一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器的制造方法
【专利摘要】一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，包括从上至下依次连通的分离器筒体、分离器锥体和分离器立管，分离器筒体的侧部和入口烟道连通，入口烟道底部和分离器筒体连通处内凹形成烟气末端增速口；分离器筒体的顶部插入双偏心中心筒；本发明了提高旋风分离器的分离效率、优化物料循环方式，增加炉膛物料浓度、降低锅炉密相区床温，提高脱硫效率；通过本发明的旋风分离器还可以降低飞灰底渣含碳量，减少石灰石消耗量，减少SO2和NOx排放浓度，提高循环流化床锅炉运行的环保性和经济性，适用于新建机组及在役机组一体化改造。
【专利说明】一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器
【技术领域】
[0001] 本发明属于循环流化床锅炉【技术领域】，具体涉及一种带有双偏心中心筒的循环流 化床锅炉旋风分离器。
【背景技术】
[0002] 分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体物料从 气流中分离出来，送回炉膛，以维持炉膛的快速流态化运行。保证燃料和脱硫剂多次循环， 为焦炭颗粒和脱硫剂停留时间的延长提供了条件。
[0003] 循环流化床锅炉分离器必须满足几个要求：⑴能够在高温下正常工作；⑵能够将 高浓度的载粒气流的分离，分离器入口的固体颗粒浓度达到〇. 5?5kg/m3 ;⑶具有较低的 阻力，以使得引风机压头适当降低；⑷具有较高的分离效率，实际上循环倍率在很大程度上 靠分离器的效率来保证的，这里的较高的分离效率不仅包括大颗粒，更重要是指小颗粒和 脱硫剂等；(5)分离器的结构形式能和锅炉的形式相配，使得锅炉整体结构紧凑。
[0004] 从国内循环流化床锅炉的实际使用情况来看，常常出现由于分离效率低造成的飞 灰含碳量大、循环灰量不足影响锅炉运行等问题，部分锅炉飞灰含碳量高达5%?20 %，石 灰石钙硫摩尔比高达4?8。显然提高分离器分离效率，加强对细微颗粒的捕捉能力，对于 改善循环流化床锅炉的运行水平意义重大。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有双偏心中心 筒的循环流化床锅炉旋风分离器，提高了旋风分离器的分离效率。
[0006] 为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，包括从上至下依次连通的 分离器筒体2、分离器锥体3和分离器立管4,所述分离器筒体2的侧部和入口烟道1连通， 所述入口烟道1底部和分离器筒体2连通处内凹形成烟气末端增速口 6 ;所述分离器筒体2 的顶部插入双偏心中心筒5,所述双偏心中心筒5的上表面圆心odl与分离器筒体2的上表 面圆心oD之间存在距离差el,形成一次偏心；所述双偏心中心筒5的上表面圆心odl与下 表面圆 〇d2之间存在距离差e2,形成二次偏心；所述双偏心中心筒5的上表面直径dl大于 下表面直径d2,且上表面圆与下表面圆内切于内切点f，内切点f与气流方向存在夹角c。
[0008] 所述双偏心中心筒5插入分离器筒体2的深度h是分离器筒体2高度Η的15 %? 30%，双偏心中心筒5的偏心底部高度hd是双偏心中心筒5插入分离器深度h的5%? 30%。
[0009] 所述双偏心中心筒5的上表面直径dl是分离器筒体2直径D的30?60%，双偏 心中心筒5的上表面直径dl是下表面直径d2的1. 05?1. 5倍。
[0010] 所述双偏心中心筒5的上表面圆心odl与分离器筒体2的上表面圆心oD之间存 在的距离差el为50?500_。
[0011] 所述双偏心中心筒5的上表面圆心odl与下表面圆od2之间存在的距离差e2为 50 ?300mm。
[0012] 所述双偏心中心筒5上表面圆与下表面圆的内切点f与气流方向存在的夹角c为 15。?75°。
[0013] 所述烟气末端增速口 6的入口靠近分离器筒体2的距离X是入口烟道1长度y的 0· 1 ?0· 3 倍。
[0014] 所述烟气在烟气末端增速口 6的流速为20?35m/s。
[0015] 所述旋风分离器整体阻力为0· 6?1. 8kPa。
[0016] 本发明和现有技术相比，具有如下优点：
[0017] 1、通过设置双偏心中心筒，设计双偏心中心筒的形状尺寸以及与分离器筒体的位 置关系和尺寸关系，改善了旋风分离器内的流场分布，显著提高了分离效率，优化了锅炉运 行工况。
[0018] 2、通过在入口烟道底部和分离器筒体连通处内凹形成烟气末端增速口，使烟气在 烟气末端增速口的流速为20?35m/s，分离效率得到提升。
[0019] 3.较传统旋风分离器运行阻力更低，分离效率更高，有效降低了锅炉烟气中S02、 N0X和粉尘的排放浓度，提高循环流化床锅炉运行的环保性和经济性，适用于新建机组及在 役机组一体化改造。
[0020] 4.双偏心中心筒加工制造和现场安装难度低，施工周期短。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为本发明旋风分离器主视图。
[0022] 图2为本发明旋风分离器俯视图。
[0023] 图3为本发明一次偏心、二次偏心示意图。
[0024] 图4为本发明一次偏心、二次偏心距离差示意图。
[0025] 图5a为本发明的中心筒筒体主视图。
[0026] 图5b为本发明的中心筒筒体俯视图。
[0027] 图6为本发明的两分离器布置方式示意图。
[0028] 图7为本发明的三分离器布置方式示意图。
[0029] 图中：
[0030] 1--入口烟道 2--分离器筒体 3--分离器椎体
[0031] 4--分离器立管 5--双偏心中心筒6--烟气末端增速口
[0032] Η--分离器筒体高度
[0033] h--双偏心中心筒插入分离器筒体的深度
[0034] hd--双偏心中心筒偏心底部高度
[0035] D--分离器筒体直径
[0036] dl--双偏心中心筒上表面直径
[0037] d2-双偏心中心筒下表面直径
[0038] oD--分离器筒体上表面圆心
[0039] odl-双偏心中心筒上表面圆心
[0040] od2-双偏心中心筒下表面圆心
[0041] el--双偏心中心筒上表面圆心odl与分离器筒体上表面圆心oD的距离差
[0042] e2--双偏心中心筒上表面圆心odl与双偏心中心筒下表面圆心od2的距离差
[0043] f--双偏心中心筒上表面圆与下表面圆内切点
[0044] c--双偏心中心筒内切点与气流方向的夹角
[0045] X--烟气末端增速口的入口靠近分离器筒体的距离
[0046] y--入口烟道长度
【具体实施方式】
[0047] 以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
[0048] 实施例一
[0049] 某新建130t/h循环流化床锅炉，参见图1?图6,该锅炉两个旋风分离器均带有双 偏心中心筒。分离器筒体2分别与入口烟道1和分离器锥体3相连接，分离器立管4设置 在分离器锥体3下部，双偏心中心筒5从上部插入分离器筒体2内。
[0050] 烟气在入口烟道1的烟气末端增速口 6速度可以达到25m/s，烟气末端增速口 6的 入口靠近分离器筒体2的距离X是入口烟道1长度y的0. 1倍。
[0051] 为提高分离效率，双偏心中心筒5的上表面圆心odl与分离器筒体2的上表面圆 心〇D之间存在距离差el为200mm，双偏心中心筒5的上表面圆心odl与下表面圆od2之 间存在距离差e2为100mm，双偏心中心筒5与气流方向存在夹角c为30°。双偏心中心筒 5插入分离器的深度h是分离器筒体2高度Η的20%，双偏心中心筒5底部高度hd是双偏 心中心筒5插入分离器的深度h的20%，直径d是分离器筒体2直径D的45%。双偏心中 心筒5的上表面直径dl是下表面直径d2的1. 1倍。
[0052] 上述旋风分离器整体阻力为1. 25kPa，分离效率99. 9%。
[0053] 实施例二
[0054] 某在役240t/h循环流化床锅炉，参见图1?图6,该锅炉两个旋风分离器中心筒采 用常规设计。运行期间带负荷能力不足，锅炉出力一般仅为75%，炉内灰浓度偏低，悬浮段 压差仅为800Pa，不能有效调节床温，日常运行床温超过980°C，S0 2排放浓度600mg/m3、N0X 排放浓度400mg/m3,石灰石钙硫摩尔比高达5?6,分离器效率偏低，无法实现物料的有效 循环，实测锅炉飞灰中位粒径为90 μ m。
[0055] 将锅炉原有中心筒更换为双偏心中心筒，双偏心中心筒5的上表面圆心odl与分 离器筒体2的上表面圆心oD之间存在距离差el为100mm，双偏心中心筒5的上表面圆心 odl与下表面圆od2之间存在距离差e2为50mm。
[0056] 双偏心中心筒5与气流方向存在夹角c为45°。双偏心中心筒5插入分离器的深 度h是分离器筒体2高度Η的15%，双偏心中心筒5底部高度hd是双偏心中心筒5插入分 离器的深度h的10%，直径d是分离器筒体2直径D的40%。双偏心中心筒5的上表面直 径dl是下表面直径d2的1. 3倍
[0057] 通过上述改造，锅炉可以实现满负荷运行，悬浮段压差增加至2000Pa，日常运行床 温降低至900°C左右，S0 2排放浓度降低至80mg/m3、N0x排放浓度降低至150mg/m3,石灰石隹丐 硫摩尔比降低至3,实测锅炉飞灰中位粒径为25 μ m，分离器阻力1. 2kPa，运行状况和环保 特性显著改善。
[0058] 实施例三
[0059] 某新建1000t/h循环流化床锅炉，参见图1?图5和图7,该锅炉3个旋风分离器 布置在炉膛两侧，旋风分离器中心筒采用双偏心中心筒5。
[0060] 入口烟道1安装有烟气末端增速口 6,烟气在烟气末端增速口 6速度可以达到 30m/s。
[0061] 3个分离器双偏心中心筒5的上表面圆心odl与分离器筒体2的上表面圆心oD之 间存在距离差el为100mm，双偏心中心筒5的上表面圆心odl与下表面圆od2之间存在距 离差e2为100mm。
[0062] 上述旋风分离器整体阻力为1. 4kPa，分离效率99. 95%。
[0063] 以上是结合附图对本发明作进一步说明。但本领域技术人员理解，本发明并非只 限于这些【具体实施方式】，任何在本发明基础上做出的改进和变化，都在本发明的保护范围 之内。
【权利要求】
1. 一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，包括从上至下依次连通的分 离器筒体（2)、分离器锥体（3)和分离器立管（4)，所述分离器筒体（2)的侧部和入口烟道 (1)连通，其特征在于：所述入口烟道（1)底部和分离器筒体（2)连通处内凹形成烟气末端 增速口（6);所述分离器筒体（2)的顶部插入双偏心中心筒（5)，所述双偏心中心筒（5)的 上表面圆心odl与分离器筒体（2)的上表面圆心 〇D之间存在距离差el，形成一次偏心；所 述双偏心中心筒（5)的上表面圆心odl与下表面圆od2之间存在距离差e2,形成二次偏心； 所述双偏心中心筒（5)的上表面直径dl大于下表面直径d2,且上表面圆与下表面圆内切于 内切点f，内切点f与气流方向存在夹角c。
2. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述双偏心中心筒（5)插入分离器筒体（2)的深度h是分离器筒体（2)高度Η的 15%?30%，双偏心中心筒（5)的偏心底部高度hd是双偏心中心筒（5)插入分离器深度h 的5%?30%。
3. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述双偏心中心筒（5)的上表面直径dl是分离器筒体（2)直径D的30?60%， 双偏心中心筒（5)的上表面直径dl是下表面直径d2的1. 05?1. 5倍。
4. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述双偏心中心筒（5)的上表面圆心odl与分离器筒体（2)的上表面圆心oD之间 存在的距离差el为50?500mm。
5. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述双偏心中心筒（5)的上表面圆心odl与下表面圆 〇d2之间存在的距离差e2为 50 ?300mm。
6. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述双偏心中心筒（5)上表面圆与下表面圆的内切点f与气流方向存在的夹角c 为 15° ?75°。
7. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述烟气末端增速口（6)的入口靠近分离器筒体（2)的距离X是入口烟道（1)长 度y的0. 1?0. 3倍。
8. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述烟气在烟气末端增速口（6)的流速为20?35m/s。
9. 根据权利要求1所述的一种带有双偏心中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，其特 征在于：所述旋风分离器整体阻力为0. 6?1. 8kPa。
【文档编号】F23C10/18GK104089281SQ201410361345
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】黄中, 孙献斌, 肖平, 徐正泉, 江建忠 申请人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司