本實(shí)用新型涉及一種旋風(fēng)分離器，尤其涉及一種中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器。

背景技術(shù)：

分離器是循環(huán)流化床鍋爐的核心部件之一，其作用是將從爐膛出來的高濃度煙氣中的物料分離下來，通過返料裝置重新送回爐膛，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃料循環(huán)及低溫燃燒的設(shè)備。因此，其分離效率的高低直接影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。而現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐的旋風(fēng)分離器普遍存在分離效率低而導(dǎo)致熱效率低，帶負(fù)荷困難，污染物排放不達(dá)標(biāo)，運(yùn)行阻力大而造成風(fēng)機(jī)能耗大等一系列問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種通過對分離器分離效率的提高和阻力的降低，解決了傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器因分離效率低、阻力大而引起一系列問題的一種中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器，包括分離圓筒和落料錐筒，所述分離圓筒上端設(shè)有進(jìn)口煙道，其下端設(shè)有與其同心的落料錐筒，該分離圓筒頂端設(shè)有中心筒，所述中心筒的下端由所述分離圓筒頂端面外側(cè)插入分離圓筒內(nèi)腔構(gòu)成煙氣出口，其軸線與所述分離圓筒軸線相距一定距離，所述落料錐筒的下端設(shè)有與其同心的返料立管。

在上述技術(shù)方案中，所述的中心筒軸線與分離圓筒軸線之間的距離為中心筒偏置距離e＝0.044~0.05D，其中，D為分離圓筒澆注直徑；該中心筒插入分離圓筒的深度He與進(jìn)口煙道澆注高度h之比為0.35~0.45。

在上述技術(shù)方案中，所述的分離圓筒澆注高度H＝1.2~1.3D，其中，D為分離圓筒澆注直徑。

在上述技術(shù)方案中，所述的返料立管為圓筒狀，其下端與回料閥連通，該返料立管懸吊在落料錐筒上。

在上述技術(shù)方案中，所述的進(jìn)口煙道入口端設(shè)在膜式水冷壁爐膛外側(cè)并與其內(nèi)腔連通，其出口端外側(cè)面與分離圓筒外側(cè)面相切并與其內(nèi)腔連通形成外延型長煙道，該進(jìn)口煙道頂面與分離圓筒頂端面平齊，其入口端寬度大于出口端寬度。

在上述技術(shù)方案中，所述的進(jìn)口煙道澆注高度h與分離圓筒澆注高度H之比為0.64~0.66，該進(jìn)口煙道澆注高度h與進(jìn)口煙道出口端寬度b之比為3.0~4.0。

在上述技術(shù)方案中，所述的進(jìn)口煙道上設(shè)有非金屬膨脹節(jié)，所述非金屬膨脹節(jié)內(nèi)表面進(jìn)行澆注防護(hù)，且其內(nèi)表面與進(jìn)口煙道澆注內(nèi)截面一致。

在上述技術(shù)方案中，所述的分離圓筒、落料錐筒、進(jìn)口煙道和返料立管內(nèi)襯均為高溫耐磨內(nèi)襯。

本實(shí)用新型的有益效果是：1、在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型的進(jìn)口煙道出口端外側(cè)面與分離圓筒外側(cè)面相切，以增加進(jìn)口煙道長度，上述進(jìn)口煙道為外延型進(jìn)口長煙道，使分離器進(jìn)口煙道加長，實(shí)現(xiàn)煙氣的漸進(jìn)性加速，使得煙氣流速更加均勻，有利于煙氣攜帶的物料實(shí)現(xiàn)逐步濃縮；另外該進(jìn)口煙道澆注高度h與進(jìn)口煙道出口端寬度b之比為3.0~4.0，形成窄高型的進(jìn)口煙道，采用窄高型形狀，使物料在高度方向上在加速的過程中根據(jù)顆粒度來進(jìn)行預(yù)分布，增強(qiáng)物料向外向下部濃縮分離趨勢，而采用切向?qū)Я鞑贾玫恼咝蜔煹栏谖锪腺N壁濃縮，使靠近外壁及下部的一側(cè)物料濃度相對較高，并通過窄高型縮口將分離器進(jìn)口流速提高到22～26m/s，提高分離器的分離效率。同時(shí)采用窄高型進(jìn)口長煙道，實(shí)現(xiàn)氣流的逐步加速，流場通暢，降低了分離器進(jìn)口煙道的阻力。

2、在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型旋風(fēng)分離器根據(jù)分離器內(nèi)當(dāng)量煙氣流速來選擇分離圓筒澆注直徑，通過降低分離器內(nèi)當(dāng)量煙氣流速，使分離器澆注直徑加大，煙氣停留分離時(shí)間延長，中心上升氣流對物料的攜帶作用減弱，分離器內(nèi)濃稀煙氣的紊流作用減弱，延長了物料的橫向運(yùn)動(dòng)軌跡，強(qiáng)化貼壁分離沉降趨勢，分離下來的物料更易滑落，分離效率更高，同時(shí)對分離器的磨損也相應(yīng)降低，提高了利用率和可靠性。

3、在功能上，本實(shí)用新型的物料運(yùn)動(dòng)軌跡：從進(jìn)口加速段切向進(jìn)入筒體，物料沿著筒壁呈螺旋線軌跡向下運(yùn)動(dòng)，物料在螺旋向下運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生粗細(xì)分離，粗顆粒向下運(yùn)動(dòng)細(xì)顆粒向上運(yùn)動(dòng)，而細(xì)顆粒螺旋向上的運(yùn)動(dòng)軌跡由于進(jìn)口長煙道的導(dǎo)流效應(yīng)而偏離筒體中心一定距離，也即中心筒幾何中心與分離器筒體幾何中心不重疊，所以中心筒采取偏置方式，將中心筒布置在旋風(fēng)分離器的上升氣流中心，使中心筒正好與細(xì)物料螺旋軌跡相對應(yīng)，優(yōu)化了筒體內(nèi)的空氣動(dòng)力場，克服了傳統(tǒng)中心筒與筒體同心布置而引起氣流轉(zhuǎn)向擾動(dòng)而造成分離效率降低的弊端，提高了分離效率。

4、在結(jié)構(gòu)上，中心筒采取偏置布置，相應(yīng)減輕了氣流對中心筒的磨損，同時(shí)也在分離器筒體內(nèi)形成蝸殼型環(huán)型導(dǎo)流通道，使含塵煙氣在分離器內(nèi)發(fā)生先減速后加速再減速運(yùn)動(dòng)，更有利于物料分離，分離效果更好。同時(shí)，采用比較短的中心筒插入深度（中心筒插入分離圓筒的深度He與進(jìn)口煙道澆注高度h之比為0.35~0.45），一方面可有效防止部分含塵氣流直接短路到中心筒中，另一方面也減少了分離器的阻力，更重要的是大大提高了分離器的分離效率，克服了中心筒插入深度過短造成氣流斷路和過長造成阻力增加及氣流二次夾帶而造成分離效率降低的弊端。中心筒采取合理的直徑和流速，可確保分離器的分離效率，減少氣流對粗顆粒的攜帶作用，也有效減低了分離器出口阻力。

5、在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型旋風(fēng)分離器的落料錐筒采用上大下小的連續(xù)性漸變倒圓錐體結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了分離器內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的尾跡效應(yīng)，可使主氣流易于變成上升氣流，更利于物料的分離，也使分離下來的物料更順暢的流向返料立管，減少了分離器阻力。

6、在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型分離器的返料立管根據(jù)循環(huán)物料量的流速來選擇返料立管澆注直徑，其循環(huán)物料流速為0.1～0.2m/s，以確保返料量與分離器的分離效率相適應(yīng)，確保返料通暢。

7、在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型的進(jìn)口煙道上設(shè)有非金屬膨脹節(jié)，填補(bǔ)因爐膛與分離器之間存在膨脹位移偏差，使其達(dá)到更好的膨脹密封效果，且非金屬膨脹節(jié)剛度小易拉伸，多向膨脹效果好，滿足水冷壁最大膨脹要求并留有余量，確保運(yùn)行安全可靠，且非金屬膨脹節(jié)內(nèi)表面進(jìn)行了澆注防護(hù)，提高工作可靠性，延長工作壽命。

8、在結(jié)構(gòu)上，本實(shí)用新型的分離圓筒、落料錐筒、進(jìn)口煙道和返料立管內(nèi)襯均為高溫耐磨內(nèi)襯，熱膨脹系數(shù)小，結(jié)構(gòu)嚴(yán)格密封，提高利用率。

綜上所述，本實(shí)用新型的中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器，分離效率極高，分級切割粒徑d50和d99較常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐大幅減小，分離效率達(dá)到99.6％以上，鍋爐燃燒效率極大提高，分離器阻力降低，總阻力一般小于1000pa。由于分離效率提高，意味著爐內(nèi)循環(huán)物料能夠滿足流態(tài)重構(gòu)、低溫低氮分級燃燒的需求，實(shí)現(xiàn)了薄料層、低床壓運(yùn)行，SOx的脫除效率高達(dá)90%以上，使NOx實(shí)現(xiàn)超低排放，也相應(yīng)降低風(fēng)機(jī)電耗。因此，采用該中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器的循環(huán)流化床鍋爐，既防止磨損，又節(jié)省能耗，保證了循環(huán)流化床鍋爐超低排放、低能耗并長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了煤耗降低2％以上，節(jié)省電耗30％左右，年運(yùn)行時(shí)間達(dá)到了 8000 小時(shí)以上。

附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為圖1中K-K的端面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號代表的意義為：1、進(jìn)口煙道，2、非金屬膨脹節(jié)，3、中心筒，4、頂端面，5、分離圓筒，6、高溫耐磨內(nèi)襯，7、落料錐筒，8、返料立管，9、物料運(yùn)動(dòng)軌跡，10、膜式水冷壁爐膛，11、爐膛側(cè)膜式水冷壁；D為分離圓筒澆注直徑，De為中心筒直徑，He為中心筒3插入分離圓筒5的深度，h為進(jìn)口煙道澆注高度，a為進(jìn)口煙道入口端寬度，b為進(jìn)口煙道出口端寬度，e為中心筒偏置距離。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實(shí)施例：參見圖1、2，一種中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器，包括分離圓筒5和落料錐筒7，所述分離圓筒5上端設(shè)有進(jìn)口煙道1，其下端設(shè)有與其同心的落料錐筒7，該分離圓筒5頂端設(shè)有中心筒3，所述中心筒3的下端由所述分離圓筒5頂端面4外側(cè)插入分離圓筒5內(nèi)腔構(gòu)成煙氣出口，其軸線與所述分離圓筒5軸線相距一定距離，所述落料錐筒7的下端設(shè)有與其同心的返料立管8。所述返料立管為圓筒狀，其下端與回料閥（圖中未畫出）連通，該返料立管懸吊在落料錐筒7上。

所述中心筒軸線與分離圓筒軸線之間的距離為中心筒偏置距離e＝0.044~0.05D，其中，D為分離圓筒澆注直徑；該中心筒3插入分離圓筒5的深度He與進(jìn)口煙道澆注高度h之比為0.35~0.45。

所述分離圓筒澆注高度H＝1.2~1.3D，其中，D為分離圓筒澆注直徑。

所述的進(jìn)口煙道1入口端設(shè)在膜式水冷壁爐膛10外側(cè)并與其內(nèi)腔連通，其出口端外側(cè)面與分離圓筒5外側(cè)面相切并與其內(nèi)腔連通形成外延型長煙道，該進(jìn)口煙道頂面與分離圓筒頂端面平齊，其入口端寬度大于出口端寬度，形成 “窄高”形長煙道。所述進(jìn)口煙道澆注高度h與分離圓筒澆注高度H之比為0.64~0.66，該進(jìn)口煙道澆注高度h與進(jìn)口煙道出口端寬度b之比為3.0~4.0。

所述的進(jìn)口煙道上設(shè)有非金屬膨脹節(jié)，所述非金屬膨脹節(jié)內(nèi)表面進(jìn)行澆注防護(hù)，且其內(nèi)表面與進(jìn)口煙道澆注內(nèi)截面一致。

本實(shí)用新型的分離圓筒、落料錐筒、進(jìn)口煙道和返料立管內(nèi)襯均為高溫耐磨內(nèi)襯。

上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，比如將本實(shí)用新型中心筒偏置式高效旋風(fēng)分離器用于采用水冷或汽冷還是絕熱結(jié)構(gòu)，中心筒材質(zhì)如何變化，主要采用以上技術(shù)特征，均屬于該專利保護(hù)范圍。