一种超细煤粉浓缩器的制作方法

本实用新型涉及火力发电技术领域，具体涉及一种用于处理火力发电系统中乏气的超细煤粉浓缩器。

背景技术：

基于钢球磨煤机的中间储仓式制粉系统是电站煤粉锅炉中应用最广泛的制粉系统，该系统中钢球磨煤机出口的煤粉气流经传统的细粉分离器分离之后的乏气中仍含有约法10-15％左右的超细煤粉颗粒，对这部分含有超细颗粒的乏气的处理一直困扰着火力发电行业与锅炉燃烧工程技术人员。

目前，通常将这股乏气送入锅炉燃烧器的三次风喷咀中进行燃烧。由于制粉乏气流量较大，煤粉浓度较低，再加之磨煤机的运行方式及数量变化较频繁，从而导致制粉乏气送入锅炉中时会对锅炉的运行造成不利影响，主要体现在：(1)乏气的送入会使锅炉的燃烧稳定性降低，从而影响锅炉运行的安全性；(2)制粉乏气的送入会使锅炉的飞灰含碳量增加，从而降低燃料的燃烧效率与锅炉机组的热效率；(3)传统的制粉乏气送入及燃烧方式，会使锅炉炉膛出口的NO_x生成量显著增加，从而影响下游脱硝系统的运行及NO_x的达标排放；(4)制粉乏气的送入还会对锅炉的过热汽与再热汽的温度特性造成不利影响，降低锅炉机组对煤质特性及负荷变化的适应性。

综上所述，急需一种结构精简、操作方便且能很好地对乏气中的煤粉进行分离的装置以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种结构精简、操作方便且能很好地对乏气中的煤粉进行分离的超细煤粉浓缩器，具体技术方案如下：

一种超细煤粉浓缩器，包括浓缩器本体以及叶轮旋转装置；

所述浓缩器本体包括具有空腔的筒体以及同时设置在所述筒体上的乏气进入管、稀相气流引出管和浓相气流引出管，所述乏气进入管与所述空腔的一端连通，所述稀相气流引出管和所述浓相气流引出管均与所述空腔的另一端连通；所述乏气进入管进入的乏气切向进入所述空腔内；

所述叶轮旋转装置包括旋转叶轮以及电机，所述旋转叶轮为所述空腔内的气流提供旋转动量，所述旋转叶轮设置在所述空腔的内部；所述电机为所述旋转叶轮提供旋转动力，所述电机设置在所述筒体的外壁上。

以上技术方案中优选的，所述乏气进入管与所述空腔的上端连通，所述稀相气流引出管和所述浓相气流引出管均与所述空腔的下端连通；所述旋转叶轮位于所述空腔的上部。

以上技术方案中优选的，所述旋转叶轮位于所述乏气进入管的下方，且所述旋转叶轮到所述乏气进入管的垂直距离为所述空腔的竖直高度的八分之一至四分之一。

以上技术方案中优选的，所述乏气进入管与所述空腔的下端连通，所述稀相气流引出管和所述浓相气流引出管均与所述空腔的上端连通；所述旋转叶轮位于所述空腔的下部。

以上技术方案中优选的，所述旋转叶轮位于所述乏气进入管的上方，且所述旋转叶轮到所述乏气进入管的垂直距离为所述空腔的竖直高度的八分之一至四分之一。

以上技术方案中优选的，所述电机为变频电机。

以上技术方案中优选的，所述电机的输出轴的末端设有第一锥形齿轮，所述旋转叶轮的转动轴的端部设有与所述第一锥形齿轮相匹配的第二锥形齿轮；

或者是，所述旋转叶轮安装在所述电机的输出轴上。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的超细煤粉浓缩器包括浓缩器本体以及叶轮旋转装置，浓缩器本体包括具有空腔的筒体、乏气进入管、稀相气流引出管和浓相气流引出管，叶轮旋转装置包括旋转叶轮以及电机，整体结构精简，用于中间储仓式制粉系统不会占用大的空间以及无需铺设复杂管线，工业化应用方便；利用惯性分离和旋转叶轮分离的复合模式，大大提高煤粉分离效果，具体是：含有超细煤粉颗粒的乏气气流在筒体的空腔内高速旋转，使气流中的超细颗粒在离心力的作用下富集在靠近筒体内壁面的附近区域，而在筒体的中心区域只有极少量粒径更小的煤粉颗粒；随着气流的旋转下行(或上行)，其动量(特别是旋转动量衰减较快)，此时，这股下行(或上行)的气流因旋转叶轮的高速旋转再次获得旋转动量，因而继续在离心力的作用下使煤粉粒子的浓缩富集行为得到强化，最终气流被分成浓相和稀相，浓相由浓相引出管引出，稀相经稀相引出管引出，实现高效率浓缩。

(2)本实用新型中超细煤粉浓缩器具有上排气(乏气进入管在下方，稀相气流引出管和浓相气流引出管在上方)和下排气(乏气进入管在上方，稀相气流引出管和浓相气流引出管在下方)两者方式，满足不同的需求，实用性强。

(3)本实用新型中旋转叶轮和乏气进入管的位置没有绝对的上下，旋转叶轮能够很大程度上为空腔内的气流增加旋转动能即可。

(4)本实用新型中电机为变频电机，电机可以对旋转叶轮的旋转速度进行不同的调整，满足不同的要求。如相同型号的电机，上排气方式和下排气方式中所需提供的旋转叶轮的转速不同(上排气方式需要的转速更大)。

(5)本实用新型中电机和旋转叶轮的连接方式可以有多种，如：旋转叶轮可以直接安装在电机的输出轴上，也可以采用两组锥形齿轮的配合实现传动，可根据使用环境进行不同的选择，适用性强。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是实施例1中超细煤粉浓缩器的结构示意图(局部剖视)；

图2是实施例2中超细煤粉浓缩器的结构示意图(局部剖视)；

其中，1、浓缩器本体，1.1、筒体，1.11、空腔，1.2、乏气进入管，1.3、稀相气流引出管，1.4、浓相气流引出管，2、旋转叶轮装置，2.1、旋转叶轮，2.2、电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1，一种超细煤粉浓缩器，包括浓缩器本体1以及旋转叶轮装置2，详情如下：

所述浓缩器本体1包括具有空腔1.11的筒体1.1以及均设置在所述筒体1.1上的乏乏气进入管1.2、稀相气流引出管1.3和浓相气流引出管1.4(浓相气流引出管还可以通过渐缩管与空腔连通)，具体是：

筒体上还可以根据需求设计检修孔。

所述乏气进入管1.2与所述空腔1.11的上端连通，所述稀相气流引出管1.3和所述浓相气流引出管1.4均与所述空腔1.11的下端连通，且所述乏气进入管1.2进入的乏气切向进入所述空腔1.11内，切向进入的角度为0°-45°，具体根据实际情况选择。

所述旋转叶轮装置2包括旋转叶轮2.1以及电机2.2，详情是：

所述旋转叶轮2.1为所述空腔1.11的气流提供旋转动量，所述旋转叶轮2.1设置在所述空腔1.11的上部，此处优选：所述旋转叶轮2.1安装在所述电机2.2的输出轴上；所述电机2.2为所述旋转叶轮2.1提供旋转动力，其设置在所述筒体1.1的外壁上。所述旋转叶轮2.1位于所述乏气进入管1.2的下方，且所述旋转叶轮2.1到所述乏气进入管1.2的垂直距离为所述空腔1.11的竖直高度的四分之一(旋转叶轮的具体位置可以根据实际情况进行选择)。所述电机2.2为变频电机，可根据需求控制旋转叶轮的转速。

旋转叶轮可采用各结构型式的叶片型线、叶片数量和叶片安装角度，气还可以安装在空腔的下部。所述旋转叶轮和电机还可以通过其他方式连接，如：所述电机的输出轴的末端设有第一锥形齿轮，所述旋转叶轮的转动轴的端部设有与所述第一锥形齿轮相匹配的第二锥形齿轮，电机输出轴带动第一锥形齿轮转动，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮相啮合带动第二锥形齿轮转动，继而通过转动轴带动旋转叶轮进行旋转。

本实施例中的超细煤粉浓缩器的规格可以根据实际需求进行设计。

应用本实施例的超细煤粉浓缩器，具体是：

乏气经乏气进入管1.2切向进入筒体1.1中空腔1.11的内部；含有超细煤粉颗粒的乏气气流在空腔1.11内高速旋转，使气流分离成浓相和稀相，并在离心力的作用下使得浓相富集在浓相气流引出管附近(后这部分气流经浓相气流引出管引出)以及稀相富集在稀相气流引出管附近(后这部分气流经稀相气流引出管引出)。

根据实际需求，通过电机控制旋转叶轮的转速，为气流继续提供旋转动量，即可在负荷变化时自动调整旋流的强度，加快浓相和稀相的分离。现有的各种气固分离式浓缩装置对超细颗粒的浓缩效果不佳，其主要原因有：负荷的变化使得分离器偏离其设计的最佳工况；细粉离器中的煤粉颗粒组成特性及大小颗粒间的相互作用，特别是大颗粒对小颗粒的阻隔作用，使得超细颗粒难以在一级旋风式分离器及各种浓缩装置中分离。而安装具有变速功能旋转叶轮的浓缩装置，可实时根据负荷及分离效率的情况，调整旋转速度使其处于最佳工作状态，实现超细颗粒的高效浓缩。

应用本实施例的技术方案，效果是：

本实施例所述超细煤粉浓缩器既可用于现役煤粉锅炉中间储仓式制粉系统及燃烧系统的改造、以提高锅炉、制粉与燃烧系统对煤种与负荷的适应性、运行可靠性、运行灵活性及经济性，也可用于新建燃煤电站锅炉制粉、燃烧系统的设计与优化。

与现有的各种气固浓缩器技术相比，本实用新型所述的超细煤粉浓缩器除具现有各类煤粉浓缩器的优点外，因加装了转速可调的旋转叶轮，因而具有以下技术优势：①可以获得较高的超细颗粒浓缩效率；②对制粉乏气的工况(流量、含粉浓度等)具有良好的适用性；③运行调整灵活，可以通过调节旋转叶轮的转速以适用锅炉煤质特性、负荷特性、磨煤机的运行方式、锅炉飞灰含碳量与NO_x生成排放控制的要求；④特别适用于煤粉锅炉中间储仓式制粉系统乏气的高效低NO_x燃烧技术改造与优化。

实施例2：

详见图2，本实施例与实施例1不同之处在于：所述乏气进入管1.2与所述空腔1.11的下端连通，所述稀相气流引出管1.3和所述浓相气流引出管1.4均与所述空腔1.11的上端连通；所述旋转叶轮2.1设置在所述空腔1.11的下部；所述旋转叶轮2.1位于所述乏气进入管1.2的上方。

浓缩效果同实施例1。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。