離器筒體（2)高 度Η的15 %?30 %，整體傾斜中心筒（5)的直徑d是分離器筒體（2)直徑D的30?60 %。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，其 特征在于：所述的整體傾斜中心筒（5)的筒體幾何中心a與整體傾斜中心筒（5)的上表面 垂直中心b之間存在距離差e為50?300mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，其 特征在于：所述的整體傾斜中心筒（5)與氣流方向存在夾角c為15°?75°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，其 特征在于：所述的煙氣均流凸臺(tái)（6)突出部位的厚度為200?1200mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器， 其特征在于：所述的整體傾斜中心筒（5)為耐熱不銹鋼整體鑄造而成，耐熱不銹鋼材質(zhì)為 Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚 10 ?25mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有整體傾斜中心筒的循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器，其 特征在于：所述的整體傾斜中心筒（5)設(shè)置有中心筒加強(qiáng)筋（7)以加強(qiáng)筒體強(qiáng)度，各層中心 筒加強(qiáng)筋（7)的間距為500?1500謹(jǐn)。
【文檔編號(hào)】F23C10/18GK104100968SQ201410361141
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】黃中, 徐正泉, 江建忠, 肖平, 孫獻(xiàn)斌 申請(qǐng)人:中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司