一种适用于循环流化床燃烧的U型复合式分离器的制作方法

本发明属于循环流化床燃烧设备技术领域，具体涉及一种适用于循环流化床燃烧的u型复合式分离器。

背景技术：

用循环流化床燃烧技术改造锅炉时因为厂房太矮，或者新设计锅炉采用循环流化床燃烧细粉比较多的煤种如煤泥、无烟煤时，为了增加燃烧流程和时间采用三个回程结构。在第二和第三回程过度处自然形成了u型沉降分离，这种沉降分离属于通道式炉内重力沉降分离，分离效率低，从而影响流化床的燃烧效率及锅炉热效率偏低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于循环流化床燃烧的u型复合式分离器，能够提高分离器分离效率，将捕捉到的更多未燃尽灰粒送回一回程燃烧室内循环燃烧，可以提高流化床的燃烧效率，从而提高锅炉热效率以及燃料利用率，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种适用于循环流化床燃烧的u型复合式分离器，包括分离器本体，分离器本体包括加速稳流段、旋风分离+重力沉降分离段、失速重力分离沉降段和撞击式槽型分离器，加速稳流段布置在分离器进口，为上段逐渐缩小、下段截面不变的结构，旋风分离+重力沉降分离段布置在加速稳流段下直到分离器底端，为90度环形腔结构，失速重力分离沉降段布置在分离器返料循环口处，撞击式槽型分离器设置在分离器的槽型分离段，其结构包括多根受热面管子，多根受热面管子向右下倾斜设置，其表面设置有钩形鳍片，钩形鳍片形成凹槽型结构，朝向分离器烟气进入端。

优选的，上述加速稳流段由膜式壁和膜式壁表面敷设耐磨卫燃带组成。

优选的，上述旋风分离+重力沉降分离段由膜式壁和膜式壁表面敷设耐磨卫燃带组成。

优选的，上述失速重力分离沉降段由膜式壁和膜式壁表面敷设耐磨卫燃带组成。

优选的，上述钩形鳍片为对称的直角折弯钩形结构，其钩部朝向内侧。

优选的，上述多根受热面管子前后排交叉布置，钩形鳍片的凹槽部在烟气进口方向上相互交叉重叠。

优选的，上述受热面管子朝向烟气进口方向一侧设置有喇叭口，喇叭口味钩形鳍片的凹槽部内。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

（1）本发明通过对现有笔直的分离器通道结构进行改进，加设缩口式的加速稳流段以及布置撞击式分离器，实现由单一的重力沉降分离变为旋风分离+重力沉降分离+撞击式分离，改进后的分离器分离效率相对现有的分离器的分离效率在2倍以上，将通过加速稳流段以及布置撞击式分离器捕捉到的更多未燃尽灰粒送回一回程燃烧室内循环燃烧，可以提高流化床的燃烧效率，从而提高锅炉热效率和燃料利用率；

（2）撞击式槽型分离器设置有受热面管子，因为有受热面管子支撑，管内通入冷却工质，因冷却工质的冷却作用可使受热面管子上的钩形鳍片保持一定的许可温度，不会弯曲变形，本发明还具有结构简单、不增加成本和基本免维修的特点；

（3）加速稳流段的上段逐渐缩小，烟气和循环床料速度逐渐提高，下段截面尺寸不变，起到烟气和循环床料均流作用；

（4）循环床料因为旋风分离+重力沉降分离段的旋转重力和自身重力甩向外壁，达到烟气和循环床料的分离；

（5）失速重力分离沉降段的环形腔出口突然尺寸变大，烟气速度突然下降，因为由下行转为上行的离心作用、速度改变引起颗粒动能消失和烟气失速后其携带力下降，达到烟气和循环床料的分离；

（6）撞击式槽型分离器的受热面管子及其表面的槽型钩形鳍片，当气固两相流流经撞击式槽型分离器时，两相流撞击受热面管子及其钩形鳍片并在流动方向上多次经过交叉布置的受热面管子转折后流出，由于颗粒的惯性远大于气流的惯性，经多次撞击和气流转向后大部分颗粒将脱离主气流沿管束分离下来，滑入灰斗中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是现有的循环硫化床u型分离器结构示意图;

图3是图1中的a-a剖面结构示意图。

图中，1-加速稳流段，2-旋风分离+重力沉降分离段，3-失速重力分离沉降段，4-撞击式槽型分离器，5-分离器返料循环口，6-槽型分离段，7-受热面管子，8-钩形鳍片，9-喇叭口。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图3所示，一种适用于循环流化床燃烧的u型复合式分离器，u型复合分离器全部由膜式壁和管子受热面结构组成，迎风的受热面表面敷设耐磨卫燃带，包括u型的分离器本体，分离器本体包括加速稳流段1、旋风分离+重力沉降分离段2、失速重力分离沉降段3和撞击式槽型分离器4，加速稳流段1布置在分离器进口，为上段逐渐缩小、下段截面不变的结构，旋风分离+重力沉降分离段2布置在加速稳流段1下直到分离器底端，为90度环形腔结构，失速重力分离沉降段3布置在分离器返料循环口5处，撞击式槽型分离器4设置在分离器的槽型分离段6，其结构包括多根受热面管子7，多根受热面管子7向右下倾斜设置，其表面设置有钩形鳍片8，钩形鳍片8形成凹槽型结构，朝向分离器烟气进入端，槽型分离段6设置在失速重力分离沉降段3进入分离器三回程过渡处。

优选的，上述加速稳流段1由膜式壁和膜式壁表面敷设耐磨卫燃带组成。

优选的，上述旋风分离+重力沉降分离段2由膜式壁和膜式壁表面敷设耐磨卫燃带组成。

优选的，上述失速重力分离沉降段由膜式壁和膜式壁表面敷设耐磨卫燃带组成。

优选的，上述钩形鳍片8为对称的直角折弯钩形结构，其钩部朝向内侧，其钩部起到二次折弯阻挡灰粒飞出。

优选的，上述多根受热面管子7设置为多排结构，前后排交叉布置，钩形鳍片8的凹槽部在烟气进口方向上相互交叉重叠，每排受热面管子7内端连接到连通管，内部流入有冷却工质。

优选的，上述受热面管子7朝向烟气进口方向一侧设置有喇叭口9，喇叭口味钩形鳍片8的凹槽部内，喇叭口9能够起到避免灰粒撞击受热面管子，起到保护受热面管子的作用。

工作原理：烟气携带循环床料（气固两相流）通过分离器进口加速稳流段1，加速到设计流速并在稳流段均匀流向和速度；进入旋风分离+重力沉降分离段2，循环床料一部分被因为旋风和重力分离；出口突然尺寸变大，烟气速度下降50%后进入失速重力分离沉降段3，因为由下行转为上行的离心作用、速度改变引起颗粒动能消失和烟气失速后其携带力下降，继续烟气和循环床料的分离；失速后的气固两相流进入撞击式槽型分离器4后流出，无法被分离的很细颗粒继续在三回程上升过程中燃尽；因为颗粒的惯性远大于气流的惯性，经多次撞击和气流转向后大部分颗粒将脱离主气流沿管束分离下来，滑入灰斗中，所有收集的循环床料经返料机构送回一回程燃烧室内循环燃烧，达到提高流化床的燃烧效率，从而提高锅炉热效率燃料利用率的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于循环流化床燃烧的U型复合式分离器，包括分离器本体，分离器本体依次包括加速稳流段、旋风分离+重力沉降分离段、失速重力分离沉降段和撞击式槽型分离器，加速稳流段为上段逐渐缩小、下段截面不变的结构，旋风分离+重力沉降分离段为90度环形腔结构，失速重力分离沉降段布置在分离器返料循环口处，撞击式槽型分离器包括多根受热面管子，多根受热面管子向右下倾斜设置，其表面设置有凹槽型结构的钩形鳍片朝向烟气进入端；本发明实现由单一的重力沉降分离变为旋风分离+重力沉降分离+撞击式分离，分离器分离效率相对现有的分离器的分离效率在2倍以上，且提高流化床的燃烧效率，从而提高锅炉热效率和燃料利用率。

技术研发人员：王志中;吴冬梅;杨博铭
受保护的技术使用者：贵州新能源开发投资股份有限公司
技术研发日：2017.05.27
技术公布日：2017.07.25