专利名称：一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤粉分离器领域，特别涉及一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器。
背景技术：
目前，为了适应煤种、负荷变化以及低NOx燃烧器运行的需要，一般制粉系统的中速磨大多配静动叶组合式旋转煤粉分离器。旋转煤粉分离器是制粉系统的重要组成部分，其运行性能直接影响制粉系统及整个机组的安全经济运行。现有的静动叶组合式旋转煤粉分离器由于导向静叶及转子动叶型式的固定性，需要通过改变静、动叶安装的组合方式及转子动叶的转速来提高分离器的运行性能，不仅会使旋转煤粉分离器的安装变得复杂繁琐，而且无形中增加了电动机的能耗；现有的静动叶组合式旋转煤粉分离器不能在低能耗下达到较高的分离效率，其分离效率的增加必定会引起其能耗的增大。对于新型弯扭 动叶式旋转煤粉分离器的最新研究未考虑转子动叶片的实际厚度，而且没有对其结构进行优化设计，因而研究低能耗下具有较高分离效率的旋转煤粉分离器的最优结构成为研究的热题。
发明内容本实用新型为了解决现有旋转煤粉分离器不能在低能耗下达到较高的分离效率以及弯扭动叶式旋转煤粉分离器最优结构的不确定性等问题，提供了一种考虑转子动叶实际厚度、对转子动叶进汽侧入口段及出汽侧出口段截面进行渐变设计的一种新型旋转煤粉分离器，并对其结构进行了优化设计。解决上述问题所采用的技术方案如下该旋转煤粉分离器由分离器壳体、导向静叶、动叶框架、转子动叶、落煤管、锥形挡板和回粉管组成，导向静叶为传统直叶片，均匀分布在回粉管顶部的外圈且固定在分离器壳体上；转子动叶为变截面弯扭叶片，均匀分布在内圈的动叶框架上；落煤管位于分离器壳体的中心；锥形挡板设置在转子动叶的下部，且与转子动叶的下部底边匹配对接。所述转子动叶的进汽侧变截面段的四个弧AG、AH、CK、CL，出汽侧变截面段的四个弧BI、BJ、DM、DN,各自的曲率半径不等。所述转子动叶中进行弯曲后的弧AB与弧CD的曲率半径不等。所述转子动叶的内测出汽边的上部顶角B和外侧进汽边的下部底角C均向转子动叶的中心扭转，减小了煤粉气流进入时的阻挡损失和流出时的涡流损失，大大降低了阻力损失，有助于分离器分离电耗的降低。所述转子动叶的弯度为15°，扭转角度为25°所述转子动叶的进汽边AC和出汽边BD均为直线。所述导向静叶的水平安装角Y G;转子动叶的水平安装角a G，垂直安装角e G。[0012]所述转子动叶的水平安装角度为10°。本实用新型的有益效果为本实用新型对旋转煤粉分离器的转子动叶考虑了实际厚度，并对其进汽侧入口段及出汽侧出口段的截面进行了渐变设计，在更低的电动机转速下能使旋转煤粉分离器的出口煤粉较细，分离性能较高，阻力损失较低，从而提高了制粉系统、锅炉及整个机组的安全性和经济性，对电厂的节能降耗有重要作用；其弯扭转子动叶片最佳结构的确定，为旋转煤粉分离器的设计及制造提供了新方法。
图I是本实用新型的整体结构示意图；图2是转子动叶的结构示意图； 图3是转子动叶变截面弯扭后型线部分的俯视图；图4是导向静叶和转子动叶中间横截面的剖面图；图5是图4中Y处的局部放大及导向静叶和转子动叶的水平安装角Y和a的安装示意图；图6是转子动叶的垂直安装角P的安装示意图。图中标号I-分离器壳体；2_导向静叶；3_动叶框架；4_转子动叶；5_落煤管6_锥形挡板；7-回粉管。00'是旋转轴中心线；h是转子动叶的长度；d是转子动叶弯扭前的宽度；6是转子动叶的厚度；A、B、C、D是转子动叶的四个顶点；AC是转子动叶的进汽边；BD是转子动叶的出汽边；弧AG、AH、CK、CL是转子动叶进汽侧变截面段的四个弧；弧BI、BJ、DM、DN是转子动叶出汽侧变截面段的四个弧；y是导向静叶的水平安装角；a是转子动叶的水平安装角；P是转子动叶的垂直安装角。
具体实施方式
本实用新型提供了一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。如图I所示，本实施方式由分离器壳体I、导向静叶2、动叶框架3、转子动叶4、落煤管5、锥形挡板6和回粉管7组成。导向静叶2为传统直叶片，均匀分布在回粉管7顶部的外圈且固定在分离器壳体I上；转子动叶4为变截面的弯扭叶片，均匀分布在内圈的动叶框架3上；落煤管5位于分离器壳体I的中心位置；锥形挡板6设置在转子动叶4的下部，且与转子动叶4的下部底边匹配对接。如图2和图3所示，本实施方式所述的旋转煤粉分离器的转子动叶4为考虑叶片实际厚度，且对叶片进汽侧入口段及出汽侧出口段的截面进行渐变设计的弯扭叶片，转子动叶4由传统直叶向其变截面的弯扭叶片转化的具体实施过程如下I)厚度选定一个长方体直叶片，其长为h，宽为d，高(叶片的厚度)为5 ；2)变截面选取长方体直叶片的四条厚度边的中点，记为A、B、C、D ;在长方体直叶片的四条宽度边上依次选取G、I，H、J，K、M，F、N八个点，依次连接AG、AH、CK、CL、BI、BJ、DM、DN ;做弧AG、AH、CK、CL、BI、BJ、DM、DN，其曲率半径分别为R1 R8,且各曲率半径Rx取值不等(其中X为自然数G [1,8]);连接AC、BD，则面AHJBDNLC、面AGIBDMKC、面AGIBJH和面CKMDNL组成变截面四面体；3)弯曲始终保持AC，BD两边为直线，将变截面四面体直叶片进行纵向弧形弯曲，弧AB的曲率半径为R9,弧CD的曲率半径为Rltl,且R9与Rltl取值不等；4)扭转首先保持变截面弯曲叶片上的A、C、D三个顶点的位置不变，且维持BD边始终为直线，使内测出汽边的上部顶角B向转子动叶4的中心发生扭转；在出汽边上部顶角B扭转完成的基础上，保持变截面弯扭叶片上的A、B、D三个顶点的位置不变，且维持AC边始终为直线，使外侧进汽边的下部底角C向转子动叶4的中心发生扭转。导向静叶2的水平安装角Y G;转子动叶4的水平安装角a G，垂直安装角P G;转子动叶4弯度的取值范围为[0，45° ];转子动叶4扭转角度的取值范围为[0，45° ]。导向静叶2的水平安装角Y的定义结合图5，Y为中间横截面剖面图中导向静叶2的叶宽PQ与导向静叶2的内侧出汽边的端点P与旋转轴中心线00'的投影点0的连线OP的夹角(锐角)。转子动叶4的垂直安装角P的定义结合图6，取面AGIBJH的中心点E点、面CKMDNL的中心点F点，连接两中心点EF，则EF所在直线与旋转轴中心线00'的夹角(锐角)即为转子动叶4的垂直安装角3。转子动叶4的水平安装角a的定义结合图5，在转子动叶4的垂直安装角@确定的基础上，作一个平面通过EF的中点且垂直于旋转轴中心线00'，所作平面与旋转轴中心线00'交点的投影点为点0，与转子动叶4的AC、BD两边交点的投影点分别为点k'、B'，则直线OB'与直线B' k'的夹角(锐角)即为转子动叶4的水平安装角a。转子动叶4弯度的定义结合图2，转子动叶(4)弯曲后(即虚线叶片)的进汽边和出汽边与起始变截面直叶片进汽边和出汽边的夹角。转子动叶4扭转角度的定义结合图2，转子动叶(4)的内测出汽边的上部顶角B和外侧进汽边的下部底角C向转子动叶(4)的中心扭转的角度。通过理论分析与模拟试验可知，本实用新型对旋转煤粉分离器的转子动叶4不仅考虑了实际厚度、而且对其进汽侧入口段及出汽侧出口段的截面进行了渐变设计，在系统通风量不变的条件下，分离器弯扭转子动叶最佳结构为弯度为15°，扭转角度为25°，水平安装角度为10°，与传统直叶式旋转煤粉分离器相比，其流场分布比较均匀，主要体现在速度分布和压力分布的均匀程度上；分离器的转子转速相对降低22% ;出口的煤粉细度降低18. 7% ;综合分离效率提高I. 43% ;内部两相场的通风阻力降低了 194Pa。本实用新型对旋转煤粉分离器转子动叶4考虑实际厚度、对其进汽侧入口段及出汽侧出口段的截面进行渐变设计，在更低的电动机转速下可使旋转煤粉分离器的出口煤粉较细，分离性能较高，阻力损失较低，因而提高了制粉系统、锅炉及整个机组的安全经济性，对电厂的节能降耗有重 要作用；旋转煤粉分离器的弯扭转子动叶片最佳结构的确定，为分离器的设计及制造提供了新方法和理论依据。
权利要求1.一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，由分离器壳体(I)、导向静叶(2)、动叶框架(3)、转子动叶(4)、落煤管(5)、锥形挡板(6)和回粉管(7)组成，其特征在于，导向静叶(2)为传统直叶片，均匀分布在回粉管(7)顶部的外圈且固定在分离器壳体(I)上；转子动叶(4)为变截面弯扭叶片，均匀分布在内圈的动叶框架(3)上；落煤管(5)位于分离器壳体(I)的中心；锥形挡板(6)设置在转子动叶(4)的下部，且与转子动叶(4)的下部底边匹配对接。
2.根据权利要求I所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述转子动叶(4)的进汽侧变截面段的四个弧46、八11、0(、(^，出汽侧变截面段的四个弧81、8了、DM、DN,各自的曲率半径不等。
3.根据权利要求I所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述转子动叶(4)中进行弯曲后的弧AB与弧CD的曲率半径不等。
4.根据权利要求I所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述转子动叶(4)的内测出汽边的上部顶角B和外侧进汽边的下部底角C均向转子动叶(4)的中心扭转。
5.根据权利要求4所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述转子动叶(4)的弯度为15°，扭转角度为25°。
6.根据权利要求I所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述转子动叶(4)的进汽边AC和出汽边BD均为直线。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述导向静叶(2)的水平安装角Y G;转子动叶(4)的水平安装角a G，垂直安装角 P G。
8.根据权利要求7所述的一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器，其特征在于，所述转子动叶(4)的水平安装角度为10°。
专利摘要本实用新型涉及煤粉分离器领域，特别涉及一种变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器。本实用新型由分离器壳体、导向静叶、动叶框架、转子动叶、落煤管、锥形挡板和回粉管组成。导向静叶为传统直叶片，均匀分布在回粉管顶部的外圈且固定在分离器壳体上；转子动叶为变截面弯扭叶片，均匀分布在内圈的动叶框架上；落煤管位于分离器壳体的中心；锥形挡板设置在转子动叶的下部，且与转子动叶的下部底边匹配对接。本实用新型转子动叶变截面设计的阻力损失较小，有助于降低分离电耗，其弯扭设计产生的鼓风作用可提高分离器的分离效率；其转子转速较低可降低电动机能耗。
文档编号B07B7/083GK202506603SQ20112055521
公开日2012年10月31日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者李永华, 杨玉环, 闫顺林 申请人:华北电力大学(保定)