一种带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器的制作方法

1.本实用新型属于循环流化床锅炉技术领域，涉及一种带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器。

背景技术：

2.自然界的风速、光照是随时变化的，风电机组、光伏电站的出力主要由风速、光照强度的大小决定，因此风电场、光伏电站的出力也是波动的。其不稳定性将会导致大规模风电、光伏电站并网之后，造成电网电压、电流和频率的波动，影响电网的电能质量。因此，为了保障新能源的消纳能力，提高火电机组的深度调峰能力已是迫在眉睫的任务。
3.中国专利申请cn 209213829 u公开了一种循环流化床锅炉分离器入口烟道可调结构，该实用新型拟通过改变入口烟道尺寸大小来控制进入分离器的烟气流速，来实现分离器分离效果的差异，以此来控制返回炉膛循环灰量的大小，避免通过分离器的放灰或者床料回送来调节床压，负荷控制更加稳定有效，锅炉稳定运行，进而确保设备、人员的安全，节约人力、物力的成本。但是实际运行中，因该部位温度高(高达900℃)、灰浓度高(5-10kg/m3)、烟气流速高(可达20-30m/s)，上述方案实施的可行性小，难以实现工程应用。
4.中国专利申请cn 111282726 a公开了气动干扰装置、气动式旋风分离器及其分离效率控制办法，该实用新型提出通过在旋风分离器的锥形筒上开孔并通入干扰风的方式使得局部贴壁粉尘形成飞扬，飞扬的粉尘随着旋风分离器中心的上升流通过进入出风口，降低旋风分离器的分离效率，使得进入炉膛内的总循环灰量降低。该技术方案总体可行，但对工程项目而言，旋风分离器筒体直径达到8-10m，甚至更大。通过在锥体上部区域(锥形筒上一环状区域内，该环状区域的上边缘和下边缘平行，且上边缘为锥形筒的顶边，下边缘距顶边的距离为锥形筒斜面长度的1％-6％。)送入干扰风对分离器的效率调节幅度比较有限，范围在5％以内，工程应用效果有限。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，该分离器的分离效率能够进行实时调节，实现深度调峰下的锅炉稳定运行。
6.为达到上述目的，本实用新型所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器包括入口烟道、旋风分离器筒体、出口烟道、锥段、深度调峰装置及立管。
7.入口烟道为缩口结构，入口烟道与旋风分离器筒体的外缘切向连接，旋风分离器筒体的上部与出口烟道连接，旋风分离器筒体的下部与锥段的上部连接，锥段的下部与立管连接。
8.深度调峰装置包括风量控制模块以及设置于立管上部侧面上、锥段下部侧面上或者立管与锥段连接位置处的布风口，深度调峰装置与所述布风口相连通。
9.所述入口烟道的横截面面积沿烟气流动方向逐渐减小。
10.入口烟道的出口相对于入口烟道的入口的缩口比例为2/3-2/5。
11.布风口的数目为单个或者多个。
12.风量控制模块包括调峰风旁路管道、调峰风进口管道及电动调节阀，其中，风源与调峰风旁路管道的入口及电动调节阀的入口相连通，调峰风旁路管道的出口与电动调节阀的出口通过管道并管后经调峰风进口管道与布风口相连通。
13.电动调节阀的入口处及出口处和调峰风旁路管道上均设置有手动调节阀。
14.调峰风进口管道上设置有差压流量计。
15.风源采用压缩空气、高压流化风或者一次风。
16.当布风口分布于锥段与立管连接位置时，该连接位置为环状区域，其中，该环状区域的上边缘与下边缘平行。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器在具体操作时，立管上部侧面上、锥段下部侧面上或者立管与锥段连接位置处的布风口，以改变分离器局部流场结构，调整分离器的分离效率，使部分烟尘随着旋风分离器的上升气流通过出口烟道进入尾部，旋风分离器的分离效率调节范围在0％-25％之间，由此调节进入炉膛内的循环灰量，进而提高低负荷下锅炉床温，实现深度调峰状态下的锅炉稳定运行。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图；
20.图2为旋风分离器中旋流产生的二次流动示意图；
21.图3为深度调峰装置7的结构示意图；
22.图4为布风口15在旋风分离器上的结构示意图；
23.图5为环状区域分布的展开结构示意图。
24.其中，1为出口烟道、2为旋风分离器中心筒、3为入口烟道、4为旋风分离器筒体、5为锥段、6为布风口开孔区域、7为深度调峰装置、8为立管、9为调峰风进口管道、10为差压流量计、11为风量控制模块、12为电动调节阀、13为调峰风旁路管道、14为风源、15为布风口。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
26.在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
27.参考图1至图5，本实用新型所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器包括入口烟道3、旋风分离器筒体4、出口烟道1、锥段5、深度调峰装置7及立管8。
28.入口烟道3为缩口结构，入口烟道3与旋风分离器筒体4的外缘切向连接，旋风分离器筒体4的上部与出口烟道1连接，旋风分离器筒体4的下部与锥段5的上部连接，锥段5的下部与立管8连接，深度调峰装置7安装于立管8上部与锥段5下部所在的区域。
29.所述入口烟道3的横截面面积沿烟气流动方向逐渐减小，且入口烟道3的出口相对于入口烟道3的入口的缩口比例为2/3-2/5。
30.深度调峰装置7包括风量控制模块11以及设置于立管8上部侧面上、锥段5下部侧面上或者立管8与锥段5连接位置处的布风口15，布风口15的数目为单个或者多个，其中，风量控制模块11包括调峰风旁路管道13、差压流量计10及电动调节阀12，其中，风源14与调峰风旁路管道13的入口及电动调节阀12的入口相连通，调峰风旁路管道13的出口与电动调节阀12的出口通过管道并管后经调峰风进口管道9与各布风口15相连通，差压流量计10设置于调峰风进口管道9上，所述电动调节阀12的入口处及出口处和调峰风旁路管道13上均设置有手动调节阀。
31.通过布风口15向所述旋风分离器中送入调峰风，以调节所述旋风分离器的分离效率，以适应锅炉深度调峰对循环量的有效控制；风源14可以采用压缩空气、高压流化风或者一次风。
32.当布风口15分布于锥段5与立管8连接位置时，该连接位置为环状区域，其中，该环状区域的上边缘与下边缘平行。
33.布风口15上边缘在锥段5与立管8连接处向上1倍d1范围之内，下边缘为锥段5与立管8连接处向下2倍d2范围之内，为避免风速过高对旋风分离器的分离效率影响过大，所述深度调峰装置7的调峰风风速为0-70m/s。
34.本实用新型的工作原理为：
35.本实用新型通过入口结构的设计迫使气流切向进入旋风分离器内产生旋转运动，气流在做旋转运动的同时沿旋风分离器的外侧空间向下运动。在锥段5内，迫使气流缓慢进入分离器内部区域，然后气体沿轴向向上运行，通常将分离器的流型划分为“双旋涡”，即轴向向下运动的外漩涡和向上运动的内漩涡。净化气体经过分离器出口排出。入口气体中的含尘颗粒在分离器内离心力场作用下向边壁运动，同时由边壁附近向下运行的气体将其带到立管8，该位置处，旋风分离器外部区域气体的向下运动至关重要，它将所分离到器壁的颗粒带到立管8，其主要依靠气体的向下运动，而不是靠重力的作用。外漩涡的旋流运动引起的压力梯度将在旋风分离器内壁产生“二次流”，从顶板一直到锥段5整个壁面的边界层内都存在压力梯度，静态压力沿旋流的外部区域是增加的。另一方面，由于该边界层内的切向速度较低，其结果是在器壁附近区域的气团内存在向心的合力，因此沿旋风分离器顶板到锥段5壁面出现图2所示的方向向内的流动。因此，该向心的合力，是由器壁和气团之间的摩擦阻力来平衡。通过在立管8上部至锥段5下部区域设置调峰风的方式改变分离器外漩涡的局部流场结构，使部分颗粒进入内漩涡，随着上升气流通过出口烟道1进入尾部，从而调整分离器的分离效率，分离效率调节范围在0％-25％之间，由此调节进入炉膛内的循环灰量，实现深度调峰状态下的锅炉稳定运行。
36.需要说明的是，本实用新型通过在立管8上部至锥段5下部区域设置调峰风，以改
变分离器局部流场结构，调整分离器的分离效率，使部分烟尘随着旋风分离器的上升气流通过出口烟道1进入尾部，旋风分离器的分离效率调节范围在0％-25％之间，由此调节进入炉膛内的循环灰量，实现深度调峰状态下的锅炉稳定运行。
37.实施例一
38.某440t/h单锅筒、自然循环、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、全钢结构、高强螺栓连接、固态排渣、风水联合冷渣器、露天布置、超高压循环流化床锅炉，由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“u”形回料阀、尾部对流烟道和冷渣器组成，采用引进alstom公司的循环流化床锅炉技术进行基础设计，并完全按照引进技术所确定的原则和结构进行施工设计和制造。旋风分离器d1为8080mm，d2为1300mm，改造为一种带有深度调峰装置7的循环流化床锅炉旋风分离器，布风口15在旋风分离器锥段5与旋风分离器立管8连接处至向下1000mm空间均匀分布(2层)，旋风分离器的分离效率调节范围在0-18％之间。

技术特征：

1.一种带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，包括入口烟道(3)、旋风分离器筒体(4)、出口烟道(1)、锥段(5)、深度调峰装置(7)及立管(8)；入口烟道(3)为缩口结构，入口烟道(3)与旋风分离器筒体(4)的外缘切向连接，旋风分离器筒体(4)的上部与出口烟道(1)连接，旋风分离器筒体(4)的下部与锥段(5)的上部连接，锥段(5)的下部与立管(8)连接；深度调峰装置(7)包括风量控制模块(11)以及设置于立管(8)上部侧面上、锥段(5)下部侧面上或者立管(8)与锥段(5)连接位置处的布风口(15)，深度调峰装置(7)与所述布风口(15)相连通。2.根据权利要求1所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，所述入口烟道(3)的横截面面积沿烟气流动方向逐渐减小。3.根据权利要求2所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，入口烟道(3)的出口相对于入口烟道(3)的入口的缩口比例为2/3-2/5。4.根据权利要求1所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，布风口(15)的数目为单个或者多个。5.根据权利要求1所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，风量控制模块(11)包括调峰风旁路管道(13)、调峰风进口管道(9)及电动调节阀(12)，其中，风源(14)与调峰风旁路管道(13)的入口及电动调节阀(12)的入口相连通，调峰风旁路管道(13)的出口与电动调节阀(12)的出口通过管道并管后经调峰风进口管道(9)与布风口(15)相连通。6.根据权利要求5所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，电动调节阀(12)的入口处及出口处和调峰风旁路管道(13)上均设置有手动调节阀。7.根据权利要求5所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，调峰风进口管道(9)上设置有差压流量计(10)。8.根据权利要求5所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，风源(14)采用压缩空气、高压流化风或者一次风。9.根据权利要求1所述的带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，其特征在于，当布风口(15)分布于锥段(5)与立管(8)连接位置时，该连接位置为环状区域，其中，该环状区域的上边缘与下边缘平行。

技术总结

本实用新型公开了一种带有深度调峰装置的循环流化床锅炉旋风分离器，包括入口烟道、旋风分离器筒体、出口烟道、锥段、深度调峰装置及立管；入口烟道为缩口结构，入口烟道与旋风分离器筒体的外缘切向连接，旋风分离器筒体的上部与出口烟道连接，旋风分离器筒体的下部与锥段的上部连接，锥段的下部与立管连接；深度调峰装置包括风量控制模块以及设置于立管上部侧面上、锥段下部侧面上或者立管与锥段连接位置处的布风口，深度调峰装置与所述布风口相连通，该分离器的分离效率能够进行实时调节，实现深度调峰下的锅炉稳定运行。实现深度调峰下的锅炉稳定运行。实现深度调峰下的锅炉稳定运行。