旋风分离器的几个问题
旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。它是利用旋转气流
产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。旋风分离器结构简单，没有转动
部分。但人们还是对旋风分离器有一些误解。主要是认为它效率不高。还
有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个
直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。旋风分离器经常被当作粗分离
器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合
各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。例如，当在设定的使用
范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。和
布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。比如，爆炸和
着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。旋风分离
器可以在1093摄氏度和500ATM的工艺条件下使用。另外旋风分离器的维
护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的
二次处理。
在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，
甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的
相互作用。基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的
设计。通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的
很好。在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。这种
技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒
的特性以及旋风分离器的形状决定的。同时，对进入和离开旋风分离器的
管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。1、进入旋风分离器的气体
必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。我们知道气体的这些特性会随着工艺压力，地理位置，湿度，和温度的变化而变化。2、进入旋风分离器的尘粒
和气体特性一样，我们也必须确保尘粒的特性参数就是从进入旋风分离器的尘粒中测量获得的。很多时候，在想用高效旋风分离器更换低效旋风分离器时，人们习惯测量排放气流中的尘粒或已收集的尘粒。这种做法值得商榷，有时候是不对的。
获得正确的尘粒信息的过程应该是这样的。首先从进入旋风分离器的气流中获得尘粒样品，送到专业实验室决定它的空气动力学粒径分布。有了这个粒径分布就可以计算旋风分离器总的分离效率。
实际生产中，进入旋风分离器的尘粒不是单一品种。不同种类的尘粒比重和物理粒径分布都不相同。但空气动力学粒径分布实验有机地将它们统一到空气动力学粒径分布中。3、另外影响旋风分离器的设计的因素包括场地限制和允许的压降。例如，效率和场地限制可能会决定是否选用并联旋风分离器，或是否需要加大压降，或两者同时采用。4、旋风分离器的形状
图1分离器A
在图1中，分离器A的设计形式会造成一些问题：
入口设计可能不能提供充分的入口速度和想要的速度分布。切线式入口可能造成排气管的磨损和因为排气管的干扰造成入口气流紊乱。还有就是可能会造成入口气流和排出气流的短路，夹带尘粒而出造成分离效率下降。考虑不周的内部设计会造成气流紊乱。这种情况下就会把本来应被收集的尘粒裹挟到向上的排出气流中而逃出分离器。急速的锥体直径变化，会造成筒体和锥体连接处的磨损。它也阻止了收集到的尘粒平滑地从筒体到锥体的运动。这样的锥体下部很容易被磨损。很明显，在分离器和卸灰阀之间没有用以帮助分离的灰斗。
5、入口管道的设计
不合适的管道设计是最常见的造成进入旋风分离器流量不足的重要原因。事实上，有一个普遍现象，那就是配置的风机不能满足系统的流量要求。因为整个系统的压降超过了风机能满足的压头，这样风机就自动移到高压降，低流量的状态工作。
另外，很多设计人员因为一些原因会在分离器入口前放一个弯头（如图2）。
图2分离器入口前放一个弯头
不恰当的卸灰设计能造成粉尘的二次夹带。比如许多人认为风机设在分离器上游时，分离器进行正压运行，此时不必设灰斗或卸灰阀。这是不对的。事实上，旋风分离器内部向上的旋流不管是由正压或负压产生的，都具有夹带粉尘的能力。在任何情况下，灰斗和卸灰阀都必须纳入设计考虑之中（图3）。
图3灰斗和卸灰阀
设计和运行中应特别注意防止旋风分离器底部漏风，因为旋风分离器通常是负压运行。实践证明，旋风分离器漏风5%，效率降低50%，旋风分离器漏风15%，效率接近于零。因而，必须采用气密性好的卸灰阀。7、分离过程中气体和尘粒特性的改变
在实际分离过程中，气体和尘粒特性的变化会造成很严重的问题。比如在一个没有没有保温的分离器中可能会碰到结露的问题。因为通过分离器时，气体损失了热量，气温下降到露点温度或以下所致。这时可以看到本应干的尘粒变成了湿的。分离器内壁也有尘粒结层现象。
因为气流旋转摩擦，尘粒也会荷电，导致物料架桥现象出现，不易被排到灰斗或堵塞排料口造成卸灰阀排料不畅。在有的情况下，还可能导致爆炸和着火。所以在分离器设计中，接地是必须的。
J阀（旋风分离器）故障（此故障主要出现在国产化的CFB锅炉）。 J阀（旋风分离器）故障主要现象 J阀入口静压波动大导致J阀回料不连续，床压、床温出现大幅度的波动，严重时破坏外循环，使尾部受热面积灰严重，造成尾部烟道再燃烧，损坏空预器。 J阀（旋风分离器）故障主要原因 1)旋风分离器回料不正常。旋风分离器因灰位较高而影响了分离器的分离效果，从而使一定量未分离灰进入烟道造成空预器积灰严重，引起J阀入口静压波动。 2)过高的循环倍率造成J阀循环灰量过大，超出J阀流通能力。 3)燃烧工况的突然改变破坏了J阀的循环。 4)流化风配比不恰当，J阀回料未完全流化。 J阀（旋风分离器）故障采取措施 1)发现回料不正常时，及时对旋风分离器的风量进行调整，必要时降低锅炉负荷；尾部烟道积灰严重时，加强对其吹灰（注意控制炉膛负压），必要时采用从事故放灰口放灰。 2)适当降低冷渣器用风，适当提高二次风量的比例，降低燃烧风量，保证炉内的燃料和床料在炉内有足够的停留时间，即增加内循环的时间和数量，降低旋风分离器的物料比例。 3)在燃烧工况突然改变导致循环被破坏时，应及时调整锅炉运行参数建立新的平衡。 4)加强对J阀风量配比的经验总结，寻找J阀各部分最优化参数,选择合适流化风量和松动风，建议在风量调定且回料正常时，不宜对该风量做随意变更。 料层差压不能控制的过于低。当料层过于薄时，一次风量也比较大的时候，一次风所形成的向上托力大大的大于了料层的重力（也就是对一次风的阻力），那么炉内物料将被气流带走，形成了气力输送，就象仓泵输灰一样，那么此时锅炉运行是非常危险的，大量的一次风都从炉膛内吹走了（料层对一次风阻力大大的减小了）。返料风所需的一次风大量减少，炉膛上部灰浓度大量增加，分离器收集的返料灰增加，返料器所返的灰增加、返料风却减小，将直接引起返料器堵灰，停止返料并有可能返料器内部结焦。煤粒加入炉膛后，由于一次风气力输送作用被吹到炉膛出口，由旋风分离器收集而进入返料器中，进行燃烧，引起返料器内部高温结焦。在通过冷渣机控制料层时，应尽量保持平稳增减，避免料层的过薄过厚，都将不利于锅炉的经济、安全运行。 旋风分离器不改变结构，提高收集效率，只能依靠入口烟速提高和烟气含灰量提高。旋风分离器提高了收集效率，可以捕捉到更多的细灰进入返料器，由返料器返入炉内平仰床温。 该炉的分离器是采用高温绝热旋风分离器，左右侧各一只。旋风分离器的收集效率直接影响着收集的返料灰的多少，影响着锅炉经济运行。旋风分离器可以满足锅炉的运行，但我们也认为二只分离器效率不一样，由于床温热电偶已不准确，我们已无法分辨出那一侧的温度高和低，但二只分离器中心筒出口温度，也就是高温过热器前烟温始终存在差异，左侧高过前烟温高于右侧高过前烟温50℃左右，左侧低过前烟温高于右侧低过前烟温20℃左右，左侧省煤器前烟温高于右侧省煤器前烟温十几度，直到排烟温度左右差不多，烟道内左侧烟温普通高于右侧烟温，为什么？这个问题我们时常在思考，有个不成熟的想法：认为左侧分离器效率低于右侧分离器效率，左侧旋风分离器分离不彻底，使得一些高温细灰排至烟道内，至使左侧烟温高。 该U型自平衡返料器，我有个疑问，两侧的返料风室总是相差0. 7 kpa ~0.8 kpa左
化工原理各章问答题 第1章流体流动 1. 什么是流体稳定流动，什么是流体流动的连续性方程，它是如何得到的，能够解决什么问题？ 2. 什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？ 3. 在相同管径的两条园形管道中，同时分别流动着油和清水（μ油＞μ水），若雷诺数相同，且密度相近，试判断油速大还是水速大？为什么？ 4. 何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？ 5. 输送相同体积的水和油，哪一种能耗较大，为什么？ 6. 何为等压面，构成等压面的条件是什么？ 7. 流体流动阻力有几种表现形式，产生阻力的主要原因是什么？应分别如何计算？ 8. 一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。若管长及液体的物性不变，而管径减至原来的一半，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？ 9. 何为绝对压力、表压力、真空度，它们的关系为何？ 10.何为流体静力学基本方程，其适用的条件是什么，由流体静力学基本方程可以得到什么结论？ 11.何为机械能衡算方程，应用时应注意什么？ 12.何为牛顿粘性定律，何为粘度，其意义为何，温度对粘度如何影响？ 13.试根据莫狄磨擦系数图的4个区域，讨论各个区域影响磨擦系数的因素 14.根据流体力学原理(柏努利方程)制作的几种流量计有哪几种？ 第2章流体输送机械 1. 离心泵起动时，为什么要把出口阀关闭？ 2. 离心泵为什么会出现气蚀现象？ 3. 何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？ 4. 原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.2的水溶液（而其粘度与水相近）。若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口处压力表的读数和轴功率有何变化？ 5. 何为离心泵的性能曲线，它们是在什么条件下绘制 得到的？ 6. 现想测定某一离心泵的性能曲线，将此泵装在不同 的管路上进行测试时，所得性能曲线是否一样？为 什么？ 7. 当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？ 8. 按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。 9. 何为离心泵的性能曲线的工作点，它是如何确定 的？ 10.离心泵的工作原理是什么？ 11.为什么要了解管路特性，怎样表达管路特性？ 12. 离心泵有几种流量调节方法，各有什么优缺点？
催化裂化第三级旋风分离器的现状和发展方向 通过分析我国目前所采用的多管式三旋分离器在运行过程中的问题，并对烟气轮机正常运转的影响进行研究，分析导致问题出现的原因，结合国外常用的一种旋风式三旋方案进行解决，提高催化裂化第三级旋风分离器的运行状态，并且介绍旋风式三旋分离器的主要结构特点。 标签：催化裂化;第三级旋风分离器;现状 催化裂化第三级旋风分离器的正常运行可以确保催化裂化装置的长期运行，并且帮助装置实现节能降耗。通过对催化裂化第三级旋风分离器技术的现状进行分析，并提出相应的改进措，有助于提高我国催化裂化三级旋风分离器技术的进步。 1我国多管式三旋的现状和存在的问题 第三级旋风分离器是催化裂化装置中最为关键的设备之一，第三级旋风分离器的结构形式主要包括：多管立式三旋、多管卧式三旋、布埃尔式三旋以及旋流式三选。与我国对于多管式三旋的引用胶为频繁，并且从20世纪70年代后期就开始研究催化炼化能量回收系统多管式第三级旋风分离器，通过不断引进西方的技术结合自主研发技术，我国已经开发出了具有独自特点和自主知识产权的多管三旋技术，并且在旋风分离器的应用水平较为广泛，因此多管第三级旋风分离器的应用，可以确保催化裂化装置的安全运行和节能降耗。 经过我国广大科研人员的不懈努力，我国催化裂化装置第三级旋风分离器已经达到了比较先进的水平，可以有效提高单管的抗返混能力和多管式三旋的整体效率，但是从实际使用情况来看，多管式三旋的使用也存在一些问题。 近几年以来，我国的催化裂化装置技术发展迅速，催化裂化装置的大型化原料的掺渣比例不断增加，烧焦温度呈明显上升趋势，装置的操作因此会变得十分不稳定，因此有些炼油厂的第三级旋风分离器会出现一些问题，其中主要包括以下几种问题： （1）单管在进行冷态试验时分离效率较高，但是在实际工业生产过程中单管并不能单独使用，需要进行并联使用，在并联使用过程中，提高整体的分离效率才是最终的目标。但是在实际应用过程中单管并联后的整体分离效率并不理想，出现这种情况的原因在于单管抗返混能力较差，将单管组合以后，单管内的压降不均匀，造成部分单管不能够正常运作，从而导致组合效率出现下降。造成单管压降不均匀的主要原因是由单管在加工、制造、安装精度产生，另外一种原因是安装单管时的隔板太大，需要进行现场拼装，大格板成型或加工时的精度较差，组装后的单管精度很难达到要求。另外，催化裂化装置在开工以后，温度可以达到700℃以上，因此在装置运行一段时间后，隔板变形是无法避免的，而单管的强度和刚度无法抵御这种程度的变形。
旋风分离器的几个问题 旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。它是利用旋转气流 产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。旋风分离器结构简单，没有转动 部分。但人们还是对旋风分离器有一些误解。主要是认为它效率不高。还 有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个 直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。旋风分离器经常被当作粗分离 器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。 事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合 各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。例如，当在设定的使用 范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。和 布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。比如，爆炸和 着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。旋风分离 器可以在1093摄氏度和500ATM的工艺条件下使用。另外旋风分离器的维 护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的 二次处理。 在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用， 甚至做为污染控制的终端除尘器。 在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的 相互作用。基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的 设计。通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的 很好。在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。这种 技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒 的特性以及旋风分离器的形状决定的。同时，对进入和离开旋风分离器的
第三章沉降与过滤 一、填空题或选择 1.悬浮液属液态非均相物系，其中分散内相是指_____________；分散外相是指 ______________________________。 ***答案*** 固体微粒，包围在微粒周围的液体 2.含尘气体中的尘粒称为（）。 A. 连续相； B. 分散相； C. 非均相。 ***答案*** B 3.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。 ***答案*** 重力、阻力、浮力代数和为零沉降速度 4.自由沉降是 ___________________________________ 。 ***答案*** 沉降过程颗粒互不干扰的沉降 5.当微粒在介质中作自由沉降时，若粒子沉降的Rep相同时，球形度越大的微粒，介质阻力系数越________ 。球形粒子的球形度为_________ 。 ***答案*** 小 1 6.沉降操作是使悬浮在流体中的固体微粒，在 _________力或__________力的作用下，沿受力方向发生运动而___________ ，从而与流体分离的过程。 ***答案*** 重离心沉积 7.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。 滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零 24/ Rep 8.降尘宝做成多层的目____________________________________ 。 ***答案*** 增大沉降面积，提高生产能力。 9.气体的净制按操作原理可分为_____________________________________ ___________________.旋风分离器属_________________ 。 ***答案*** 重力沉降、离心沉降、离心沉降离心沉降 10.离心分离因数是_______________________________________ _________。为了提高离心机的分离效率，通常使离心机的___________增高，而将它的________减少。 ***答案*** 物料在离心力场中所受的离心力与重力之比; 转速直径适当 11.离心机的分离因数越大，则分离效果越__________；要提高离心机的分离效果，一般采用________________的离心机。 ***答案*** 好 ; 高转速 ; 小直径 12.某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m.s__________。 ***答案*** 1000 13．固体粒子的沉降过程分____阶段和____阶段。沉降速度是指____阶段颗粒相对于____的速度。 14．在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（） A）粒子几何形状B）粒子几何尺寸 C）粒子及流体密度D）流体的流速 15．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3．分子间的引力和分子的热运动。通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由) 答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。R1不变，因为该U形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。
流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化 郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼 【摘要】The mechanism of cyclone separation of cyclone separator was analyzed as well as factors affecting the separation efficiency,how to improve the separation efficiency of cyclone separator was discussed.Finally,some suggestions on efficiency optimization of the two-stage cyclone separator in reactor-regenerator device in FCC were presented as well as some practical solution to the problems of third-stage cyclone,the precautions during the forth-level cyclone installment process.%首先从旋风分离器的分离原理及影响分离效率的诸多因素人手,对提高旋风分离器 分离效率进行了研究和探讨,最后提出了在FCC装置设计过程中,反再两器中的两级旋风分离器分离效率优化的一些建议和方法,三级旋风分离器的一些实际问题的解 决方法以及四级旋风分离器安装过程中的一些注意事项. 【期刊名称】《当代化工》 【年(卷),期】2017(046)004 【总页数】4页(P700-703) 【关键词】流化催化裂化;旋风分离器;分离效率优化;三级旋风分离器 【作者】郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼 【作者单位】中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司 辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169
CFD技术在旋风分离器内部流场中应用的可靠性分析 作者：刘凤戚仲凯 来源：《科技资讯》 2014年第17期 CFD技术在旋风分离器内部流场中应用的可靠性分析 刘凤戚仲凯 (江苏四方锅炉有限公司江苏徐州 221000) 摘要:简要介绍了CFD技术,并利用CFD技术对旋风分离器进行数值研究,探讨了适用于旋风分离器的计算模型,包括湍流模型的选择、多项流模型的选取以及内部空气柱的分析方法。以锥形分离器为例进行数值计算和模拟,获得了旋风分离器中内部流场的静压云图、速度云图和速度矢量图,并用模拟结果与实际情况作为参照,得出可信性分析,这在以后对于旋风分离器的优化设计及性能分析有着重要的指导意义。 关键词:CFD技术旋风分离器内部流场 中图分类号:TH43 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(b)-0092-02 Reliability Analysis for Application of CFD to Hydrocyclone Internal Flow Field Liu Feng Qi Zhongkai (JIANGSU SIFANG BORLER CO.,LTD.,Xuzhou Jiangsu,221000,China) Abstract:CFD technology was introduced briefly,with which numerical research was carried https://www.doczj.com/doc/7219296775.html,putational models for Hydrocyclone were discussed,including the choice of turbulence model,multiphase flow model and calculation method for air column.Numerical simulation for taper hydrocyclone was taken as an example.Static pressure cloud chart,velocity cloud chart and vectorgraph of hydroclone internal flow field were https://www.doczj.com/doc/7219296775.html,parison between the simulation results and practice was made to prove the reliability with the directive significance to hydrocyclone optimization design and performance analysis. Key Words:CFD Thchnology;Hydrocyclone;Internal Flow Field 旋风分离器广泛应用于石油化工、燃煤发电和环保等许多行业。它作为一种重要的气固分离设备,与其他气固分离设备的技术相比具有机构简单、无运动部件、分离效率高和压降适中等特点,尤其适用于高温、高压和含尘浓度高的工况。旋风分离器内的流体是一个复杂的三维旋转流动,流体的旋转运动简称涡流。到现在为止还不能用理论分析的方法来阐明旋流器内部的流体力学规律。近年来,随着计算机的飞速发展,应用计算机根据计算流体力学(CFD)的原理和方法,对旋流器内部流场进行数值模拟受到越来越多学者的重视。
催化裂化装置三旋存在问题分析及改造措施 毕宏;张伟;王燮理;顾月章;孙正立 【摘要】针对中国石油化工股份有限公司洛阳分公司100万t/a重油催化裂化装置再生器第三级旋风分离器效率低的问题,对三旋运行状况进行了工艺核算,认为单管数量不在单管最佳处理范围、单管防返混锥标高相差较大以及集尘室净空尺寸偏小是造成三旋分离效率低的主要原因,从减少单管总数、扩大临界流速喷嘴口径、三旋内部结构优化等方面提出了改造措施,改造后的三旋运行状况良好,分离效率明显提高,满足安全生产需要.%Process calculation are reviewed for the third stage cyclone of 1 000 000 t/a fluidized catalytic cracking unit regeneration of China Petroleum & Chemical Corporation Luoyang Compa ny.Single tube numbers beyond the most preferred range,large elevation height difference be tween anti-back mixing cones and smaller collection chamber space are recognized as the main causes for low efficiency of the third cyclone.Reducing the total number of single tube,expanding the critical velocity nozzle diameter and optimizing the third cyclone internal structure and etc.countermeasures are proposed and applied and satisfying effect are achieved for both efficiency and safety production.【期刊名称】《石油化工设备》 【年(卷),期】2017(046)006 【总页数】4页(P65-68) 【关键词】旋风分离器;催化裂化装置;分离效率;改造
300MW CFB锅炉旋风分离器中心筒变形脱落问题分析 旋风分离器是循环流化床锅炉的重要部件，分离器的分离效率直接关系到锅炉的安全经济运行。旋风分离器中心筒变形下移，造成气体短路引起分离器分离效率下降，分离器中心筒脱落，影响了锅炉的安全经济运行。本文针对这些问题，分析了原因并采取了一系列措施，取得了一定的效果。 标签：旋风分离器；中心筒变形；措施 循环流化床锅炉的旋风分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，中心筒是连接安装在旋风分离器上部部件，即排气管。它不仅排出分离后的烟气，与分离器的外筒体形成环形通道，进入分离器的烟气绕着中心筒旋转，在离心力和重力作用下，大部分灰粒被分离出来，送回炉膛，以保证燃料多次循环燃烧反应，含有细灰的烟气向上折转成为旋流，由中心筒排出进入尾部烟道。 1 300 MW CFB锅炉及其分离器 内蒙古京泰电厂采用DG1089/17.45-II1 型锅炉，锅炉为循环流化床、亚临界参数，一次中间再热自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、炉顶设密封罩壳。锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，三台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井（HRA）三部分组成。 2 分离器出现问题分析 2.1 13分离器中心筒变形及参数变化 中心筒变形的影响： （1）中心筒变形后，炉膛上部差压低，带来床温升高，回料器温度升高、分離器入口烟温升高。 （2）影响烟气流旋转速度和分布，导致分离效率下降，循环物料浓度降低，锅炉烟气飞灰含碳量升高，锅炉不完全燃烧损失增大，锅炉效率降低。烟气中的固体颗粒增加还会使过热器和烟道受热面磨损加剧，影响锅炉的安全运行。 （3）中心筒严重变形引起的浇注料脱落，进而使中心筒与烟道接口处超温烧红。脱落的浇注料引起回料器回料不畅，回料器振动。 具体参数变化如下：机组负荷315MW，13分离器中心筒脱落时参数有较为明显的波动，脱落前后参数变化如下：回料器入口静压由-0.5KPa突升至1.2KPa；分离器出入口差压由1369Pa降至1235Pa；回料器料位有波动，由22.5KPa降至20KPa后升高至25.5KPa，稳定约2分钟后又降至至21.6KPa左右达到平衡状态；伴随床压由5.6KPa降至4.5KPa，炉膛上部差压由1.15KPa降至0.99KPa，锅炉
第一篇：论文题目循环流化床锅炉旋风分离器分析循环流化床锅炉旋风分离器分析 自循环流化床燃烧技术出现以来，循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径主循环回路是循环流化床锅炉的关键，其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室稳定的流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。主循环回路是循环流化床锅炉的关键，其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室的稳定的流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。主循环回路不仅直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计、系统布置，而且与其运行性能有直接关系。分离器是主循环回路的主要部件，因而人们通常把分离器的形式，工作状态作为循环流化床锅炉的标志。分离器是主循环回路的关键部件，其作用是完成含尘气流的气固分离，并把收集下来的物料回送至炉膛，实现灰平衡及热平衡，保证炉内燃烧的稳定与高效。从某种意义上讲，CFB 锅炉的性能取决于分离器的性能，所以循环床技术的分离器研制经历了三代发展，而分离器设计上的差异标志了CFB 燃烧技术的发展历程。循环流化床循环流化床循环流化床循环流化床1．1 循环流化床锅炉简介循环流化床(CFB)燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。流化床燃烧是床料在流化状态下进行的一种燃烧，其燃料可以是化石燃料（如煤、煤矸石）、工农业废弃物（如可燃垃圾、高炉煤气）和各种生物质燃料（如秸秆）。流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）后置于布风板上，煤经给煤机进入燃烧室，燃烧室内料层的静止高度约在350～500mm，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较高的气流速度通过料层时，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。流化燃烧后的细小颗粒燃料随高温烟气飞出炉膛，大部分被固态物料分离器捕捉，经返料器送回炉膛循环燃烧，这就是循环流化燃烧技术，采用循环流化燃烧技术生产的锅炉即为循环流化床锅炉。从已投运流化床锅炉分折，流化床锅炉具有独特的优越性：（1）燃烧效率高：国外循环流化床锅炉，燃烧效率高达99％；我国设计，投运流化床锅炉效率也高达95－98％。该炉型燃烧效率高的主要原因是煤燃烬率高。煤粒燃烬率分三种情况分析：较小的颗粒（小于0．04mm），随烟气速度进行流动，它们未达到对流受热面就完全燃烬了，在炉膛高度有效范围内，它们燃烬时间是足够的；对于较大一些煤粒（大于0．6mm），其沉降速度高，只有当其直径进一步燃烧或相互磨擦碎裂而减小时，才能随烟气逸出，较大颗粒经分离器分离返回炉膛循环燃烧；对于中等粒度煤，其燃烧时间要比停留时间长，这给颗粒燃烬提供了足够时间，未燃烬颗粒循环燃烧，达到燃烬的目的。（2）、煤种适应性强：流化床炉可燃用低热值的劣质烟煤、页炭、炉渣矸石甚至垃圾、秸秆等，对煤种适应性比煤粉炉、层燃炉好。在循环床锅炉中，通过粒子的循环回燃，炉膛温度能被控制，煤粒着火和燃烬较好。流化床锅炉设计特点是炉膛高，给煤、布风、出渣等设计都适应劣质煤的燃烧，布风装置将空气分别送入一次风的风室及分布板，送入二次风的风道喷咀。一次风约占总风量60％，由燃烧室底部送入，二次风由密相区的不同高度送入，给高效燃烧提供了条件。由于采用了分离回料装置，为劣煤分级燃烧、回燃提供了条件，循环流化床锅炉有两种类型分离装置，一种是惯性分离，一种是旋风分离；现在生产的锅炉多采用一级高温分离器。国产循环流化床锅炉采用较低流化速度（一般4．5m／s －5．5m ／s）、较低循环倍率约（10－20），因此，分离受热面磨损较小。（3）、添加石灰石，有较高脱硫效果：流化床锅炉脱硫原理是：煤燃烧过程中产生氧化硫与流化床炉燃烧添加剂一氧化钙发生反应，产生的硫酸钙随炉渣排出，脱硫效果可800－900低温下燃烧，可控制NOx 生成。流化床炉NOx 生成原理是空气中氮气和氧气，在燃烧时产生NO。在流化床炉燃烧过程中，燃料中90％的氮原素转化成NO2，大约10％的
1 运行中外循环返料易出现的现象 常见的现象有： 1）左右侧返料风量不平衡，偏差较大； 2）分离器立管压力增大或频繁波动； 3）还有通常锅炉点火过程中及初起炉后运行过程中，容易出现回料不稳，床温偏低，汽温汽压也低，锅炉出口烟温，旋风分离器进口温度低，回料温度低； 4）煤质不好时，通常高负荷时返料量少，床温低（800℃以下），主汽压力、温度都低，带不了负荷，只能降低负荷运行等等。 近期我厂锅炉运行中也出现回料不稳的情况，具体情况有： （1）锅炉炉后左侧返料不正常，左后分离器立管压力报警（≥21Kpa 时就会报警）而且居高不下，也不波动，同时回料器内Ⅰ风室流化风量太低，尽管风门开度达到 99%，风量也仅为 815.7Nm 3 /h（正常运行时都在 3000 多），炉后左侧外置床至炉膛回料温度仅为396℃，而同向右侧的有835℃，此外左侧主汽温度低，左侧减温水都关至 0%，汽温整体普遍难以维持额定的温度。 （2）左前、左后分离器立管压力频繁波动，返料时断时续，造成锅炉左侧床压时高时低，调整不及时很容易发生翻床；期间在 9 月份曾发生过两次严重翻床现象，造成了巨大的经济损失。
（3）旋风筒容易聚灰，在运行过程中成倍增加的循环灰量，不能平稳的通过旋风筒的喇叭口处，于是容易再次聚积搭桥，随之炉膛差压会消失，此时的放灰管只能放下一丁点灰时，（其实放不下来，但是灰管中的存灰会给人造成一种假象），这时百分之百是旋风筒喇叭口聚灰了。如果发现风筒聚灰放不下来时，没有及时压火停炉，就会造成返料器结焦的问题发生，将会扩大事故，产生巨大的问题。 2 返料现象发生的原因 可能的原因有很多，这里提供几种。返料塌灰的起因： （1）局部出现耐火浇注料、砌砖脱落或其他异物进入，造成返料通道阻断，破坏了返料器流化和顺畅的回料功能； （2）两个或者多个分离器灰量分配极不平衡，个别回料阀承受了太多的回料量而引起局部的堵塞； （3）返料器风量过大或过小，风量过大将导致返料从旋风分离器中心筒被返料风带走； （4）煤质的影响，煤质差会导致烟气中飞灰的含量增大，再加上无法调整到匹配的风量，浇注料会因为充数磨损严重而脱落，会造成返料系统的阻塞； （5）炉内石灰石喷入量太多时，会增加回料灰的粘度； （6）流化风压不足，达不到要求，出现因托力不够而出现返料异常，直至塌灰； （7）回料温度过高或上部分离器内部温度过高，分离器的结构，会影响分离效率。 针对以上原因的列举，对这些原因进行一些系统的分析。 （1）发生返料器阻塞的根本原因是返料器组件本身在设计制造上就存在相应的问题，以及工作人员在运行过程中的操作习惯没有及时调整。
循环流化床锅炉它在运行当中暴露出了若干问题并逐一得到了解决。旋风分离器是循环流化床锅炉的重要设备之一。在循环流化床锅炉的运行当中回料装置将会遇到一系列的故障，由于回料装置常常出现各种问题，引起锅炉的非计划性停炉，给企业带来直接的经济损失。一，回料装置出现故障的表现形式 外循环为内循环提供灰源，内循环储灰量多少影响分离器效率进而影响外循环。内循环是锅炉负荷的主要影响因素，炉膛中心部位气固流向上运动，靠近炉膛水冷壁大量灰流向下运动，靠其将燃料燃烧释放热量传递给水冷壁。水冷壁磨损痕迹给予很好佐证。 内外循环的平衡及内循环固体颗粒的饱和对应一定运行状态，也即一定锅炉负荷，打破该平衡需要进行相应补偿方可建立另一种平衡，这种平衡对于加负荷来说就是除加大给料量加强燃烧及其伴随的调整外，区别于其它炉型就是集结一定的灰量；对于降负荷来说恰恰相反，要减弱燃烧，减少循环系统灰量储存才能适应又一负荷下的运行状态。
回料装置的问题主要表现为： 1.回料不均 回料不均的现象，回料器内部床压、床温大幅度波动，回料器本体剧烈振动，导致锅炉多次被迫减负荷运行，此外炉膛内回料口正对的布风板风帽受到物料流长期的冲击，大面积从根部折断，导致炉膛布风板漏渣、流化风带渣等一系列现象发生。 2.回料器的磨损 回料器耐磨料磨损，U阀回料腿处的磨损较严重，发现有一些质地坚硬的片状物质防磨材料脱落，在炉膛出口水平烟道内也发现同类片状物。回料腿内部浇注料出现大面积脱落现象。 3.返料装置床层结焦 结焦，结焦是高温分离器回料系统的常见故障。成因是物料温度过高，超过了灰渣的变形温度而粘结成块。结焦后形成的大渣块能堵塞物料流通回路。 4.回料器的附件故障 回料装置附件问题，表现为流化风的控制门选用不当，不能实现风量的平稳调节。U阀风的流量表计实测误差大，U阀系统风门设置不合理，无法使风机在风门关闭的状态下实现快速启动。 二，返料装置中回料器的结构 U型回料器由立管、布风板、松动室、回料室、风室、舌板等组成。U型回料器的结构如图2。 三，返料器投运时的注意事项及处理措施
过去（04-05年间）我们曾经对国内的几家锅炉厂做过调研（济南、上海、杭州），重点考 察旋风分离器技术，回厂后对几种分离器做过比较，今天得知您们想了解这方面情况，特 介绍如下： 几种旋风分离器性能比较 项目高温绝热旋风分离器高温汽冷旋风分离器高温水冷旋风分离器 结构结构简单，金属外壳内衬耐火防磨材料，外敷保温材料。结构较复杂，壳体由汽（水）冷管子弯制、手工焊装而成，壳外敷保温、壳内衬25mm厚耐磨料。壳体采用膜式壁制作，紧贴炉膛布置，为方型水冷。 适应煤种适应于烟煤，另可掺烧优质褐煤或炉渣。适应各种煤种，包括矸石。煤 种适应性差。 可维修性砌筑要求较高，壳体维修容易。更换管子难，恢复耐磨层也有一定难度。汽（水）冷旋风分离器 事故几率低汽水系统，事故频率高。 热惰性大旋风分离器筒体部分小，料褪部分大。 冷却效果无，可降50℃ 运行控制汽（水）系统简单起停炉凝结水不易带出，造成积盐、腐蚀。 后燃结焦烧无烟煤易出现后燃结焦。不易出现。不易出现。 分离效果在符合粒径要求的条件下可达99．5% 在符合粒径要求的条件下可达99．5% 飞灰含碳较低较低较高 起炉时间 7小时 3小时 3小时 造价低高较高 选择循环流化床锅炉不可避免地会提到效率和防磨问题。 高效的旋风分离器是提高锅炉运行效率的基础保证（虽然有电除尘灰返料等手段，但非主流）。“哪一种更适合于化工生产用锅炉” 你能稳定采购到什么样的煤种（必须满足企 业的运行成本控制要求）你的用气制度怎样旋风分离器当然是锅炉选型的重要依据，但其也 只是锅炉的一个部件。煤耗的高低和使用燃煤的关系很大，旋风分离器没有绝对的好，只有 适合自己的。建议楼主综合考虑。 PS：锅炉项目投资很大，原煤参数必须要给锅炉厂家提供准确，尽可能满足今后使用供煤的 需要。（前年对几家锅炉厂家进行过考察，收集到一些信息。结合其他渠道收集整理的资料 如下） 目前我国循环流化床锅炉使用的高效分离器主要有三种: 1、上排气高温旋风分离器(有绝热式和汽冷式)。PS：水冷式的川锅也在做，俗称“四川独 眼龙”，比较有特点。 2、下排气中温绝热旋风分离器。 3、水冷方形分离器。
《环境工程原理》复习题 一、填空题 1、球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历________和_______两个阶段。沉降速度是指_______阶段，颗粒相对于流体的运动速度。 2、在流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。 3、某室内空气中O 的浓度是0.08×10-6（体积分数），在1.013×105Pa、25℃下， 3 该浓度可表示为 __ _ __ μg/m3。 4、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为＿＿＿＿＿气体。在吸收操作中＿＿压力和＿＿＿＿＿温度可提高气体的溶解度，有利于吸收。 5、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为__________。 6、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数，而不随_ ____变化，该系统称为稳态系统。 7、传热的基本方式有、和辐射三种，传热可以以其中一种方式进行，也可以同时以两种或三种方式进行。 8反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和。 9、边界层的形成是流体具有__ ___的结果。 10、在深层过滤中，流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获，该过程主要包括以下几个行为：__ ___、附着行为、__ ___。11、常用吸附剂的主要特性有：（1）__ ___；（2）__ ___；
（3）稳定性好；（4）适当的物理特性；（5）价廉易得。 12、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。 13、在流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。 14、传热的基本方式有、和辐射三种，传热可以以其中一种方式进行，也可以同时以两种或三种方式进行。 15、在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向 有、逆流、错流、 __ ______四种。 16、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为__________。 17、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数，而不随_ ____变化，该系统称为稳态系统。 18、某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因 是。 19、反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和。 20、在深层过滤中，流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获，该 过程主要包括以下几个行为：__ ___、附着行为、__ ___。 21、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内层， 以达到好的保温效果。
锅炉问答题100个汇总 问答题 1、什么是临界流化风量？ 当床层由静止状态转变为流化状态时的最小风量，称为临界流化风量。 2、什么是物料循环倍率，影响循环倍率的运行因素有那些？ 物料循环倍率是指在循环流化床锅炉运行中，循环物料量与入炉的物料量（包括燃料、脱硫剂等）的比值。循环倍率是炉内衡量炉内物料颗粒浓度的一个重要参数 影响循环倍率的运行因素很多，主要有以下几个方面：分离器效率，燃料粒度，燃料含灰量，燃料的成分，灰特性，灰颗粒的磨耗特性对循环倍率有决定性影响。 锅炉负荷的影响。随着机组负荷的降低，即锅炉蒸发量的减少, 锅炉整体风量和烟气流速必然降低，促使CFB锅炉循环倍率也相应降低。 3、为什么说小粒度煤粒比大粒度煤粒更易着火？ 通常，由于小粒度煤粒与氧气的单位质量的接触面积较大，且在同样的流化速度条件下，其颗粒的运动活泼程度很高，形成了更加强烈的传热与传质过程，所获得的与灼热物料进行热交换的机会比大颗粒大了许多，容易产生快速温升。因此，一般小粒度煤粒比大颗粒煤粒更容易着火 4、循环流化床锅炉主要由哪些设备组成?
循环流化床锅炉主要由燃烧系统设备、气固分离循环设备、对流烟道设备三部分组成。其中燃烧设备包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、燃油及给煤系统等几部分；气固分离循环设备包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、（再热器）、省煤器、空气预热器等受热面。 5、循环流化床锅炉的汽水系统包括哪些设备？ 循环流化床的汽水系统一般包括尾部省煤器、汽包、水冷系统、汽冷式旋风分离器的进口管道、汽冷式旋风分离器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道、低温再热器、屏式再热器及连接管道。 6、床下点火器有何优缺点？ ①优点、点火速度快，点火用油少②缺点。风室、风道温度较高，易烧坏浇筑料及膨胀节，特别当燃用难点燃着火的无烟煤、石油焦等燃料时更易发生此类事故，所以对于床下点火器对风道和点火装置的材料性能要求较高。 7、对物料回料装置的要求是什么？ 对物料回料装置的要求是：（1）物料流动性稳定。由于物料温度高，回料装置中有流动风，要保证物料的流化，且防止结焦；（2）防止气体反窜。由于分离器内的压力低于燃烧室的压力，回料装置将物料从低压区送入高压区，必须有足够的压力克服负压差，既起到气