循环流化床锅炉旋风分离器改造及应用效果

度等进行更改。

对一二次风的比例进行合理分配，使得一次风压头下降，二次风压头提升，大幅提高二次风的穿透力，达到分级燃烧的目的，使得燃料能够燃尽。

(2)烟气再循环系统优化改造前为降低成本，原有流化床四台锅炉燃煤主要为灰分低、碱金属含量高的准东煤，并且原设计分离器效率低，而燃煤本身含灰量较低，即使燃煤掺烧电石渣，灰分也无法有效提升。

分离器效率低、灰分差导致灰循环倍率明显不足，炉内热负荷分配不均，造成锅炉8个床温测点温度偏差大，有时候偏差可以达到60℃，造成燃烧极为不稳定。

本次烟再系统的优化就是把锅炉产生的含氧量低的一部分烟气在烟囱前引出一支，通过新增加的烟再风机送到一次风的入口再次利用。

通过烟气的再次利用，使得原有一次风量有所降低，同时密相区的低氧可以抑制床温，通过二次风量的适当增加，补充被替代的一次风量。

通过烟再的低氧烟气再次利用，在降低床温的同时，可以有效控制锅炉空预器进出口的氧含量，大幅降低NO x 排放。

由于烟气中存在一定的粉尘颗粒，可能对一次风机叶轮产生磨损。

针对此项问题，对磨损的原理展开分析，具体如式(1)：W ∝V d 2.5×D d 3×ρd ×f (1)式中：W 为磨损量；V d 为粉尘速度；D d 为粉尘颗粒度；ρd 为粉尘浓度；f 为粉尘与金属表面冲击角度。

由公式(1)看出，气流速度的2.5次方、粉尘粒径的3次方与磨损成正比，是影响磨损的关键因素。

当采用烟气再循环后，一次风总量并不产生明显的变化，仅在一次风中增加一部分烟气量，由于锅炉目前除尘效率很高，除尘器后粉尘浓度极低，粉尘粒径小，且烟气量仅为一次风量的20%～35%左右(设计值留有较大裕量，实际运行值更低)，混合后的气体含尘量进一步降低，磨损能力很弱，可以忽略不计。

按照设计值，除尘后烟气中的烟气中含尘量≤10mg/m 3，再和空气混合后其浓度不大于5mg/m 3，而在常规工业中的通风通道来说，一般将100mg/m 3以下含尘量的气体划归为洁净气体。

【摘要】本文主要分析循环流化床锅炉旋风分离器中心筒及其浇注料墙体多次损坏（筒体开裂、变形、倾斜、脱落、挂钩脱落，浇注料脱落等）的原因，并针对存在缺陷的部位提出了结构性优化改造，经检修改造后，现在该炉一直运行稳定。

【关键词】循环流化床锅炉；旋风分离器；中心筒中心筒；托架；总进气管；环隙承重板；排气管；结构优化改造1 前言循环流化床锅炉是近年来发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧的锅炉。

而高温旋风分离器是循环流化床锅炉的关键部件，其主要由筒体及中心筒组成，中心筒又是高温旋风分离器的关键部件。

国内循环流化床锅炉经过多年的实践运行，也相继暴露出了流化床锅炉存在的一系列问题。

譬如，随着长时间的运行，旋风分离器中心筒常出现了磨损穿孔、脱落、碳化等现象，浇注料脱落，从而影响了整个循环流化床锅炉的安全稳定运行。

在现有技术中，循环流化床锅炉旋风分离器中心筒安装方式主要有焊接吊挂式、螺栓拉杆式、外置的下吊筋吊挂式及自由吊挂式。

自由吊挂式是目前最佳的安装方案，其托架与中心筒不焊接，可以使筒体上下自由膨胀，不发生变形，歪斜和连接板断裂现象，这是人们希望的理想状态。

但实际运行过程中，由于设计、制作、安装、金属材质等因素，以及中心筒处在烟气温度高、烟气流速快、颗粒物浓度大的环境中，至使中心筒在烟气流扰动、振动、重力、高温等综合因素作用下发生变形，导致筒体凹凸不平或者椭圆化甚至坠落；从而使分离效率下降，造成锅炉带负荷能力下降，锅炉飞灰含碳量升高，过热器及尾部烟道内的受热面加速磨损，严重影响着锅炉设备的安全经济运行。

2 损坏原因分析2.1 中心筒设计结构欠佳常用的自由吊挂式是指中心筒通过上部大筋板安放在支架上的安装方式，这种安装方式大筋板与支架间为自由配合（无焊接等任何方式的固定），可以相对滑动，因此中心筒在受热膨胀时或冷却收缩时均不会受到较大的阻力发生变形。

这是人们希望的理想状态。

但是大筋板在中心筒重力及吊架支撑力的共同作用下有一个旋转的趋势，且大筋板固定在中心筒上再加上中心筒工作时处于红热状态，强度降低，极易被扭曲变形，严重时可以从支架上脱出，并且一般大筋板与支架上的配合间隙较小，相互挤压导致墙体局部脱落，影响锅炉正常运行。

第42卷中国井矿盐Vol.42CHINAWELLANDROCKSALT工程与设计循环流化床锅炉旋风分离器改造及应用效果刘建军（中盐皓龙盐化有限责任公司，河南平顶山467000）摘要：通过两台65t/h循环流化床锅炉旋风分离器磨损原因的分析，对设备进行了改造，在实际生产中取得了良好的效果。

关键词：循环流化床锅炉；旋风分离器；磨损；技术改造中图分类号：TS3文献标识码：A文章编号：1001-0335（2011）04-0029-03 OnModificationandApplicationEffectoftheCycloneofCirculating FluidizedBedBoilerLiuJianjun(CNSICHaoLongSaltChemicalCo.,Ltd.PingdingshanHenan467001)Abstract:Thispaperintroducesthewearpatternofthecyclonesofthetwo65t/hcirculatingfluid izedbedboilers.Theanalysisofthereasonsofwearandtearhasresultedinmodificationwithgoo deffectinactualproduction.Keywords:Circulatingfluidizedboiler,cyclone,wearandtear,technicalmodification结焦等问题，更利于锅炉安全、连续生产运行。

分离器结构简图见下图：62675051-分离器椎体2-分离器简体24782.53423-入口膨胀节4-中心筒5-出口膨胀节6-出口转向室1前言平顶山天源盐化有限公司的2台65t/h循环流化床锅炉自2005年7月投运以来，已累计运行40192h和39897h，各项指标均达到设计要求。

由于旋风分离器磨损严重的原因，先后更换1次中心筒和出口转向室，并对筒体耐磨可塑料进行4次修补，给正常的生产运行造成较大的不良影响，增加生产成本。

循环流化床锅炉分离效率对锅炉脱硝的影响分析发布时间：2022-07-13T02:05:56.952Z 来源：《福光技术》2022年15期作者：陈久全符志国程伟[导读] 作为循环流化床效率保证的重要设备之一的旋风分离器，其主要作用是将烟窗出口的高温气固混合物中的灰分离出来，循环流化床中的旋风分离器分离效率能达到99％，高温灰在分离后通过返料风机送回燃烧室，大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，通过返料灰的作用保证未完全燃烧的燃料和脱硫石灰石多次循环往复，这样能很好地提高燃烧效率、脱硫效率，也能很好地降低床温，减少炉膛结焦的可能。

四川泸天化股份有限公司四川泸州 646300摘要：以130T/h循环流化床锅炉为研究对象，针对高负荷运行NOx偏高的现象，对旋风分离器中心筒进行研究、改造，通过研究中心筒尺寸对循环流化床分离效率的影响，以应对高负荷运行工况。

最终中心筒入口直径从1900mm减小到1600mm，运行100天后，与改造前相比，返料系统风量上升了16%，炉膛平均床温下降了4.3%，NOx排放浓度下降22.8%，为高负荷运行脱硝控制增长了经验。

关键字：循环流化床旋风分离器中心筒1 前言作为循环流化床效率保证的重要设备之一的旋风分离器，其主要作用是将烟窗出口的高温气固混合物中的灰分离出来，循环流化床中的旋风分离器分离效率能达到99％，高温灰在分离后通过返料风机送回燃烧室，大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，通过返料灰的作用保证未完全燃烧的燃料和脱硫石灰石多次循环往复，这样能很好地提高燃烧效率、脱硫效率，也能很好地降低床温，减少炉膛结焦的可能。

因此，在循环流化床中旋风分离器的分离效果，直接影响了整个锅炉的整体设计、系统的分布。

为此，对于循环流化床旋风分离器的研究也有很多，也是理论与生产研究的重中之重。

2 旋风分离器原理循环流化床中旋风分离器一般采用整体立式结构，因为其体积小、重量轻、结构简单等特点，广泛使用。

摘要在循环流化床锅炉里，通常将旋风分离器布置在锅炉炉膛出口，以便将高温烟气流中的热固体物料分离下来进入回料阀进入炉膛继续循环，以便保证炉膛内一定的灰浓度同时也提高了燃烧效率。

现在我国大部分旋风分离器都是根据烟气量计算出旋风分离器筒体直径后，通过设计手册确定各部分尺寸，但这种设计方法针对性差，实际分离效果不能满足要求。

针对这问题，本设计以130t/hCFBB旋风分离器的设计为例，通过对压降损失和分离效率的计算，筛选出最佳的分离粒径，以该粒径为参考，确定旋风分离器各部分的尺寸关系并最终计算出各部分的尺寸，完成旋风分离器的设计。

通过本设计的设计思路和方法，可有效地提高分离效率，为循环流化床锅炉的稳定运行提供了保障。

关键词：高温旋风分离器；分离效率；压降损失；尺寸计算AbstractCyclone plays an important role in circulating fluidized bed.In the circulating fluidized bed boiler,Usually arranged in the boiler furnace cyclone export to the high temperature gas stream down into the thermal separation of solid materials into the furnace return valve to cycle in order to guarantee a certain degree of gray levels within the furnace also increases combustion efficiency.Now most of our cyclone are calculated according to smoke after the cyclone cylinder diameter,through the various parts of the design manual to determine size,but targeted poor design, the actual separation can not meet the requirements.To address this problem, The design makes 130t/hCFBB cyclone design for example,On the calculation of the pressure drop and separation efficiency, then select the best particle size, To the diameter of reference to determine the relationship between the size of various parts of cyclone and finally calculate the size of each part to complete the design of cyclone.Through the design of design ideas and methods can effectively improve the separation efficiency, sTab operation of circulating fluidized bed boiler to provide a guarantee.Key Words：high temperature cyclone separator；separation efficiency；pressure drop；size calculation目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 循环流化床锅炉的发展趋势及其所带来的技术难题 (2)1.1.1 国内外循环流化床锅炉发展 (2)1.1.2 循环流化床锅炉大型化的技术难题 (4)1.2 循环流化床分离装置的发展 (4)1.2.1 循环流化床分离装置的分类 (4)1.2.2 分离器的发展及应用 (5)2 旋风分离器的发展及应用 (11)2.1 旋风分离器的结构及工作原理 (12)2.2 旋风分离器气粒两相运动研究的进展 (12)2.3 旋风分离器的分离机理 (14)3 旋风分离器内气流运动概况分析 (16)3.1 颗粒的沉降速度和离心分离速度 (16)3.2 旋风分离器内气流流动概况 (19)3.3 极限粒径 (22)4 压降和效率的计算方法 (27)4.1 压降 (27)4.1.1 压降的影响因素 (27)4.1.2 压降的计算 (27)4.2 效率 (29)4.2.1 表示方法 (29)4.2.2 效率的计算方法 (30)5 结构尺寸的确定 (33)5.1各部尺寸关系 (33)5.1.1 进口管 (33)5.1.2 排气管 (35)5.1.3 筒体直径 (36)5.1.4 圆柱体长度 (36)5.1.5 圆锥体 (37)5.1.6 集灰斗 (37)5.1.7 旁室 (37)5.2 尺寸计算 (38)5.3 小结 (39)6 影响分离性能的因素 (40)7 结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录A (44)附录Ｂ (53)前言随着经济发展，石油、煤炭等一次能源消耗量不断增加，储量急剧减少，全世界都面临着能源危机。

循环流化床锅炉旋风分离器事故分析与改造措施【摘要】旋风分离器效率的提高是循环流化床锅炉经济运行的关键，其设备的长期完好运转是循环流化床锅炉稳定运行的关键。

通过对旋风分离器常见事故的分析、总结、提出并实施改造，为循环流化床锅炉满负荷运行提供保证。

【关键词】旋风分离器中心筒分离效率改造措施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固体物料从气流中分离出来送回燃烧室，以维持燃烧室的快速流化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应，使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率。

黑化集团热电分厂的四台济锅生产的YG-75/3.82-M1型循环流化床锅炉采用高温绝热旋风分离器和悬挂中心筒，在运行中出现大量事故。

近几年在实践中对事故的不断分析总结和对设备的不断改造，使锅炉能够长期安全高效稳定运行。

2 旋风分离器中心筒变形脱落的改造措施2.1 问题的提出锅炉投运初期，运行一年以后，6#炉发现旋风分离器处差压增大，分离效率下降，锅炉负荷骤减。

停炉检查发现锅炉中心筒出口处筒壁变形向内突出，四个吊挂开裂两个，造成筒体倾斜。

如继续运行，中心筒就会落入分离器椎体内。

2.2 原因分析中心筒出口与旋风分离器顶棚直接接触，在锅炉启炉和运行中中心筒和分离器顶棚受热膨胀，相互挤压使筒体变形。

进入旋风分离器的烟气一部分由变形处短路，分离效率降低，筒体变形愈加严重。

中心筒是由四根750×80×8mm材料为1Cr25Ni20Si2钢板悬吊，一侧焊接在中心筒外壁上，另一侧焊接在旋风分离器出口外护板上。

在950℃和高速烟气作用下轻微摆动，焊口氧化开裂，造成倾斜和脱落。

2.3 改造措施（1）改变中心筒的结构和材质。

原中心筒由δ8mm的1Cr25Ni20Si2钢板卷制改为δ10mm的0Cr25Ni20钢板卷制，提高其抗压强度和耐热温度。

在筒体外壁上中下三处分别增加了防变形的加强环，出口加强环内焊有8个三角形的加强板。

循环流化床锅炉旋风分离器的最新发展与高效运行刘佳斌(山东大学能源与动力工程学院济南250010)摘要：循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流态化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。

这样,才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。

关键词: 旋风分离器、循环流化床锅炉、循环效率、发展。

图1 75t/h循环流化床锅炉简图1.循环流化床旋风分离器的工作原理如图2、3为普遍采用的高温旋风分离器结构。

此类分离器的体积庞大,占地面积与炉膛基本相当,它是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将颗粒从气流中分离出的一种干式气固分离装置。

含灰烟气在炉膛出口处分进入旋风分离器,旋风分离器的圆形筒体和气体的切向入口使气固混合物进入围绕旋风分离器的2个同心涡流,外部涡流向下,内部涡流向上。

由于固体密度比烟气密度大,在离心力作用下固体离开外部涡流移向壁面, 再沿旋风分离器的循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流态化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。

这样,才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。

因此,循环流化床分离机构的性能优劣,将直接影响整个循环流化床锅炉的出力、效率及运行寿命。

随着循环流化床锅炉大型化的发展,对分离器提出了更高的要求,它不但要能处理大容量的烟气,还要求能在恶劣的环境中可靠、稳定运行。

多年的商业运行经验表明,高温旋风分离器目前仍是最适合(大型)循环流化床锅炉的分离器之一。

图 3 高温旋风分离壁面滑落,经返料器返回炉膛循环再燃,相对干净的气体通过内部涡流向上移动,由旋风分离器顶部的中心筒出口排出。

烟气经过过热器、省煤器、空气预热器进入尾部烟道,随烟气排出的微细颗粒由锅炉后部的静电除尘器收集。

此类分离器在设计保留了传统的旋风分离器的设计特点，从目前的情况来看，运行情况良好，但由于分离器体积过大，且由于大量采用耐火，保温材料，机组具有热惯性大，易于磨损。