旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用研究

薛治国

摘 要： 近年来，循环流化床锅炉技术以其高效低污染的优势，受到了人们的广泛的关注，在应用的过程中也逐渐暴露出了一些问题，尤其是旋风分离器，作为循环流化床锅炉中的重要组成部分，其运行过程中的稳定性和安全性，对于循环流化床锅炉的正常运行是至关重要的。所以本文基于这一问题，对旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用进行探究，为循环流化床锅炉技术的发展提供参考。

关键词： 旋风分离器;循环流化床锅炉;应用研究

【中图分类号】TK229.6+6     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）17-0177-01

引言：旋风分离器是循环流化床锅炉的重要组成之一，主要是外循环回路的核心部件，通过对炉膛出口的烟气进行气固分离处理，从而降低烟气中的固体颗粒含量，在提高燃烧效率的同时，还能减少尾部烟道的磨损，提高锅炉的环保性能。因此旋风分离器的设计，对于整个循环流化床的性能是至关重要的。

1 旋风分离器的概念分析

1.1 旋风分离器的定义。

旋风分离器主要用于气固两相流中的固体粒子的分离，其原理是依靠烟尘进入分离器时切向旋转运动所产生的离心力，将烟尘中的大部分固态粒子分离，通过料腿进入返料装置，继而送回燃烧室。不仅具有结构简单和操作弹性好的特点，还具有分离效率高、维修管理便捷、经济成本低的优势，在粉尘颗粒较粗，含尘量较大的高温高压条件下，应用最为广泛。

1.2 旋风分离器结构分析。

现阶段旋风分离器主要以切流导入式为主，其外部结构包含筒体、锥体、料腿、返料器、中心筒等，在筒体上半段的切线方向设有一个进气口，顶部与连接烟道交接处有偏置的中心筒，錐体底部有直料腿和返料器。在烟气经进气口进入分离器后，通过烟气在筒体及锥体内旋转运动所产生的离心力，使烟气中的大部分固体粒子分离下来，通过料腿进入返料装置，继而送回燃烧室，参与再次燃烧，分离后较清洁的烟气则经过中心筒进入连接烟道，最后进入尾部对流受热面，参与尾部烟道内过热器、省煤器及空预器的换热。

2 旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用措施分析

2.1 合理调整旋风分离器的结构，提高物态分离效率。

近年来，环境污染的问题日益严重，人们也开始认识到环境污染的危害性，开始在生活、工业、农业等多个方面进行有效地控制，以降低环境污染对生活的影响。而锅炉设备对空气环境的影响较大，尤其是锅炉设备排放的废渣废气，会对周边的环境造成严重影响，其中对周边空气的影响尤为明显。伴随着问题的出现，旋风分离器的应用越来越受到人们的重视，通过利用旋风分离器的原理和结构，对锅炉烟气中的固体颗粒和气体进行有效分离，既可以降低对周边空气环境的影响，还可以通过二次利用烟气中固体颗粒的方式，合理优化资源利用，降低经济成本的投入。旋风分离器在应用的过程中，通过旋转气流带动固体颗粒物向分离器的筒壁进行运动，受离心力的影响，实现锅炉烟气的固气分离。因此，对旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用措施进行分析时，可以通过加快固体颗粒运动速度的方式，增强旋风分离器的分离效率，提高循环流化床锅炉技术的稳定性和高效性。

比如，对旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用措施进行分析时，可以通过加快烟气运动速度的方式，增加烟气在分离器中运行的离心力，从而增强旋风分离器的分离效率。在调整旋风分离器的结构时，可以从整体结构设计和局部结构设计向两个方面进行思考。首先是整体结构方面，可以通过在分离器筒体上方加设一个二次分离附件的方式，在不改变原有循环流化床锅炉原貌的基础上，增强旋风分离器的分离效率。在实际应用时，通过使中心筒的一部分筒体置于分离器筒体中的方式，增强旋风分离器中的离心力，从而提高旋风分离器的性能，有效缩短固体颗粒在筒中的运行时间，加强旋风分离器的工作效率。而局部结构改造方面，在对旋风分离器进行局部结构改造时，主要可以从两个方面入手，分别是进口结构优化与锥体外形结构改造，进口结构改造方面，可以针对分离器内部气流轴不对称的问题，把单进口转化为双进口，提高分离器内部气流轴的对称性，从而减小分离阻力，提高分离效率。而锥体外形结构改造方面，可以适当减小锥体下半部分的直径，从而提高旋风分离器的收集效率。

2.2 优化分离过程中的返料环节。

循环流化床锅炉在运行过程中，由于返料装置的影响，经常会出现故障，严重时甚至会造成停炉，产生严重的经济损失。因此，保障旋风分离器的稳定运行对整个锅炉的稳定运行有极为重要的作用。

因此，对旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用措施进行分析时，可以针对返料装置中容易出现的床料不均匀、磨损严重、结焦等问题，合理优化分离过程中的返料环节，从而高旋风分离器在循环流化床锅炉中应用的稳定性。在实际优化的过程中，要对这些问题的特点和产生原因进行详细分析，并通过完善操作流程与注意事项的方式，避免这些故障事故的发生。如在锅炉启炉前，可通过做冷态试验的方式，测量出返料床的空床阻力，用来初步判断返料风机选型是否合适及返料风帽有无堵塞的现象;运行的过程中，要注意炉内压力的大小，在炉内压力高于设定值时，需及时判断并找出原因，必要时可停炉检查，避免因为长期压力过大，对锅炉保温材料造成损坏，造成不必要的财产损失。其次，在锅炉工作过程中，要采取循序渐进的方式，避免炉内温度忽大忽小，导致风帽出现堵塞的状况，并且要对一次和二次配风的配比进行合理完善，在正式运行前，可以参考同等规格型号的锅炉，并经过反复地试验，确保一、二次风的配比合理。不仅如此，还要对旋风分离器的烟气流速进行细致地把控，要在增加效率和减少磨损之间，找到合适的中间点，可以通过试运行的方式，反复试验烟气流速对筒内的磨损状况，找到磨损最小，而分离效率最高的烟气流速数值，在保证旋风分离器使用寿命的前提下，提高其工作效率。最后，还要对旋风分离器中心筒的高度进行合理设计，可以通过计算机模拟与实际验证相结合的方式，在保证旋风分离器工作性能的同时，尽量缩小其体积，从而减小锅炉的占地面积和维护费用，增强锅炉的经济效益，进而推动循环流化床锅炉技术的发展。

总结：探究旋风分离器在循环流化床锅炉中的应用时，要先对旋风分离器的概念进行一定的了解，在其工作原理和结构特点的基础上，根据循环流化床锅炉技术的需求，以及当前所出现的问题，对旋风分离器的结构以及应用方式进行合理地设计和优化，从而增强旋风分离器的工作效率，促进循环流化床锅炉技术的发展。

参考文献

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