旋风分离器设计方案 用户：特瑞斯信力（常州）燃气设备有限公司 型号： XC24A-31 任务书编号： SR11014 工作令： SWA11298 图号： SW03-020-00 编制：日期：
本设计中旋风分离器属于中压容器，应以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。设计标准如下： a. TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 b. GB150-1998《钢制压力容器》 c. HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 d. JB4712.2-2007《容器支座》 2、旋风分离器结构与原理 旋风分离器结构简单、造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。一般主要应用于需要高效除去固、液颗粒的场合，不论颗粒尺寸大小都可以应用，适用于各种燃气及其他非腐蚀性气体。 说明： 旋风分离器的总体结构主要由：进 料布气室、旋风分离组件、排气室、 集污室和进出口接管及人孔等部分组 成。旋风分离器的核心部件是旋风分 离组件，它由多根旋风分离管呈叠加 布置组装而成。 旋风管是一个利用离心原理的2 英寸管状物。待过滤的燃气从进气口 进入，在管内形成旋流，由于固、液 颗粒和燃气的密度差异，在离心力的 作用下分离、清洁燃气从上导管溜走， 固体颗粒从下导管落入分离器底部， 从排污口排走。由于旋风除尘过滤器 的工作原理，决定了它的结构型式是 立式的。常用在有大量杂物或有大量 液滴出现的场合。
其设计的主要步骤如下： ①根据介质特性，选择合适的壳体材料、接管、法兰等部件材料； ②设计参数的确定； ③根据用户提供的设计条件及参数，根据GB150公式，预设壳体壁厚； ④从连接的密封性、强度等出发，按标准选用法兰、垫片及紧固件； ⑤使用化工设备中心站开发的正版软件，SW6校核设备强度，确定壳体厚度及接管壁厚； ⑥焊接接头型式的选择； ⑦根据以上的容器设计计算，画出设计总设备图及零件图。 4、材料的选择 ①筒体与封头的材料选择： 天然气最主要的成分是甲烷，经过处理的天然气具有无腐蚀性，因此可选用一般的钢材。由操作条件可知，该容器属于中压、常温范畴。在常温下材料的组织性和力学性能没有明显的变化。综合了材料的机械性能、焊接性能、腐蚀情况、强度条件、钢板的耗材量与质量以及价格的要求，筒体和封头的材料选择钢号为Q345R的钢板，使用状态为热轧（设计温度为-20～475℃，钢板标准GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板）。 ②接管的材料选择： 根据GB150《钢制压力容器》引用标准以及接管要求焊接性能较好且塑性好的要求，故选择16Mn号GB6479《高压化肥设备用无缝钢管》作各型号接管。因设备设计压力较高，涉及到开孔补强问题，在后面的强度计算过程中，选择16MnII锻件作为接管材料。 ③法兰的材料选择： 法兰选用ASME B16.5-2009钢制管法兰，材质：16MnII，符合NB/T47008-2009压力容器用碳素钢和低合金钢锻件标准。 ④其他附件用材原则： 与受压件相焊的的垫板，选用与壳体一致的材料：Q345R GB713-2008； 其余非受压件，选用Q235-B GB3274 《碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板和
CFB锅炉旋风分离器耐磨损处理 两台燃用福建无烟煤的DG35/3.82 — 17型CFB锅炉累计运行达 2586lh和2560lh，先后 更换三次旋风分离器中心筒和出口转向室，并对筒体耐磨可塑料进行两次修补，费时费力又耗财，影响正常生产。锅炉额定蒸发量 35t / h，过热蒸汽岀口压力 3.82MPa，过热蒸汽岀口温度 450 C, 锅炉设计热效率 82.74 %，燃料颗粒度w 8mm分离器入口中心标高24782.5mm。 结合CFB锅炉的燃烧机理，根据磨损情况分析认为，分离器的磨损是受到含尘烟气的高 速撞击和冲刷而造成的，是一种冲蚀磨损。主要是在设计时，低估了分离器恶劣的工作环境，没有充分考虑中心筒和岀口转向室的磨损问题（其内壁没有衬任何耐磨材料），使高速的含尘烟气直接冲 刷、撞击金属元件而造成严重磨损。 在充分调研的基础上，借鉴其他锅炉的成功经验，采用龟甲网+纯刚玉耐磨耐火可塑料对分离器 进行技术改造：①打掉分离器人口处、筒体内壁敷设的耐磨可塑料表面层，露岀销钉，在销钉上焊接规格为20mm x 2mm的龟甲网，再敷设一层厚度为25mm的纯刚玉耐磨耐火可塑料；②对中 心筒和岀口转向室磨穿部位进行修补，然后在其内壁焊接龟甲网，再敷设23mm厚的纯刚玉耐磨 耐火可塑料（中心筒和转向室金属部分仅起支架作用）；③对分离器岀口连接烟道也采用龟甲网 十纯刚玉耐磨耐火可塑料处理。 经上述处理，并累计运行 5048h、 4826h 后对分离器进行检查，除分离器人口、迎流面和中心筒法兰处及中部有数处面积为10-30mm2左右的可塑料表面涂层脱落外，绝大部分耐磨耐 火可塑料表面仍光滑如初，没有明显的磨损痕迹。这表明，虽然烟气速度有所增大，但由于分离 效率的提高，使飞灰浓度和颗粒度均大幅度降低，并且纯刚玉耐磨耐火可塑料的耐磨性能远远好 于12CrlMoV钢和310S耐磨耐热不锈钢。
作成 作成：：时间时间：：2009.5.14 一、問題提出 PHLIPS FC9262/01 這款吸塵器不是旋風除塵式的，現在要用這款吸塵器測參數選擇旋風分離裝置。二、計算過程 1.選擇工作狀況選擇工作狀況：： 根據空氣曲線選擇吸入效率最高點的真空度和流量作為旋風分離器的工作狀態。 吸塵器旋風分離器選擇 Bryan_Wang
已知最大真空度h和最大流量Q，則H-Q曲線的兩個軸截距已知，可確H-Q直線的方程。 再在這個直線上求得吸入功率H*Q最高點（求導數得）。求解過程不再詳述。求得最大吸入功率時真空度H=16.5kPa;流量Q=18.5L/s；吸入功率P2=305.25w 現將真空度及流量按照吸入功率計算值與實際值的比例放大，得真空度H=18.3kPa;流量Q=20.5L/s;2.選擇旋風分離器 為使旋風分離裝置體積最小，選擇允許的最小旋風分離器尺寸。一般旋風分離器筒體直徑不小于50mm，故選擇筒體直徑為50mm。按照標準旋風分離器的尺寸比例，確定旋風除塵器的結構尺寸。 D0=50mm b=12.5mm a=25mm de=25mm h0=20mm h=75mm H-h=100mm D2=12.5mm 計算α約為11度 發現計算得到的吸入功率最大值與產品標稱值375W相差一些，可能是由于測量誤差存在以及壓力損失的原因。
一般要求旋風分離器進氣速度不超過25m/s，這里取旋風分離器進氣速度為22m/s. 計算入口面積為S=3.125e-4平方米。 則單個旋風除塵器流量為Q=6.9e-3平方米/秒則所需旋風除塵器個數為3個計算分級效率 根據GB/T 20291-2006吸塵器標準，這里使用標準礦物灰塵，為大理石沙。进气粒径分布 103058 10019037575015002010 10102016113 顆粒密度ρp=2700kg/m3 進口含塵濃度取為10g/Nm3，大致選取空氣粘度μ=1.8e-6Pa*s 按照以下公式計算顆粒分級效率： 平均粒徑(μm)比重(%)
旋风分离器的设计 姓名：顾一苇 班级：食工0801 学号：2008309203499 指导老师：刘茹 设计成绩：
华中农业大学食品科学与技术学院 食品科学与工程专业 2011年1月14日 目录 第一章、设计任务要求与设计条件 (3) 第二章、旋风分离器的结构和操作 (4) 第三章、旋风分离器的性能参数 (6) 第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8) 第五章、最优类型的计算 (11) 第六章、旋风分离器尺寸说明 (19) 附录 1、参考文献 (20)
任务要求 1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算 2.旋风分离器的选型 3.旋风分离器设计说明书的编写 4.旋风分离器三视图的绘制 5.时间安排：2周 6.提交材料含纸质版和电子版 设计条件 风量：900m3/h ； 允许压强降：1460Pa 旋风分离器类型：标准型 （XLT型、XLP型、扩散式） 含尘气体的参数： ?气体密度：1.1 kg/m3 ?粘度：1.6×10-5Pa·s ?颗粒密度：1200 kg/m3 ?颗粒直径：6μm
旋风分离器的结构和操作 原理： ?含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。 ?颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。 ?在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。 ?在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出； ?固相沿内壁落入灰斗。 旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。 旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。其最大缺点是阻力大、易磨损。
水冷旋风分离器介绍 四川川锅锅炉有限责任公司开发新一代循环流化床锅炉，它是对循环流化床锅炉运行多年的总结，以运行的高温热旋风分离器的经验基础上，我公司与中科学院合作开发“水冷式旋风分离器”的循环流化床锅炉。该技术我公司已获得中华人民共和国知识产权局专利，专利号为：ZJ 99 243392.4，该技术已在实践中运用，并证明此技术成熟，可靠，并具有独立的知识产权．先后多家用户和公司签订了供货合同，下面以75t/h水冷旋风分离循环流化床锅炉为例说明，该炉具有运行稳定、可用率高、适应煤种广、经济性好、有害物质排放量低、调节能力强、启动快等优良性能，特别是对无烟煤和其燃烧特性与无烟 煤类似的不易燃烬的煤种，其优点更加突出。 一、高温水冷旋风分离器炉型特点： 1)分离效率高，n≥99.8％，能满足循环流化床锅炉对分离效率的要求． 2)优势： a、由于有水冷却，改善了耐磨材料的工作条件，采用密集销钉加特殊耐磨材料，保证锅炉长期稳定运行。 b、和炉膛一起悬吊在顶板梁上，热膨胀方向一致，结构布置紧凑，密封性好； c、可以快速启、停动； d、不会出现结焦现象； e、由于外壁温度低，锅炉散热损失小； f、由于分离效率高，提高了脱硫剂的利用率； 3）从热力学上分析采用水冷比气冷更加合理； 4）节省了大量昂贵的炉墙材料，性价比高；
二、几种分离器性能对比 三、下面就我公司循环流化床锅炉的情况，说明其特点： 1、采用全膜式水冷壁炉膛 整个炉膛采用了全膜式水冷壁结构，使炉膛的正压进行得到可靠的密封，同时又为传热提供了理想的受热面，后水冷壁在炉膛下部弯曲构成水冷布风板，同时与两侧水冷壁组成水冷风室，为床下点火创造必要的条件。 2、水冷式旋风分离器 本锅炉布置了两个水冷式分离器，由管子加扁钢焊成膜式壁，内壁密布销钉，再浇铸60㎜厚的防磨内衬。旋风筒的外壁仅需按常规膜式水冷壁的保温结构既可。它与耐火砖加钢板外壳的热分离器相比，除有很高的分离效率
旋风分离器的作用 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。 工作原理 净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。 性能指标 分离精度旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。压力降正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。设计使用寿命旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。 结构设计 旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐 通常，气体入口设计分三种形式：a) 上部进气b) 中部进气c) 下部进气对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm 或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。 应用范围及特点 旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80～160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。
1工程概况 1.1青海盐湖工业股份有限公司金属镁一体化供热中心的3、4、5、6#锅炉为华西能 源工业股份有限公司生产的480T/H的循环流化床锅炉。该锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式。锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两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。运转层8m设置混凝土平台。锅炉炉膛宽度为20193mm，炉膛深度为7492 mm。炉膛内布置有屏式受热面：六片屏式过热器管屏和六片水冷蒸发屏。中部是两个并列的汽冷式旋风分离器，分离器下部接回送装置至炉膛。在尾部竖井中从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器。过热器系统中设有两级喷水减温器。 2编制依据 2.1四川华西能源工业股份有限公司提供的锅炉省煤器、过热器设备图纸及有关技 术资料。 2.2《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）。 2.3《电力建设施工质量验收及评价规程》〈锅炉机组篇〉 DL/T5210.2—2009 2.4青海火电工程公司盐湖镁业供热中心安装工程项目《施工组织总体设计》。 2.5青海火电工程公司盐湖镁业供热中心安装工程项目《锅炉专业施工组织设计》。 2.6工程建设强制性标准的有关规定。 2.7《电力建设安全工作规程》（火力发电厂）DL5009.1-2002。 2.8 国家电网公司电力建设安全健康与环境管理工作规定。 3锅炉主要参数 3.1华西能源工业股份有限公司生产的480T/H循环流化床锅炉技术参数。 型号：HX480/9.8-Ⅱ2
额定蒸发量：480t/h 过热蒸汽压力：9.8MPa 过热蒸汽温度：540℃ 锅筒工作压力：10.99MPa 给水温度：215℃ 排烟温度：145℃左右 锅炉效率：90.8% 4主要工作量 4.1工作量见下表 序号设备名称重量（㎏）备注 1 上部水冷壁27970 含顶棚水冷壁 2 中部水冷壁79699 不含集箱重量 3 风室水冷壁47041 不含集箱重量 4 下部水冷壁56756 不含集箱重量 5 水冷蒸发屏34213 不含集箱重量 6 旋风分离器入口直段管屏14922 含集箱重量 7 旋风分离器直段管屏67381 含集箱重量 8 旋风分离器锥段管屏50242 含集箱重量 9 水冷壁上部刚性梁117251 10 水冷壁下部刚性梁26857 11 风室低部刚性梁10101 5主要设备技术数据 序号设备名称 设备安装 标高（㎜）设备规格设备材质 设备重量 （㎏） 件数（件） 1 前水下集箱6100 φ273×36 3114、 3193、3193 20G/GB5310 630、768、 768 各1
蜗壳式旋风分离器的原理与设计 l0余热锅炉2007.4 蜗壳式旋风分离器的原理与设计 杭州锅炉集团股份有限公司王天春徐亦芳 1前言 循环流化床锅炉的分离机构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,高浓度固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室一定 的颗粒浓度,保持良好的流态化状态,保证燃料和脱硫剂在多次循环,反复燃烧和 反应后使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率.因此, 循环流化床锅炉分离机构的性能,将直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计,系统布置及锅炉运行性能.根 据旋风分离器的入口结构类型可以分为:圆形或圆管形入口,矩形入口,"蜗壳式" 入口和轴向叶片入口结构.本文重点分析在循环流化床锅炉中常用的"蜗壳式"入 口结构. 2蜗壳式旋风分离器的工作原理 蜗壳式旋风分离器是一种利用离心力把固体颗粒从含尘气体中分离出来的静 止机械设备.入口含尘颗粒气体沿顶部切向进入蜗壳式分离器后,在离心力的作用下,在分离器的边壁沿轴向作贴壁旋转向下运动,这时气体中的大于切割直径的颗粒被分离出来, 从旋风分离器下部的排灰口排出.在分离器 锥体段,迫使净化后的气流缓慢进入分离器内部区域,在锥体中心沿轴向逆流 向上运动,由分离器顶部的排气管排出.通常将分离器的流型分为"双旋蜗",即轴 向向下外旋涡和轴向向上运动的内旋涡.这种分离器具有结构简单,无运动部件, 分离效率高和压降适中等优点,常作为燃煤发电中循环流化床锅炉气固分离部件. 图l蜗壳式旋风分离器示意图
蜗壳式旋风分离器的几何尺寸皆被视为分离器的内部尺寸,指与气流接触面的 尺寸.包括以下九个(见图1): a)旋风分离器本体直径(指分离器简体截面的直径),D; b)旋风分离器蜗壳偏心距离,; c)旋风分离器总高(从分离器顶板到排灰口),H; d)升气管直径,D; e)升气管插入深度(从分离器空间顶板算起),s; 余热锅炉2007.4 f)入口截面的高度和宽度,分别为a和 b; g)锥体段高度,H; h)排灰口直径,Dd; 2.1旋风分离器中的气体流动 图2为一种标准的切流式筒锥形逆流旋风分离器的示意图,图中显示了其内部 的流 态状况.气体切向进入分离器后在分离器内部空间产生旋流运动.在旋流的外 部(外旋升气管 涡),气体向下运动,并在中心处向上运动 (内旋涡).旋风分离器外部区域气体 的向下运动是至关重要的.因为,依靠气体的向下运动,把所分离到器壁的颗粒带 到旋风分离器底部.与此同时,气体还存在一个由外旋涡到内旋涡的径向流动,这 个径向流动在升气管下面的分离器沿高度方向的分布并不均匀. 轴向速度 切向速度 / 图2切向旋风分离器及其内部流态示意图图2的右侧给出了气流的轴向速度 和切向速度沿径向位置的分布图.轴向速度图表明气体在外部区域沿轴向向下运
旋风分离器的设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
旋风分离器的设计 姓名：顾一苇 班级：食工0801 指导老师：刘茹 设计成绩： 华中农业大学食品科学与技术学院 食品科学与工程专业 2011年1月14日 目录 第一章、设计任务要求与设计条件 (3) 第二章、旋风分离器的结构和操作 (4) 第三章、旋风分离器的性能参数 (6) 第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8) 第五章、最优类型的计算 (11) 第六章、旋风分离器尺寸说明 (19) 附录 1、参考文献 (20) 任务要求 1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算 2.旋风分离器的选型 3.旋风分离器设计说明书的编写 4.旋风分离器三视图的绘制
5.时间安排：2周 6.提交材料含纸质版和电子版 设计条件 风量：900m3/h ； 允许压强降：1460Pa 旋风分离器类型：标准型 （XLT型、XLP型、扩散式） 含尘气体的参数： 气体密度： kg/m3 粘度：×10-5Pa·s 颗粒密度：1200 kg/m3 颗粒直径：6μm 旋风分离器的结构和操作 原理： 含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。 颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。 在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。 在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出； 固相沿内壁落入灰斗。 旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。 旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。对于
旋风分离器设计中应该注意的问题 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500 ATM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 旋风分离器的形状是影响分离效率的重要因素。例如，如果入口
文章编号:100428774(2003)05250204 CFB锅炉旋风分离器的磨损分析及解决措施 收稿日期:2003203203 吴剑恒 (福建省石狮热电有限责任公司福建石狮362700) Analysis and Countermeasure on T ear2and Wear of CFB Boiler Cyclone Seperator WU Jian2hen 摘 要:文章介绍石狮热电有限责任公司两台D G35/3.82-17型CFB锅炉存在的旋风分离器磨损情况,对其原因进行了分析,并采取各种解决措施以及所产生的效果。 关键词:CFB锅炉;旋风分离器;磨损;解决措施 中图分类号:T K22916+6 文献标识码:B 1 前言 两台燃用福建无烟煤的D G35/3.82-17型CFB锅炉于1998年12月30日移交生产试运行。1#、2#炉累计运行达25861h和25601h,先后三次更换旋风分离器中心筒和出口转向室,并对筒体耐磨可塑料进行过两次修补,费时费力又耗财,给正常的生产经营带来较大的影响。 本文对这两台CFB锅炉旋风分离器(含筒体、中心筒、出口转向室)的磨损进行了原因分析,并介绍采取的各种解决措施以及所产生的效果。 2 锅炉技术规范 锅炉额定蒸发量: 35t/h 过热蒸汽出口压力: 3.82MPa 过热蒸汽出口温度:450℃ 锅炉设计热效率:82.74% 燃料颗粒度:≤8mm 分离器入口中心标高:24782.5mm 3 磨损情况及原因分析 3.1 旋风分离器简介 该炉采用中温分离技术,两个旋风分离器左右对称布置在水平烟道出口。分离器采用下出灰、上排气方式,分离后的烟气通过布置在分离器上部的连接烟道引出,进入省煤器上部烟道。分离器与回料器之间设有储灰仓,储灰仓的灰通过回料装置送入炉膛循环燃烧。 该分离器直径较小,分离效率较高,可提高锅炉燃烧效率;设计入口烟温为567℃,回料温度远远低于煤的着火温度,不存在分离器内燃烧结焦等问题,利于锅炉安全、连续运行。 分离器入口截面为1950mm×340mm,设计烟速25.0m/s,用12mm厚的12Cr1MoV钢板制成,入口处、四周及顶部焊有60mm长的<6mm销钉(密度174mm×174mm),敷设70mm的耐磨可塑料。筒体通流部分直径<1620mm。 中心筒直径800mm,长度1887mm,厚度12mm,材质12CrlMoV,额定工况下中心筒内的设计烟速为35.0m/s。 出口转向室用12mm厚的12CrlMoV钢板制成,出口截面为1288mm×898mm,设计出口烟速为1413m/s。 3.2 旋风分离器磨损情况 1999年9月,发现1#炉(累计运行5538h)分离器漏灰,停炉检查发现左侧中心筒法兰处被磨穿一个长152mm、宽12mm的口子,右侧中心筒相同部位有一个长93mm、宽8mm的口子;左、右侧转向室法兰处则分别磨有128mm×9mm、86mm×7mm的口子;其他部位也有磨损痕迹。检修时,在磨穿部位外部加焊10mm厚的钢板。 2000年2月春节检修时,两台炉(分别累计运
CZT型高效旋风分离器 使用说明书 浙江高达机械有限公司 一、概述 杭州高达机械有限公司依托浙江大学流体工程研究所在流体力学方面理论,特别是旋风分离器上的多年研究经验和先进的测试手段结合粉煤灰的实际情况专门开发了高效低阻旋风分离器。 CZT型长锥体高效旋风分离器是在通用旋风分离器的基础上专为粉煤灰细灰收集开发的专用设备。经长期多次改进，目前分离效率可以高达92%以上。与国内常用的多管旋风分离器相比,克服了风量分配不匀的致命弱点,使调试和保养更加简便,达到了国际先进水平。 二、原理 由分级机二侧蜗壳出来的含尘气流在负压作用下高速进入旋风分离器后，由于受蜗壳的限制，气流急剧改向，由直线运动变为圆周运动。旋转的气流将粉尘甩向侧壁，在磨擦阻力的作用下,粉尘失去动量，在重力的作用下沿筒壁下落，经下部排灰口排出。失去大部分粉尘的旋转气流在锥体的作用下集中向中部运动，旋转气流在顶部抽力的作用下,自下向上作螺旋流动（变成内旋气流）自顶部出风口排出。完成了含尘气体的净化。达到商品粉煤灰的收集目的。 三、 CZT型主要技术参数
四．装、调试、维护 1.吊装必须在吊装孔上吊装，运输过程中不允许有法兰变形筒体及锥斗不得撞凹，变形。 2.安装时，分离器中心线必须呈铅锤状态。 3.基础垫板必须在同一水平面上，找平后应与机架焊固。 4.进风管与进风口必须在同一中心线上,若有角度则在分离器进口受冲击方向加耐磨层。 5.旋风筒的效率与卸料口的锁风有决定性的关系,所以锁气卸料阀必需充分有效,不漏风。这是高效旋风分离器调试时的关键，必须给予高度重视，锁气卸料阀的柔性胶板无灰时必须密封良好。且有足够的料封高度。 6.每次开机运行后，应及时检查下灰口情况，在发现连续下灰后，操作工方可离开，否则需敲打侧壁，防止堵灰。当堵灰严重时应停料，关闭系统风机进口风门，进行清灰
旋风除尘器性能的模拟计算 一、下图为旋风除尘器几何形状及尺寸，如图1所示，图中D、L 及入口截面的长宽比在数值模拟中将进行变化与调整，其余参数保持不变。 图1 旋风分离器几何形状及尺寸（正视图）
旋风分离器的空间视图如图2所示。 图2 旋风分离器空间视图 二、旋风分离器数值仿真中的网格划分 仿真计算时，首先对旋风除尘器进行网格划分处理，计算网格采用非结构化正交网格，如图3所示。 图3 数值仿真时旋风分离器的网格划分（空间）
图4为从空间不同角度所观测到的旋风分离器空间网格。 图4 旋风分离器空间网格空间视图 本数值仿真生成的非结构化空间网格数大约为125万，当几何尺寸（如D、L及长宽比）改变时，网格数会略有变化。 三、对旋风分离器的数值模拟仿真 采用混合模型，应用Eulerian（欧拉）模型，欧拉方法，对每种工况条件下进行旋风分离器流场与浓度场的计算，计算残差<10-5，每种工况迭代约50000步，采用惠普工作站计算，CPU耗时约12h。 以下是计算结果的后处理显示结果。由于计算算例较多，此处仅列出了两种工况条件下的计算后处理结果。 图5是L=1.3m，D=1.05m 入口长宽比1:3，入口速度10m/s时，在y=0截面（旋风分离器中心截面）上粒径为88微米烟尘的体积百分数含量分布图。可以明显看出由于旋风除尘器的离心作用，灰尘被甩到外壁附近，而在靠近中心排烟筒下方筒壁四周，烟尘的体积浓度最大。
粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间) 粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)
粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间) 粒径200微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面) 图5 L=1.3m、D=1.05m、长宽比1:3，入口速度10m/s时烟尘空间分布
循环流化床锅炉旋风分离器返料器安装施 工探讨 谢晓刚（神华神东电力公司郭家湾电厂） 摘要：循环流化床（Circulating Fluidized Bed，简称CFB）锅炉效率高，煤种适应性广，洁净燃烧，已被大家所接受。但由于安装过程的一些问题使得在实际运行中，经常发生返料器引起的各种问题。现就高温旋风分离器下部的返料器在运行中出现的一些问题，结合理论和实践经验进行探讨。 关键词：循环流化床分离器安装施工 前言 循环流化床(CFB)锅炉的燃烧特点是节约能源，减少对大气的污染，是我国热能动力发展的方向。在CFB锅炉中，分离器的效率高的情况下，循环倍率高，可以提高燃烧效率，增强传热效果，但也确定了炉内烟气中固体颗粒的浓度。流化床锅炉的燃烧方式和性质决定了锅炉内衬的工作状况，要长期地经受带煤粒子的高温烟气高速冲刷，并且要在一定的工作年限内保持正常运转而不损坏。而实际情况是，分离器反料器在运行中经常存在一些问题，特别是试运初期，很容易发生堵灰等问题，这对整个热力机组不利，造成较大经济损失。解决好CFB锅炉分离器和反料器的问题，是进一步提高流化床运行的关键。而这些问题在安装过程就埋下了隐患，为了能更好的保证运行，根据运行经验结合安装施工进行一下探讨：1、分离器中心筒安装（结构参数问题），分离器效率降低，返料量不够 分离器的中心同时分离器的关键部件，对于分离器的性能来说是很重要的，中心筒的插入长度、直径都直接影响着分离效率，当插入长度太长时，风力起的效率高，可是当超过一个特定值时，他对后面的影响就又一次增大了，而当插入长度不够时，分离效率偏低，返料量降低，锅炉炉膛出口温度降低，气温偏低，床温偏高，严重时锅炉负荷降低。在施工时一定要严格按照设计参数进行安装施工，确保分离器的运行效率。 2、浇注料膨胀缝隙不合理，密封效果不好，致使外钢板烧红及漏灰、漏风，破坏压力平衡 由于浇注料的膨胀系数与钢材膨胀系数不一致，施工中需科学地设置膨胀缝，防止浇注料在烘炉中发生网状裂纹和贯穿性的裂纹。在返料器的安装过程中，内衬的浇筑或砌筑是十分关键的、重要的环节，对返料器的安全运行至关重要，已浇筑为例来说，在浇筑的过程中，浇注料分块间隔浇注，分块处每一块之间都要留有膨胀缝，现在的膨胀缝一般是倒“Z”型如图1所示，这样的膨胀缝在运行过程中热烟气很容易就穿透浇注料，热烟气中携带着高温的灰渣进入缝隙中，直接进入到中间夹层中，夹层中的硅酸铝保温材料和轻型浇注料，在高温下很容易得就损坏或隔热效果不好将热量很快就传递出去，使得外部钢板受热，在停炉冷却后再一次启动后再一次出现热烟气穿透，时间长了，漏入夹层的灰渣就会破坏夹层中的硅酸铝保温材料和轻型浇注料，高温烟气和携带的灰渣将直接接触外部的钢板，导致外部钢板烧红，在目前的施工中为了节省工时，大多都对膨胀缝是这样施工的，运行后很快就出现局部的钢板烧红现象，出现这样的情况后，停炉检查又不能发现问题，浇注料也没有损坏，检修也不好检修，浇注料的施工是一块一块的，每块之间都是这样的膨胀缝，如果要改变就要把整个的浇筑料全部重新浇筑，所以发生这种情况一般都是维持运行，等有机会处理，其实也就是等问题扩大后在处理，这样返料器一直处于带病运行，而且增加了热损失，使得厂房内温度增高，并且外部钢板长期处于高温下市的材质发生变化。如果将膨胀缝的施工改为反“Z”型如图2所示
河南晋开化工投资控股集团有限责任公司500kt/a合成 氨工程 配套热电装置5×240t/h循环流化床锅炉房安装工程 旋风分离器、 料腿、返料器吊装及施工方案 河南省安装集团有限责任公司 开封项目部 二〇一一年五月
目录 1、编制说明............................................................................................... - 2 - 2、概述....................................................................................................... - 2 - 3、设备部件概况 ...................................................................................... - 3 - 4、安装顺序............................................................................................... - 4 - 5、施工前准备........................................................................................... - 6 - 6、安装工艺及方法 .................................................................................. - 6 - 7、质量控制............................................................................................. - 11 - 8、安全及文明措施 ................................................................................ - 13 - 9、事故应急和求援预案 ........................................................................ - 14 -
旋风分离器的工艺计算 》 : *
目录 一.前言 (3) 应用范围及特点 (3) 分离原理 (3) 分离方法 (4) ) 性能指标 (4) 二.旋风分离器的工艺计算 (4) 旋风分离器直径的计算 (5) 由已知求出的直径做验算 (5) 计算气体流速 (5) < 计算旋风分离器的压力损失 (5) 旋风分离器的工作范围 (6) 进出气管径计算 (6) 三.旋风分离器的性能参数 (6) 分离性能 (6) ~ 临界粒径d pc (7) 分离效率 (8) 旋风分离器的压强降 (8) 四.旋风分离器的形状设计 (9) 五．入口管道设计 (10) $ 六.尘粒排出设计 (10) 七.算例（以天然气作为需要分离气体） (11) 工作原理 (11) 基本计算公式 (12) 算例 (13) ( 八.影响旋风分离器效率的因素 (14) 气体进口速度 (14) 气液密度差 (14) 旋转半径 (14) 参考文献 (15) …
' 旋风分离器的工艺计算 摘要：分离器已经使用十分广泛无论在家庭生活中还是工业生产，而且种类繁多每种都有各自的优缺点。现阶段旋风分离器运用比较广泛，它的性能的好坏主要决定于旋风分离器性能的强弱。这篇文章主要是讨论旋风分离器工艺计算。旋风分离器是利用离心力作用净制气体,主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，以达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。在本篇文章中，主要是对旋风分离器进行工艺计算。 [ 关键字：旋风分离器、工艺计算 一.前言 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。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，没有转动部分制造方便、分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离，而得到广泛运用。 ' 旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。 通常，气体入口设计分三种形式： a) 上部进气 b) 中部进气 c) 下部进气 对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。 应用范围及特点 旋风分离器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、
旋风分离器: 旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉，用于捕集直径5～10μm以上的粉尘，广泛应用于制药工业中。 主要功能： 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行，在西气东输工程中，旋风分离器是较重要的设备。 机构简介： 旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。是工业上应用很广的一种分离设备。 工作原理： 旋风分离器是利用气固混合物在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。由于颗粒所受的离心力远大于重力和惯性力，所以分离效率较高。 常用的（切流）切向导入式旋风分离器的分离原理及结构如图所示。主要结构是一个圆锥形筒，筒上段切线方向装有一个气体入口管，圆筒顶部装有插入筒内一定深度的排气管，锥形筒底有接受细粉的出
粉口。含尘气流一般以12—30m/s速度由进气管进入旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分，沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下朝锥体流动。此外，颗粒在离心力的作用下，被甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力，而靠器壁附近的向下轴向速度的动量沿壁面下落，进入排灰管，由出粉口落入收集袋里。旋转下降的外旋气流，在下降过程中不断向分离器的中心部分流入，形成向心的径向气流，这部分气流就构成了旋转向上的内旋流。内、外旋流的旋转方向是相同的。最后净化气经排气管排出器外，一部分未被分离下来的较细尘粒也随之逃逸。自进气管流入的另一小部分气体，则通过旋风分离器顶盖，沿排气管外侧向下流动，当到达排气管下端时，与上升的内旋气流汇合，进入排气管，于是分散在这部分上旋气流中的细颗粒也随之被带走，并在其后用袋滤器或湿式除尘器捕集。 净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。 特点： 旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管
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左右,是热工仪表误差，还是真的存在风室风压差，返料风有大小？我们争取在以后停炉检查中弄明白这个问题。 密相区中呈现的是缺氧燃烧，稀相区中呈现的是过氧燃烧，是由二次风补充氧气而产生的，也是为了充分燃烧。 循环流化床锅炉燃烧调整的原则