鍋爐培訓資料之旋風分離器及回料裝置介紹

旋風分離器一、旋風分離器的作用：旋風分離器是循環(huán)流化床鍋爐的核心部件之一。其主要作用是將大量的高溫固體物料從爐膛出口的氣流中分離出來。通過返料裝置送回爐膛，以維持燃燒室快速流態(tài)化狀態(tài)，燃料和脫硫劑多次循環(huán)，反復燃燒和反應。旋風分離器將含塵氣流的氣固分離并連續(xù)地把收集下來的物料回送至爐膛，實現(xiàn)灰平衡及熱平衡，才能保證爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定與高效。二、旋風分離器的形式：目前旋風分離器的種類比較多，按使用條件的不同，分離器可分為三大類：高溫分離器、中溫分離器、低溫分離器。本鍋爐采用設有水冷套的高溫旋風分離器：(1)絕熱材料制成的高溫旋風分離器，分離器內(nèi)部有防磨層和絕熱層。此類型的分離器在小型流化床鍋爐中運用的較多，運行情況相對穩(wěn)定，但此旋風分離器體積較大，受旋風分離器最大尺寸的限制，且旋風分離器工作溫度較高，需用的耐火和保溫材料較厚，啟動時間長，而且相對而言散熱損失也大。(2)高溫旋風分離器，在分離器的錐管的下部和返料器立管的上部設置了一個水冷套，冷卻返料防止二次燃燒結渣堵塞返料器，同時降低對耐火材料的磨損。(3)煙氣出口為圓筒形鋼板件，形成一個端部敞開的圓柱體，長度幾乎伸至旋風分離器圓柱體一半位置。每天學習鍋爐知識，關注微信公眾號鍋爐圈，細顆粒和煙氣先旋轉(zhuǎn)下流至圓柱體的底部，而后向上流動離開旋風分離器，粗顆粒落入直接與旋風分離器相連接J閥回料器立管。為了降低返料溫度，降低爐墻重量，縮短起爐時間，增加密封性及運行的可靠性，在旋風分離器設置了兩個水冷套。在旋風分離器的水冷套內(nèi)內(nèi)，從給水泵來的精制水作為冷卻介質(zhì)，經(jīng)過水冷套的受熱面加熱后進入省煤器進口集箱。三、旋風分離器的特點：采用有水冷套的旋風分離器有以下特點：1、耐火材料用量降低，從而使鍋爐承重減輕，用戶耐火材料費用減少。2、鍋爐啟動時間明顯縮短。每個水冷套由管子和上下兩個環(huán)形集箱焊接而成，管子上焊有銷釘以敷設高強澆注料。整個水冷套由下集箱支撐在返料器耐火材料上整體向上膨脹，上集箱與錐體固定耐火材料處設有膨脹縫且上集箱引出管與護板設有膨脹節(jié)以保證密封。旋風分離器下端回料立管結構合理，確保分離效果，并避免噎塞或氣流擾動影響分離效果。旋風分離器上部煙氣出口管即中心筒采用耐磨耐高溫材料制造，出口管延長進入旋風分離器筒體一定長度以阻止煙氣短路。旋風分離器的內(nèi)表面敷設有防磨材料，中間部分為絕熱耐火層，最外層是鋼制外殼。旋風分離器的中心筒由耐高溫、高強度、抗腐蝕、耐磨損的鋼板卷制而成。

回料裝置：循環(huán)流化床鍋爐返料裝置的基本任務是將分離器分離下來的高溫固體顆粒穩(wěn)定地送回壓力較高的燃燒室內(nèi)，并且保證氣體反竄進入分離器的量為最小。返料裝置是關系鍋爐燃燒效率和運行調(diào)節(jié)的一個重要部件，其工作的可靠性對循環(huán)流化床鍋爐的安全經(jīng)濟運行具有重要影響。循環(huán)流化床鍋爐運行時，大量固體顆粒在燃燒室、分離器和返料裝置以及外置式換熱器等組成固體顆粒循環(huán)回路中循環(huán)。一般循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為5～20，也就是說有5～20倍給煤量的返料灰需要經(jīng)過返料裝置返回燃燒室再次燃燒。同時，運行中返料量(循環(huán)倍率)的大小依靠返料裝置來調(diào)節(jié)。而返料量的大小直接影響到鍋爐的燃燒效率、床層溫度以及鍋爐的負荷?；亓涎b置的用途及其分類：固體顆粒的循環(huán)量決定著床內(nèi)固體顆粒濃度，固體顆粒濃度對循環(huán)流化床的燃燒、傳熱和脫硫起很大作用，所以保證循環(huán)物料的穩(wěn)定流動是循環(huán)流化床基礎。固體物料返料裝置，應當滿足以下基本要求：1．物料流動穩(wěn)定這是保證循環(huán)流化床鍋爐正常運行的一個基本條件。由于固體物料溫度較高，回料裝置中又有松動風和返料風，應保證在物料回送裝置中不結焦，流動順暢。2．爐膛內(nèi)高溫煙氣不反竄到回料裝置由于循環(huán)流化床爐膛的燃燒呈正壓狀態(tài)，燃燒室的壓力高于回料裝置內(nèi)壓力，返料裝置將物料從低壓區(qū)送到高壓區(qū)，必須有足夠的靜壓來克服其壓差，既起到氣體的密封作用，又能將固體物料送回床層。每天學習鍋爐知識，關注微信公眾號鍋爐圈，對于旋風分離器，如果有煙氣反竄進入返料裝置，將大大降低分離效率，從而影響物料循環(huán)和整個循環(huán)流化床鍋爐的運行。如果爐膛內(nèi)的高溫氣體進入返料器還會燒壞返料器。3．控制物料流量返料器既能夠穩(wěn)定地開啟或關閉固體顆粒的循環(huán)，同時也能夠調(diào)節(jié)或自動平衡固體物料流量，從而適應鍋爐運行工況變化的要求。返料裝置中的閥有機械閥和非機械閥兩大類。機械閥靠機械構件的動作來達到控制和調(diào)節(jié)固體顆粒流量的目的。但由于循環(huán)流化床鍋爐中的循環(huán)物料溫度較高。機械閥的工作環(huán)境較為惡劣，所以現(xiàn)在循環(huán)流化床鍋爐很少采用機械閥。非機械閥無需任何外界機械力的作用，僅靠氣體推動固體顆粒運動，在高溫工作條件下簡單、可靠地輸送固體物料。非機械閥的形式主要包括：L閥、U閥、J閥、H閥等，具體結構見圖3-2。L閥是最簡單的非機械閥，其特點是開啟方便，所需充氣量較?。籙閥的優(yōu)點是在很大的壓力差下仍能提供良好的密封性能，爐膛與料腿間的泄漏很小，但充氣壓力較高；J閥和H閥兩種回料器可以將固體顆粒從低壓處送到高壓處，料腿依據(jù)自身的壓力平衡關系自動地平衡固體顆粒的流量。目前大部分大容量循環(huán)流化床鍋爐都采用J閥、U閥和H閥。4．控制爐膛壓差從返料裝置排灰口排灰的作用是控制爐膛壓差。當爐膛壓差高時，從返料器排灰可以使爐膛壓差控制在一定水平之下。返料裝置的結構及工作原理：旋風分離器分離的床料和灰向下流經(jīng)襯有耐火材料的回料立管排出到J閥。J閥回料器共兩臺，對應布置在每臺旋風分離器的下方，支撐在構架梁上?；亓掀骱拖虏繝t膛間設有柔性膨脹節(jié)連接?；亓涎b置有兩個關鍵功能：使再循環(huán)床料從旋風分離器連續(xù)穩(wěn)定地回送到爐膛；提供旋風分離器的負壓和下燃料室正壓之間的密封。分離器內(nèi)為負壓，而燃料回料點由于一次風和二次風，壓力非常高，故必須實現(xiàn)它們之間的密封，否則，燃燒室煙氣將回流到分離器。J閥通過分離器底部出口的物料在立管中建立的料位差，來實現(xiàn)這個目的，物料返送的動力源于回料器Ⅰ室和Ⅱ室的不同配風，使上升段和下降段呈現(xiàn)不同的流態(tài)化。回料器設有高壓風機負責提供的流化風和返料風。高壓風通過底部風箱作為流化風和松動風進入J閥，風量