專利名稱：一種下排氣式旋風(fēng)氣固分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬氣體中夾帶飛灰的氣固分離裝置，特別涉及用于煤粉鍋爐改循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道中的煙氣夾帶飛灰的分離、新建的循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道中的煙氣夾帶飛灰的分離，以及煤和生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化后產(chǎn)生的燃氣中夾帶飛灰的分離。
背景技術(shù)：
在鍋爐以及循環(huán)流化床氣化爐的結(jié)構(gòu)布置中，傳統(tǒng)的旋風(fēng)分離裝置由于煙氣的走向及支承的緣故，使整臺鍋爐及氣化爐外型尺寸龐大。而下排氣分離器本身相當(dāng)于一個轉(zhuǎn)彎煙道，這樣的布置不僅與煙氣或煤氣的流程完全吻合，而且又能使未完全反應(yīng)的飛灰分離后方便地進入鍋爐燃燒室或氣化爐內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，加之上述設(shè)備尾部一般尚有足夠的高度布置受熱面及其它設(shè)備，所以采用這種分離器可以縮小鍋爐或氣化系統(tǒng)的外部尺寸，從而降低造價。
下排氣分離器是利用離心沉降原理從氣流中分離顆粒的設(shè)備，氣流中所夾帶的飛灰在隨氣流旋轉(zhuǎn)的過程中，在離心力的作用下逐漸趨向器壁，碰到器壁后形成灰環(huán)沿器壁旋轉(zhuǎn)地滑向出灰口。本申請的發(fā)明者在中國專利CN1063241A和CN2092025U中提供了一種下排氣式循環(huán)流化床鍋爐飛灰分離器，這種下排氣式循環(huán)流化床鍋爐飛灰分離器保持整臺鍋爐П型的結(jié)構(gòu)特點，提高了飛灰分離效果，分離器直徑減小，結(jié)構(gòu)緊湊。但在分析這種下排氣分離器的模型以及冷模試驗后，發(fā)現(xiàn)底部斜錐部分以上的排氣管設(shè)計不甚合理，分離器圓筒內(nèi)壁形成的灰環(huán)在滑入傾斜落灰斗的過程中，由于氣流的突然轉(zhuǎn)向，灰環(huán)及氣流的切向速度衰減較大，導(dǎo)致氣流紊亂，影響了灰環(huán)進入傾斜落灰斗而被氣流重新卷走產(chǎn)生底部的二次夾帶，使飛灰的分離效率受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明在CN1063241A和CN2092025U的基礎(chǔ)上進行改進，對分離器進行重新設(shè)計，優(yōu)化分離器整體結(jié)構(gòu)尺寸，提供一種新型的用于夾帶飛灰分離的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種下排氣式旋風(fēng)氣固分離器(參見附圖1)，它包括進口管1、導(dǎo)流棒2、筒體3、排氣管4以及傾斜落灰斗5，排氣管4伸入到筒體3中，且伸入到筒體中的排氣管段上開有小孔6，筒體內(nèi)徑為D0，進口管的寬度為0.22D0～0.35D0，高度為0.44D0～0.75D0，導(dǎo)流棒與排氣管的直徑均為0.5D0。
本下排氣式旋風(fēng)氣固分離器中伸入到筒體3中的排氣管段上開的小孔為正三角形均勻布置，小孔的直徑為5～10毫米，所有小孔的面積之和與排氣管入口面積相等。
本下排氣式旋風(fēng)氣固分離器的排氣管伸入筒體中的高度為h2＝D0。
本下排氣式旋風(fēng)氣固分離器的導(dǎo)流棒與排氣管頂端的距離為h1＝(0.5～1)D0。
傾斜落灰斗的傾斜角度α為50～75°。
夾帶飛灰的氣流以15-25m/s的速度從下排氣式旋風(fēng)氣固分離器的入口切向進入，進入分離器中的氣流在導(dǎo)流棒的作用下旋轉(zhuǎn)向下，由于飛灰的密度比氣體大，在離心力的作用下，飛灰在分離器筒體內(nèi)壁形成灰環(huán)，氣流與灰環(huán)沿分離器筒體內(nèi)壁一同旋轉(zhuǎn)向下直至進入到排氣管與筒體內(nèi)壁的間隙中。氣流與灰環(huán)在向下旋轉(zhuǎn)運動過程中，由于導(dǎo)流棒與排氣管之間的間距以及排氣管上的小孔的作用，旋轉(zhuǎn)向下的氣流是逐步減少的，直至底部全部氣流全部進入排氣管中，而灰環(huán)在逐步減少的旋轉(zhuǎn)氣流作用下以及自身的慣性進入傾斜落灰斗。旋轉(zhuǎn)的氣流通過排氣管上的小孔進入到排氣管中，這樣克服了原有的下排氣分離器(CN1063241A)需要氣流旋轉(zhuǎn)到底部后再折向上轉(zhuǎn)到排氣管上端面進入排氣管中的現(xiàn)象，從而不會產(chǎn)生氣流切向速度底部衰減很大，引起氣流紊亂，導(dǎo)致灰環(huán)進入傾斜落灰斗而被氣流重新卷走產(chǎn)生底部的二次夾帶的問題。采用這種開有小孔排氣管的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器產(chǎn)生的灰環(huán)，在滑入傾斜落灰斗的過程中不會產(chǎn)生二次夾帶，從而分離器的效率得到進一步提高，阻力壓降比CN1063241A的下排氣分離器也有所減少。
本發(fā)明有以下突出的特點1、本發(fā)明的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器運用在循環(huán)流化床鍋爐、循環(huán)流化床氣化爐以及煤粉鍋爐改循環(huán)流鍋爐中，可以縮小鍋爐或氣化系統(tǒng)的外部尺寸，結(jié)構(gòu)更為合理，從而降低造價。
2、由于采用了自帶小孔的排氣管，減少了飛灰的二次夾帶，使氣流中飛灰的分離效率進一步提高。
3、由于氣流向下旋轉(zhuǎn)過程中，通過自帶小孔的排氣管的作用使氣流是逐步減小的，克服了CN1063241A下排氣分離器因氣流到底部后的突然轉(zhuǎn)向，灰環(huán)及氣流的切向速度衰減較大，導(dǎo)致氣流紊亂，從而使氣流在分離器中的流場更為合理，流動力阻力較先前有所下降。


圖1是本發(fā)明的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器應(yīng)用于75噸/時循環(huán)流化床鍋爐總體布置3為應(yīng)用本下排氣式旋風(fēng)氣固分離器的75噸/時循環(huán)流化床鍋爐壓降與鍋爐負荷的關(guān)系曲線圖4為75噸/時循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用本下排氣式旋風(fēng)氣固分離器分離出的飛灰粒徑分布曲線圖中標(biāo)號含義1.進氣口 2.導(dǎo)流棒 3.分離器外筒 4.排氣管 5.傾斜落灰斗，6.小孔，7排氣管展開示意圖樣，8爐膛，9高溫過熱器，10低溫過熱器，11循環(huán)流化床的返料裝置，12省煤器、13空氣預(yù)熱器，D0筒體內(nèi)徑，h2排氣管伸入筒體中的高度，h1導(dǎo)流棒與排氣管頂端的距離，α傾斜落灰斗的傾斜角度。
具體實施例方式
本發(fā)明的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括進口管1、導(dǎo)流棒2、筒體3、排氣管4以及傾斜落灰斗5，排氣管4伸入到筒體3中，伸入筒體中的高度為h2，且伸入到筒體中的排氣管段上開有小孔6，小孔為正三角形均勻布置，小孔的直徑為7毫米，所有小孔的面積之和與排氣管入口面積相等。筒體內(nèi)徑為D0，進口管的寬度為0.30D0，高度為0.6D0，導(dǎo)流棒與排氣管的直徑均為0.5D0，導(dǎo)流棒與排氣管頂端的距離為h2，傾斜落灰斗的傾斜角度α為50度。
本下排氣式旋風(fēng)氣固分離器安裝在75噸/時循環(huán)流化床鍋爐上的總體布置如圖2所示，圖中從爐膛8出來的高溫?zé)煔馀c高溫過熱器9和低溫過熱器10中的水蒸汽換熱后，以15-25米/秒的速度從本分離器的入口1切向進入分離器中，煙氣中夾帶的飛灰通過分離器的作用分離下來，再進入循環(huán)流化床的返料裝置11中，重新返回爐膛循環(huán)燃燒，煙氣則通過周圍開有小孔的排氣管進入下面的省煤器12、空氣預(yù)熱器13后，經(jīng)煙道排出。由于煙氣中二次夾帶的飛灰少，減少了夾帶飛灰對后部省煤器及空氣預(yù)熱器換熱面的摩損，一方面進一步提高鍋爐的燃燒效率，另一方面提高鍋爐的運行時間與使用壽命。其中壓降與鍋爐負荷的關(guān)系見圖3所示，壓力降隨鍋爐的負荷的增加而增加，這主要是因為負荷增加，給煤量加大，配風(fēng)量加大，進入分離器的氣速加大，導(dǎo)致分離器的壓降增大。而后趨于一定值。下排氣式旋風(fēng)氣固分離器分離的飛灰粒徑分布見圖4，從圖4中可以看出本發(fā)明提供的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器對1.2毫米以上的顆粒有100％的分離效率，且分離的飛灰粒徑主要集中在0.195～0.5毫米附近。
權(quán)利要求
1.一種下排氣式旋風(fēng)氣固分離器，它包括進口管(1)、導(dǎo)流棒(2)、筒體(3)、排氣管(4)以及傾斜落灰斗(5)，其特征是排氣管(4)伸入到筒體(3)中，且伸入到筒體中的排氣管段上開有小孔(6)，筒體內(nèi)徑為D0，進口管寬度為0.22D0～0.35D0，高度為0.44D0～0.75D0，導(dǎo)流棒與排氣管的直徑均為0.5D0。
2.如權(quán)利要求1所述的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器，其特征是所述的伸入到筒體(3)中的排氣管段上開的小孔為正三角形均勻布置，小孔直徑為5～10毫米，所有小孔的面積之和與排氣管入口面積相等。
3.如權(quán)利要求1所述的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器，其特征是所述的排氣管(4)伸入筒體(3)中的高度為h2＝D0。
4.如權(quán)利要求1所述的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器，其特征是所述的導(dǎo)流棒(2)與排氣管(4)頂端的距離為h1＝(0.5～1)D0。
5.如權(quán)利要求1所述的下排氣式旋風(fēng)氣固分離器，其特征是所述的傾斜落灰斗(5)的傾斜角度α為50～75°。
全文摘要
一種下排氣式旋風(fēng)氣固分離器。它包括進口管(1)、導(dǎo)流棒(2)、簡體(3)、排氣管(4)和傾斜落灰斗(5)，排氣管伸入到筒體中，伸入高度為D
文檔編號B04C5/103GK1927469SQ200610124750
公開日2007年3月14日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者吳正舜, 陳漢平, 李學(xué)慧, 栗薇, 王儲備, 劉雪蓮, 陳義峰 申請人:華中師范大學(xué)