旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用研究

薛治國(guó)

摘 要： 近年來，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)以其高效低污染的優(yōu)勢(shì)，受到了人們的廣泛的關(guān)注，在應(yīng)用的過程中也逐漸暴露出了一些問題，尤其是旋風(fēng)分離器，作為循環(huán)流化床鍋爐中的重要組成部分，其運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行是至關(guān)重要的。所以本文基于這一問題，對(duì)旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用進(jìn)行探究，為循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 旋風(fēng)分離器;循環(huán)流化床鍋爐;應(yīng)用研究

【中圖分類號(hào)】TK229.6+6???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）17-0177-01

引言：旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐的重要組成之一，主要是外循環(huán)回路的核心部件，通過對(duì)爐膛出口的煙氣進(jìn)行氣固分離處理，從而降低煙氣中的固體顆粒含量，在提高燃燒效率的同時(shí)，還能減少尾部煙道的磨損，提高鍋爐的環(huán)保性能。因此旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)，對(duì)于整個(gè)循環(huán)流化床的性能是至關(guān)重要的。

1 旋風(fēng)分離器的概念分析

1.1 旋風(fēng)分離器的定義。

旋風(fēng)分離器主要用于氣固兩相流中的固體粒子的分離，其原理是依靠煙塵進(jìn)入分離器時(shí)切向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力，將煙塵中的大部分固態(tài)粒子分離，通過料腿進(jìn)入返料裝置，繼而送回燃燒室。不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作彈性好的特點(diǎn)，還具有分離效率高、維修管理便捷、經(jīng)濟(jì)成本低的優(yōu)勢(shì)，在粉塵顆粒較粗，含塵量較大的高溫高壓條件下，應(yīng)用最為廣泛。

1.2 旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)分析。

現(xiàn)階段旋風(fēng)分離器主要以切流導(dǎo)入式為主，其外部結(jié)構(gòu)包含筒體、錐體、料腿、返料器、中心筒等，在筒體上半段的切線方向設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣口，頂部與連接煙道交接處有偏置的中心筒，錐體底部有直料腿和返料器。在煙氣經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入分離器后，通過煙氣在筒體及錐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力，使煙氣中的大部分固體粒子分離下來，通過料腿進(jìn)入返料裝置，繼而送回燃燒室，參與再次燃燒，分離后較清潔的煙氣則經(jīng)過中心筒進(jìn)入連接煙道，最后進(jìn)入尾部對(duì)流受熱面，參與尾部煙道內(nèi)過熱器、省煤器及空預(yù)器的換熱。

2 旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用措施分析

2.1 合理調(diào)整旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)，提高物態(tài)分離效率。

近年來，環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)重，人們也開始認(rèn)識(shí)到環(huán)境污染的危害性，開始在生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)方面進(jìn)行有效地控制，以降低環(huán)境污染對(duì)生活的影響。而鍋爐設(shè)備對(duì)空氣環(huán)境的影響較大，尤其是鍋爐設(shè)備排放的廢渣廢氣，會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成嚴(yán)重影響，其中對(duì)周邊空氣的影響尤為明顯。伴隨著問題的出現(xiàn)，旋風(fēng)分離器的應(yīng)用越來越受到人們的重視，通過利用旋風(fēng)分離器的原理和結(jié)構(gòu)，對(duì)鍋爐煙氣中的固體顆粒和氣體進(jìn)行有效分離，既可以降低對(duì)周邊空氣環(huán)境的影響，還可以通過二次利用煙氣中固體顆粒的方式，合理優(yōu)化資源利用，降低經(jīng)濟(jì)成本的投入。旋風(fēng)分離器在應(yīng)用的過程中，通過旋轉(zhuǎn)氣流帶動(dòng)固體顆粒物向分離器的筒壁進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，受離心力的影響，實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣的固氣分離。因此，對(duì)旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用措施進(jìn)行分析時(shí)，可以通過加快固體顆粒運(yùn)動(dòng)速度的方式，增強(qiáng)旋風(fēng)分離器的分離效率，提高循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的穩(wěn)定性和高效性。

比如，對(duì)旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用措施進(jìn)行分析時(shí)，可以通過加快煙氣運(yùn)動(dòng)速度的方式，增加煙氣在分離器中運(yùn)行的離心力，從而增強(qiáng)旋風(fēng)分離器的分離效率。在調(diào)整旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以從整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)向兩個(gè)方面進(jìn)行思考。首先是整體結(jié)構(gòu)方面，可以通過在分離器筒體上方加設(shè)一個(gè)二次分離附件的方式，在不改變?cè)醒h(huán)流化床鍋爐原貌的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)旋風(fēng)分離器的分離效率。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過使中心筒的一部分筒體置于分離器筒體中的方式，增強(qiáng)旋風(fēng)分離器中的離心力，從而提高旋風(fēng)分離器的性能，有效縮短固體顆粒在筒中的運(yùn)行時(shí)間，加強(qiáng)旋風(fēng)分離器的工作效率。而局部結(jié)構(gòu)改造方面，在對(duì)旋風(fēng)分離器進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)改造時(shí)，主要可以從兩個(gè)方面入手，分別是進(jìn)口結(jié)構(gòu)優(yōu)化與錐體外形結(jié)構(gòu)改造，進(jìn)口結(jié)構(gòu)改造方面，可以針對(duì)分離器內(nèi)部氣流軸不對(duì)稱的問題，把單進(jìn)口轉(zhuǎn)化為雙進(jìn)口，提高分離器內(nèi)部氣流軸的對(duì)稱性，從而減小分離阻力，提高分離效率。而錐體外形結(jié)構(gòu)改造方面，可以適當(dāng)減小錐體下半部分的直徑，從而提高旋風(fēng)分離器的收集效率。

2.2 優(yōu)化分離過程中的返料環(huán)節(jié)。

循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行過程中，由于返料裝置的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐赏t，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，保障旋風(fēng)分離器的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)整個(gè)鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行有極為重要的作用。

因此，對(duì)旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用措施進(jìn)行分析時(shí)，可以針對(duì)返料裝置中容易出現(xiàn)的床料不均勻、磨損嚴(yán)重、結(jié)焦等問題，合理優(yōu)化分離過程中的返料環(huán)節(jié)，從而高旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用的穩(wěn)定性。在實(shí)際優(yōu)化的過程中，要對(duì)這些問題的特點(diǎn)和產(chǎn)生原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并通過完善操作流程與注意事項(xiàng)的方式，避免這些故障事故的發(fā)生。如在鍋爐啟爐前，可通過做冷態(tài)試驗(yàn)的方式，測(cè)量出返料床的空床阻力，用來初步判斷返料風(fēng)機(jī)選型是否合適及返料風(fēng)帽有無堵塞的現(xiàn)象;運(yùn)行的過程中，要注意爐內(nèi)壓力的大小，在爐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時(shí)，需及時(shí)判斷并找出原因，必要時(shí)可停爐檢查，避免因?yàn)殚L(zhǎng)期壓力過大，對(duì)鍋爐保溫材料造成損壞，造成不必要的財(cái)產(chǎn)損失。其次，在鍋爐工作過程中，要采取循序漸進(jìn)的方式，避免爐內(nèi)溫度忽大忽小，導(dǎo)致風(fēng)帽出現(xiàn)堵塞的狀況，并且要對(duì)一次和二次配風(fēng)的配比進(jìn)行合理完善，在正式運(yùn)行前，可以參考同等規(guī)格型號(hào)的鍋爐，并經(jīng)過反復(fù)地試驗(yàn)，確保一、二次風(fēng)的配比合理。不僅如此，還要對(duì)旋風(fēng)分離器的煙氣流速進(jìn)行細(xì)致地把控，要在增加效率和減少磨損之間，找到合適的中間點(diǎn)，可以通過試運(yùn)行的方式，反復(fù)試驗(yàn)煙氣流速對(duì)筒內(nèi)的磨損狀況，找到磨損最小，而分離效率最高的煙氣流速數(shù)值，在保證旋風(fēng)分離器使用壽命的前提下，提高其工作效率。最后，還要對(duì)旋風(fēng)分離器中心筒的高度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，可以通過計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)際驗(yàn)證相結(jié)合的方式，在保證旋風(fēng)分離器工作性能的同時(shí)，盡量縮小其體積，從而減小鍋爐的占地面積和維護(hù)費(fèi)用，增強(qiáng)鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而推動(dòng)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展。

總結(jié)：探究旋風(fēng)分離器在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用時(shí)，要先對(duì)旋風(fēng)分離器的概念進(jìn)行一定的了解，在其工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的需求，以及當(dāng)前所出現(xiàn)的問題，對(duì)旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用方式進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)和優(yōu)化，從而增強(qiáng)旋風(fēng)分離器的工作效率，促進(jìn)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展。

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