旋风分离器结构及参数标定方案设计

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。

旋风除尘器的结构参数4．1 旋风器的结构参数旋风器结构尺寸一般以筒体直径D1（m）为定性尺寸给出各部位的无因次比值，旋风器在筒体直径D1确定之后，可以按照无因次结构比值K D2、K D3、K D4、K H1、K H2、K H、K a、K b、K S确定其他部位尺寸，参见图1。

即：K D2=D2/ D1 K D2=D3/ D1 K D4=D4/ D1 K D2=D2/ D1 K H1= H1/ D1 K H2= H2/ D1K a=a/ D1 K b= b/ D1 K S= s/ D1 K H= H/ D1 = K H1+ K H2- K S其中D1筒体直径、D2芯管进口直径、D3芯管出口直径、D4锥体下部直径（排灰口直径），m；H芯管进口截面到锥体排灰口的距离（或称分离区高度）、H1筒体高度、H2锥体高度，m；a进口宽度、b进口高度、s芯管插入深度，m。

表1中列出了部分旋风器的结构参数[1-4]。

4.2 旋风器进口速度和筒体截面标称速度旋风器进口速度v0（m/s）指气流L（m3/h）由旋风器进口进入时的速度，筒体截面标称速度v A( m/s)是指气流量L与旋风器筒体截面面积的比值，即（1）4.3 阻力计算（2）式中ΔP--旋风器阻力，Pa；P d--气流动压；P d0、P dA--分别为对应于进口截面和筒体面的气流动压，Pa；ρ--气体密度，kg/m3。

Ρ=353K B/（273+t）（空气）；ρ=366 K B/（273+t）（一般烟气）（3）式中K B环境压力B的修正系数，K B =B/ B a，B a为标准大气压力（101.3kPa）。

t为气体温度，℃。

ξ为设备厂家提供的旋风器阻力系数，常见旋风器的阻力系数ξ见表2、3,可以用ξ0或ξA表示。

常见高效旋风器的阻力系数ξ表2-1常见旋风器的阻力系数ξ0表2-2ξ0为对应于进口截面的阻力系数；ξA为对应于筒体截面的阻力系数，可以反映同一直径的不同类型旋风器在处理相同风量时的阻力大小。

旋风集尘器分离器的原理及设计参数本帖最后由 bombcat 于 2010-11-4 12:22 编辑看了很多木有们DIY的旋风分离器，真是八仙过海各显神通，做出来的尺寸、比例也是五花八门。

在翻阅了论坛上关于旋风集尘器的帖子之后，感觉多数木有的DIY主要还是以模仿为主，似乎缺少那么点理论依据，于是我查阅了一些技术资料。

看过之后感觉在工业上要比较准确地分析和设计一个旋风分离器还是很复杂的，需要考虑风压、流速、粉料粒径、密度、粘度、桶壁光滑程度等诸多因素，这些对于我们收集木屑的用途来说过于复杂了，很多数据也是不可能掌握的，所以我本着避繁就简、简单实用的原则摘录一些资料，希望能对以后DIY旋风分离器的木友有所帮助。

工业上最常用的旋风式分离装置有两种形式：①旋风分离器：切向入口，本体为筒体+锥体型这种形式的旋风分离装置最常见，当然其入口、出口及灰斗处都有若干种变形可供选用，后面细说。

木有们DIY的旋风集尘器大多也是这个原理的，起码都是入风口在本体的切向，但DIY的集尘器本体就只是一个锥体，没有做成筒体+锥体形式的，可能是受国外那个成品旋风分离器DUST DEPUTY的影响吧。

绝大多数DIY这种造型分离器的木有都是采用花瓶作为锥体本体，比如=saga=f117whw做的这个：②旋风管：具有轴向导流叶片入口，本体为直筒型在木有DIY的集尘器中有类似这样旋风管结构的，比如xuelichina做的“大型旋风集尘器”以及岳阳楼用饮水机水桶改造的集尘器：这两位木有的集尘器虽然本体是直筒结构，但进风口还是采用与筒体切向，而不是标准旋风管那样从筒体顶盖处轴向进风。

从筒体顶盖轴向进风的好处是气流轴向对称，且因采用导流板，给进气流一定的向下的速度，使夹杂着灰尘的空气更快地向下运动，而不仅仅是靠重力。

先说说旋风式分离器的一些基本概念和原理吧。

按照第一张图所示，夹杂着尘粒的气体从进气口进入筒体后，沿筒内壁做向下的旋转运动，在这个过程中由于离心力的作用，气流内的尘粒被甩向桶壁，实现气体和固体的分离，尘粒在重力作用下沿桶壁旋转下降落入灰斗。

旋风除尘器cad结构图纸设计及技术参数.旋风除尘器 CAD 结构图纸设计及技术参数一、旋风除尘器的工作原理旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将粉尘从气流中分离出来的设备。

含尘气体由进气口进入除尘器后，沿切线方向进入旋风筒。

气体在筒内做旋转运动，产生离心力，粉尘在离心力的作用下被甩向筒壁，并沿壁面下滑，最终落入灰斗中。

净化后的气体则从旋风筒顶部的排气口排出。

二、CAD 结构图纸设计1、旋风筒的设计旋风筒是旋风除尘器的核心部件，其尺寸和形状直接影响除尘效果。

在 CAD 设计中，旋风筒的直径通常根据处理气量和允许的压力损失来确定。

一般来说，处理气量越大，旋风筒的直径也越大。

旋风筒的高度则需要综合考虑分离效率和空间限制等因素。

2、进气口的设计进气口的形状和尺寸对气流的分布和旋转速度有重要影响。

常见的进气口形式有矩形和圆形，进气口的面积应根据处理气量和进气速度来计算，以确保气流能够均匀地进入旋风筒。

3、排气口的设计排气口的位置和尺寸也需要精心设计，以避免已分离的粉尘被重新卷入气流中。

排气口的直径通常根据处理气量和允许的排气速度来确定。

4、灰斗的设计灰斗用于收集分离下来的粉尘，其容量应根据粉尘的产生量和清理周期来确定。

灰斗的形状一般为圆锥形或四棱锥形，以利于粉尘的排出。

在CAD 结构图纸设计中，还需要考虑设备的安装方式、支撑结构、密封性能等因素，确保旋风除尘器在实际使用中能够稳定运行，并且便于维护和检修。

三、技术参数1、处理气量处理气量是指旋风除尘器单位时间内能够处理的含尘气体体积，通常以立方米/小时（m³/h）为单位。

处理气量的大小直接决定了旋风除尘器的规格和尺寸。

2、分离效率分离效率是衡量旋风除尘器性能的重要指标，它表示被分离出来的粉尘质量与进入除尘器的粉尘质量之比。

分离效率的高低受到多种因素的影响，如旋风筒的直径、高度、进气口和排气口的设计、粉尘的性质等。

3、压力损失压力损失是指气体通过旋风除尘器时所产生的压力降，通常以帕斯卡（Pa）为单位。

生活垃圾焚烧系统旋风分离器及烟气系统的设计方案1.1 旋风分离器的简介旋风除尘器也称作离心力除尘器，是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。

如图1.1所示，旋风除尘器一般由进气口、圆筒体、圆锥体、顶盖、排气管及排灰口等组成。

当含尘气流由进气口进入除尘器后，绝大部分沿器壁以较高的速度（15～20m/s）自圆筒体呈螺旋形向下运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域，向下的旋转气流称为外旋流（或外涡旋）。

在旋转过程中产生离心力将密度大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去其惯性而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下滑，直至从排灰口排出。

外旋气流在到锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢，根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高；当气流达到锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向折转沿除尘器的中心轴线由下向上继续做螺旋运动，形成内旋流（或内涡旋），最后净化气经排气管排出除尘器外[8]。

图1.1 旋风除尘器的一般结构组成示意图1.2 旋风分离器结构的设计循环流化床的旋风分离器由于850～950℃的高温，不能采用金属结构；由于铺设耐火材料，筒体直径不能太小；由于磨损和支撑问题，排气管的长度较短；由于要布置返料装置，圆形筒体的长度也较短。

正因为这样的一些特点，需采用高温旋风分离器，其设计参数如图1.2所示，且其设计比例与工业旋风分离器的尺寸比例有所不同，高温旋风分离器的设计计算如下[12,15]。

图1.2 旋风分离器结构尺寸1.2.1 入口风速确定入口风速一般取 18～35 m/s 。

本设计中取入口风速为 25 m/s 。

1.2.2 旋风筒直径的计算120i q D Nabv ⎛⎫= ⎪⎝⎭(5-1)a a D =(5-2)b b D =(5-3)式中：0D ——旋风筒直径，m ；q ——气体流量，3/m s ； N ——分离器的个数； a ——进口高度，m ； b ——进口宽度，m ； i v ——进口速度，/m s 。

旋风分离器的设计班级：制剂121学号：2~10设计条件风量：60万 m3/h入口温度：150摄氏度分离效率：70%含固量：10克每立方米含尘气体的参数：密度：1.1 kg/m3粘度:1.6x10-5Pa·s 求旋风分离器的结构和操作含尘体从圆筒上部长方形切线进口进入，沿筒内壁做旋转流动，颗粒心力较大被甩到外层，气流在内层气固得以分离，圆锥部分，旋转半径缩小而切线速度增大，气流与颗粒做下螺旋运动，在圆锥底部，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。

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。

编辑本段应用范围及特点。

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。

60万 m³/h风量下标准型旋风分离器的分离效果标准型中压强降计算式为△P=ζρu/2。