一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器的制造方法
【專利摘要】一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，包括從上至下依次連通的分離器筒體、分離器錐體和分離器立管，分離器筒體的側部和入口煙道連通，入口煙道底部和分離器筒體連通處內凹形成煙氣末端增速口；分離器筒體的頂部插入雙偏心中心筒；本發明了提高旋風分離器的分離效率、優化物料循環方式，增加爐膛物料濃度、降低鍋爐密相區床溫，提高脫硫效率；通過本發明的旋風分離器還可以降低飛灰底渣含碳量，減少石灰石消耗量，減少SO2和NOx排放濃度，提高循環流化床鍋爐運行的環保性和經濟性，適用于新建機組及在役機組一體化改造。
【專利說明】一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器

【技術領域】
[0001] 本發明屬于循環流化床鍋爐【技術領域】，具體涉及一種帶有雙偏心中心筒的循環流 化床鍋爐旋風分離器。

【背景技術】
[0002] 分離器是循環流化床鍋爐的關鍵部件之一，其主要作用是將大量高溫固體物料從 氣流中分離出來，送回爐膛，以維持爐膛的快速流態化運行。保證燃料和脫硫劑多次循環， 為焦炭顆粒和脫硫劑停留時間的延長提供了條件。
[0003] 循環流化床鍋爐分離器必須滿足幾個要求：⑴能夠在高溫下正常工作；⑵能夠將 高濃度的載粒氣流的分離，分離器入口的固體顆粒濃度達到〇. 5?5kg/m3 ;⑶具有較低的 阻力，以使得引風機壓頭適當降低；⑷具有較高的分離效率，實際上循環倍率在很大程度上 靠分離器的效率來保證的，這里的較高的分離效率不僅包括大顆粒，更重要是指小顆粒和 脫硫劑等；(5)分離器的結構形式能和鍋爐的形式相配，使得鍋爐整體結構緊湊。
[0004] 從國內循環流化床鍋爐的實際使用情況來看，常常出現由于分離效率低造成的飛 灰含碳量大、循環灰量不足影響鍋爐運行等問題，部分鍋爐飛灰含碳量高達5%?20 %，石 灰石鈣硫摩爾比高達4?8。顯然提高分離器分離效率，加強對細微顆粒的捕捉能力，對于 改善循環流化床鍋爐的運行水平意義重大。


【發明內容】

[0005] 為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種帶有雙偏心中心 筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，提高了旋風分離器的分離效率。
[0006] 為達到以上目的，本發明采用如下技術方案：
[0007] -種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，包括從上至下依次連通的 分離器筒體2、分離器錐體3和分離器立管4,所述分離器筒體2的側部和入口煙道1連通， 所述入口煙道1底部和分離器筒體2連通處內凹形成煙氣末端增速口 6 ;所述分離器筒體2 的頂部插入雙偏心中心筒5,所述雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與分離器筒體2的上表 面圓心oD之間存在距離差el,形成一次偏心；所述雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與下 表面圓 〇d2之間存在距離差e2,形成二次偏心；所述雙偏心中心筒5的上表面直徑dl大于 下表面直徑d2,且上表面圓與下表面圓內切于內切點f，內切點f與氣流方向存在夾角c。
[0008] 所述雙偏心中心筒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%，雙偏心中心筒5的偏心底部高度hd是雙偏心中心筒5插入分離器深度h的5%? 30%。
[0009] 所述雙偏心中心筒5的上表面直徑dl是分離器筒體2直徑D的30?60%，雙偏 心中心筒5的上表面直徑dl是下表面直徑d2的1. 05?1. 5倍。
[0010] 所述雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與分離器筒體2的上表面圓心oD之間存 在的距離差el為50?500_。
[0011] 所述雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與下表面圓od2之間存在的距離差e2為 50 ?300mm。
[0012] 所述雙偏心中心筒5上表面圓與下表面圓的內切點f與氣流方向存在的夾角c為 15。?75°。
[0013] 所述煙氣末端增速口 6的入口靠近分離器筒體2的距離X是入口煙道1長度y的 0· 1 ?0· 3 倍。
[0014] 所述煙氣在煙氣末端增速口 6的流速為20?35m/s。
[0015] 所述旋風分離器整體阻力為0· 6?1. 8kPa。
[0016] 本發明和現有技術相比，具有如下優點：
[0017] 1、通過設置雙偏心中心筒，設計雙偏心中心筒的形狀尺寸以及與分離器筒體的位 置關系和尺寸關系，改善了旋風分離器內的流場分布，顯著提高了分離效率，優化了鍋爐運 行工況。
[0018] 2、通過在入口煙道底部和分離器筒體連通處內凹形成煙氣末端增速口，使煙氣在 煙氣末端增速口的流速為20?35m/s，分離效率得到提升。
[0019] 3.較傳統旋風分離器運行阻力更低，分離效率更高，有效降低了鍋爐煙氣中S02、 N0X和粉塵的排放濃度，提高循環流化床鍋爐運行的環保性和經濟性，適用于新建機組及在 役機組一體化改造。
[0020] 4.雙偏心中心筒加工制造和現場安裝難度低，施工周期短。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明旋風分離器主視圖。
[0022] 圖2為本發明旋風分離器俯視圖。
[0023] 圖3為本發明一次偏心、二次偏心示意圖。
[0024] 圖4為本發明一次偏心、二次偏心距離差示意圖。
[0025] 圖5a為本發明的中心筒筒體主視圖。
[0026] 圖5b為本發明的中心筒筒體俯視圖。
[0027] 圖6為本發明的兩分離器布置方式示意圖。
[0028] 圖7為本發明的三分離器布置方式示意圖。
[0029] 圖中：
[0030] 1--入口煙道 2--分離器筒體 3--分離器椎體
[0031] 4--分離器立管 5--雙偏心中心筒6--煙氣末端增速口
[0032] Η--分離器筒體高度
[0033] h--雙偏心中心筒插入分離器筒體的深度
[0034] hd--雙偏心中心筒偏心底部高度
[0035] D--分離器筒體直徑
[0036] dl--雙偏心中心筒上表面直徑
[0037] d2-雙偏心中心筒下表面直徑
[0038] oD--分離器筒體上表面圓心
[0039] odl-雙偏心中心筒上表面圓心
[0040] od2-雙偏心中心筒下表面圓心
[0041] el--雙偏心中心筒上表面圓心odl與分離器筒體上表面圓心oD的距離差
[0042] e2--雙偏心中心筒上表面圓心odl與雙偏心中心筒下表面圓心od2的距離差
[0043] f--雙偏心中心筒上表面圓與下表面圓內切點
[0044] c--雙偏心中心筒內切點與氣流方向的夾角
[0045] X--煙氣末端增速口的入口靠近分離器筒體的距離
[0046] y--入口煙道長度

【具體實施方式】
[0047] 以下結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步的詳細描述。
[0048] 實施例一
[0049] 某新建130t/h循環流化床鍋爐，參見圖1?圖6,該鍋爐兩個旋風分離器均帶有雙 偏心中心筒。分離器筒體2分別與入口煙道1和分離器錐體3相連接，分離器立管4設置 在分離器錐體3下部，雙偏心中心筒5從上部插入分離器筒體2內。
[0050] 煙氣在入口煙道1的煙氣末端增速口 6速度可以達到25m/s，煙氣末端增速口 6的 入口靠近分離器筒體2的距離X是入口煙道1長度y的0. 1倍。
[0051] 為提高分離效率，雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與分離器筒體2的上表面圓 心〇D之間存在距離差el為200mm，雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與下表面圓od2之 間存在距離差e2為100mm，雙偏心中心筒5與氣流方向存在夾角c為30°。雙偏心中心筒 5插入分離器的深度h是分離器筒體2高度Η的20%，雙偏心中心筒5底部高度hd是雙偏 心中心筒5插入分離器的深度h的20%，直徑d是分離器筒體2直徑D的45%。雙偏心中 心筒5的上表面直徑dl是下表面直徑d2的1. 1倍。
[0052] 上述旋風分離器整體阻力為1. 25kPa，分離效率99. 9%。
[0053] 實施例二
[0054] 某在役240t/h循環流化床鍋爐，參見圖1?圖6,該鍋爐兩個旋風分離器中心筒采 用常規設計。運行期間帶負荷能力不足，鍋爐出力一般僅為75%，爐內灰濃度偏低，懸浮段 壓差僅為800Pa，不能有效調節床溫，日常運行床溫超過980°C，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5?6,分離器效率偏低，無法實現物料的有效 循環，實測鍋爐飛灰中位粒徑為90 μ m。
[0055] 將鍋爐原有中心筒更換為雙偏心中心筒，雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與分 離器筒體2的上表面圓心oD之間存在距離差el為100mm，雙偏心中心筒5的上表面圓心 odl與下表面圓od2之間存在距離差e2為50mm。
[0056] 雙偏心中心筒5與氣流方向存在夾角c為45°。雙偏心中心筒5插入分離器的深 度h是分離器筒體2高度Η的15%，雙偏心中心筒5底部高度hd是雙偏心中心筒5插入分 離器的深度h的10%，直徑d是分離器筒體2直徑D的40%。雙偏心中心筒5的上表面直 徑dl是下表面直徑d2的1. 3倍
[0057] 通過上述改造，鍋爐可以實現滿負荷運行，懸浮段壓差增加至2000Pa，日常運行床 溫降低至900°C左右，S0 2排放濃度降低至80mg/m3、N0x排放濃度降低至150mg/m3,石灰石隹丐 硫摩爾比降低至3,實測鍋爐飛灰中位粒徑為25 μ m，分離器阻力1. 2kPa，運行狀況和環保 特性顯著改善。
[0058] 實施例三
[0059] 某新建1000t/h循環流化床鍋爐，參見圖1?圖5和圖7,該鍋爐3個旋風分離器 布置在爐膛兩側，旋風分離器中心筒采用雙偏心中心筒5。
[0060] 入口煙道1安裝有煙氣末端增速口 6,煙氣在煙氣末端增速口 6速度可以達到 30m/s。
[0061] 3個分離器雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與分離器筒體2的上表面圓心oD之 間存在距離差el為100mm，雙偏心中心筒5的上表面圓心odl與下表面圓od2之間存在距 離差e2為100mm。
[0062] 上述旋風分離器整體阻力為1. 4kPa，分離效率99. 95%。
[0063] 以上是結合附圖對本發明作進一步說明。但本領域技術人員理解，本發明并非只 限于這些【具體實施方式】，任何在本發明基礎上做出的改進和變化，都在本發明的保護范圍 之內。
【權利要求】
1. 一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，包括從上至下依次連通的分 離器筒體（2)、分離器錐體（3)和分離器立管（4)，所述分離器筒體（2)的側部和入口煙道 (1)連通，其特征在于：所述入口煙道（1)底部和分離器筒體（2)連通處內凹形成煙氣末端 增速口（6);所述分離器筒體（2)的頂部插入雙偏心中心筒（5)，所述雙偏心中心筒（5)的 上表面圓心odl與分離器筒體（2)的上表面圓心 〇D之間存在距離差el，形成一次偏心；所 述雙偏心中心筒（5)的上表面圓心odl與下表面圓od2之間存在距離差e2,形成二次偏心； 所述雙偏心中心筒（5)的上表面直徑dl大于下表面直徑d2,且上表面圓與下表面圓內切于 內切點f，內切點f與氣流方向存在夾角c。
2. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述雙偏心中心筒（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%，雙偏心中心筒（5)的偏心底部高度hd是雙偏心中心筒（5)插入分離器深度h 的5%?30%。
3. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述雙偏心中心筒（5)的上表面直徑dl是分離器筒體（2)直徑D的30?60%， 雙偏心中心筒（5)的上表面直徑dl是下表面直徑d2的1. 05?1. 5倍。
4. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述雙偏心中心筒（5)的上表面圓心odl與分離器筒體（2)的上表面圓心oD之間 存在的距離差el為50?500mm。
5. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述雙偏心中心筒（5)的上表面圓心odl與下表面圓 〇d2之間存在的距離差e2為 50 ?300mm。
6. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述雙偏心中心筒（5)上表面圓與下表面圓的內切點f與氣流方向存在的夾角c 為 15° ?75°。
7. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述煙氣末端增速口（6)的入口靠近分離器筒體（2)的距離X是入口煙道（1)長 度y的0. 1?0. 3倍。
8. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述煙氣在煙氣末端增速口（6)的流速為20?35m/s。
9. 根據權利要求1所述的一種帶有雙偏心中心筒的循環流化床鍋爐旋風分離器，其特 征在于：所述旋風分離器整體阻力為0. 6?1. 8kPa。
【文檔編號】F23C10/18GK104089281SQ201410361345
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】黃中, 孫獻斌, 肖平, 徐正泉, 江建忠 申請人:中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司