[发明专利]一种带有整体倾斜中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器

说明书

技术领域

本发明属于循环流化床锅炉技术领域，具体涉及一种带有整体倾斜中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器。

技术背景

循环流化床锅炉必须通过气固分离和返料装置才能完成物料在主循环回路中的循环，其在运行中必须要保证一定的循环量，这就对气固分离装置的分离效率提出了要求。旋风分离器是目前在循环流化床锅炉中普遍应用的气固分离装置，总的说来，循环流化床锅炉旋风分离器的设计应满足以下几点要求：

⑴旋风分离器要能够在高温、高浓度、高流量的环境下长期正常工作；

⑵旋风分离器要满足分离效率高、压力损失小的性能指标；

⑶旋风分离器的结构要与锅炉相适应且制造维护成本低。

目前已经投运的循环流化床锅炉中，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；部分分离器结构设计时考虑不足，中心筒变形脱落时有发生，对电厂安全经济运行造成不利影响；此外个别分离器尽管分离效率能够满足要求，但是本体阻力大，设备能耗高。

上述些问题出现的原因在于设计人员对旋风分离器的特性还未完全掌握、旋风分离器的制造安装也存在一定缺陷，因此加强旋风分离器的分离机理研究，提高设计水平积累优化改造经验非常必要。

随着循环流化床锅炉容量的增加，分离器结构尺寸，特别是分离器的筒体直径显著提高，大炉型一般采用多个分离器并联布置，对单个分离器的优化设计方面不同设计厂家的处理方式略有不同，但总的出发点都是希望通过改善分离器内的流场来减少颗粒的卷吸和夹带。但从实际应用情况来看，普遍存在分离器分离效率低，飞灰中位径高、石灰石消耗量大的问题。部分锅炉飞灰中位粒径超过50μm，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，对于提高循环流化床锅炉的运行水平意义重大。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种带有整体倾斜中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，提高旋风分离器的分离效率，改善循环流化床锅炉运行的环保性和运行经济性。

为达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种带有整体倾斜中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器，包括渐缩入口烟道1，渐缩入口烟道1出口和分离器筒体2的侧面入口连接，分离器筒体2下端出口和分离器锥体3的上端入口连接，分离器锥体3的下端出口和分离器立管4连接，整体倾斜中心筒5从分离器筒体2的上部插入分离器筒体2内；

所述的渐缩入口烟道1出口内安装有烟气均流凸台6，烟气均流凸台6由高强度耐火耐磨材料整体成型；

所述的整体倾斜中心筒5的筒体几何中心a与整体倾斜中心筒5的上表面垂直中心b之间存在距离差e；

所述的整体倾斜中心筒5与气流方向存在夹角c；

所述的整体倾斜中心筒5顶部固定方式为自由吊挂式固定，整体倾斜中心筒5和分离器筒体2之间为自由配合，能够相对滑动。

所述的渐缩入口烟道1的出口面积为入口面积的40％～75％，加速后的烟气流速为20～30m/s。

所述的整体倾斜中心筒5插入分离器筒体2的深度h是分离器筒体2高度H的15％～30％，整体倾斜中心筒5的直径d是分离器筒体2直径D的30～60％。

整体倾斜中心筒5的筒体几何中心a与整体倾斜中心筒5的上表面垂直中心b之间存在距离差e为50～300mm。

所述的整体倾斜中心筒5与气流方向存在夹角c为15°～75°。

所述的烟气均流凸台6突出部位的厚度为200～1200mm。

所述的整体倾斜中心筒5为耐热不锈钢整体铸造而成，耐热不锈钢材质为Cr25Ni20MoMnSiNRe，壁厚10～25mm。

所述的整体倾斜中心筒5设置有中心筒加强筋7以加强筒体强度，各层中心筒加强筋7的间距为500～1500mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.整体倾斜中心筒5改善了旋风分离器内的流场分布，显著提高了分离效率，降低了飞灰中位粒径、提高过循环流化床锅炉的物料循环量。

2.分离器运行阻力适中，分离效率高。

3.新建机组和在役机组均易于实现中心筒整体倾斜布置，加工制造和现场安装难度低。

4.整体倾斜中心筒不易变形，也不会产生烟气短路，可以显著改善锅炉运行状况，降低锅炉烟气中SO₂、NO_x和粉尘的排放浓度。

5.整体倾斜中心筒使用寿命长，免更换、免维护。

附图说明：