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一、旋風(fēng)分離器改造目的
    安徽淮北新源熱電有限公司現(xiàn)有3臺以煤泥為原料的75t/h循環(huán)流化床鍋爐，投運以來存在燃燒不充分、鍋爐效率偏低，飛灰含碳量高等問題。為確保鍋爐滿負(fù)荷、安全、穩(wěn)定運行，進(jìn)一步提高鍋爐的燃燒效率和熱效率，降低飛灰含碳量，淮北新源熱電廠擬委托東南大學(xué)熱能工程研究所對旋風(fēng)分離器進(jìn)行改造。
二、旋風(fēng)分離器工作原理及煤泥燃燒飛灰分離特性
  下圖示意了常規(guī)旋風(fēng)分離器及其工作原理。含固體顆粒的氣體切向進(jìn)入分離器，受筒壁結(jié)構(gòu)的影響'含塵氣體被迫在排氣管和分離器外壁之間的同心環(huán)柱體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動。在旋轉(zhuǎn)過程中，離心力將固體顆粒甩向分離器內(nèi)壁面，在氣流和重力共同作用下下落，由分離器下部的排灰管收集。絕大部分氣體則在旋轉(zhuǎn)的同時沿分離器外壁螺旋向下運動，在分離器下部的錐段，氣體帶著少量顆粒進(jìn)入內(nèi)部區(qū)域，改為旋轉(zhuǎn)向上的運動，由排氣管排出。
    旋風(fēng)分離效率的變化將對爐膛床料粒度、底渣粒度、燃料停留時間、飛灰和底渣排出比倒以及對整個鍋爐的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。因煤泥在燃燒過程中產(chǎn)生的飛灰較細(xì)，如需要提高循環(huán)倍率、降低飛灰含碳量，必須對旋風(fēng)分離器進(jìn)行優(yōu)化，以提高小顆粒飛灰的分離效率，增加燃燒在爐內(nèi)的停留時間；同時，因爐內(nèi)顆粒濃度增加，傳熱系數(shù)增大，提高鍋爐的熱效率。
三、優(yōu)化旋風(fēng)分離器的途徑
    提高分離效率有以下幾種途徑：1、提高氣體進(jìn)口風(fēng)速。氣體進(jìn)口風(fēng)速越高，分離效率越高，但運行阻力也越大。一般氣體進(jìn)口風(fēng)速為15-25m/s，最高不超過35m/s。2、調(diào)整氣體進(jìn)口高寬比。氣體進(jìn)口風(fēng)速一定時，氣體進(jìn)口高寬比增加，分離效率會增加。一般氣體進(jìn)口高度／氣體進(jìn)口寬度取2～3。3、進(jìn)氣方式調(diào)整為蝸殼式。氣體進(jìn)口形式主要有切向和蝸殼兩種。切向進(jìn)口簡單；蝸殼進(jìn)口結(jié)構(gòu)上復(fù)雜—些，但有助于提高分離效率和減小阻力損失。4、調(diào)整中心筒的長度、直徑。中心筒直徑越小，分離效率越高，但運行阻力也越大。中心筒插入深度過短過長都不利于分離。中心筒尺寸的選擇需要根據(jù)飛灰的粒徑分布及分離器的沒計尺寸進(jìn)行計算，以優(yōu)化分離效率。5、偏置中心筒，根據(jù)濃相流場流動特性，將中心筒偏移中心位置，致使煙氣中的顆粒濃度降低，提高分離器的分離效率。
四、優(yōu)化步驟
   1、對循環(huán)流化床鍋爐的運行、飛灰粒度分布及現(xiàn)有旋風(fēng)分離器的工作進(jìn)行計算分析，提出最佳優(yōu)化方案；2、對整個循環(huán)流化床系統(tǒng)進(jìn)行計算，確保合理的旋風(fēng)分離器改造參數(shù)，同時對旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，從理論方面進(jìn)行分析，為旋風(fēng)分離器的改造提供理論支持和數(shù)據(jù)支撐；3、進(jìn)行旋風(fēng)分離器圖紙的繪制，雙方單位進(jìn)行技術(shù)交底；4、進(jìn)行旋風(fēng)分離器的加工改造。
五、改造后效果：
   注：我公司2007年度上半年為試產(chǎn)階段，未連續(xù)運行，07年度數(shù)值取7至12月份后乘2。
  ②項目完成后能耗實際節(jié)能情況：依據(jù)2007、2008、2009年生產(chǎn)報表及人爐煤質(zhì)化驗數(shù)據(jù)，根據(jù)《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)范》(GB/T10180-2003)計算出．2007年度鍋爐實際運行熱效率（反平衡）為813%; 2008年度鍋爐在進(jìn)行改造，暫不統(tǒng)計鍋爐效率；2009年度鍋爐實際運行熱效率（反平衡）為89,8%。按照與2007年度基準(zhǔn)期鍋爐相同運行狀況考慮，鍋爐節(jié)能計算如下：2009年度節(jié)煤量：AEb-(l-nbO/rlbl)xEbO=(l-OB13/OB98)×10926922=1034285 tce。式中：△Eb-鍋爐技改節(jié)能量；nb0-鍋爐改造前實際熱效率；Tlbl-鍋爐改造后實際熱效率；Eb0-鍋爐改造前能源消耗量。
    根據(jù)計算2009年較2007年節(jié)煤1034185tce，鍋爐燃燒系統(tǒng)改造后09年共計節(jié)約標(biāo)煤1034285tce。2010年1月至3月年度節(jié)煤量：△Eb= (1-nb0/Tl hl)×Eb0= (1-0.813/0 898)×(IQ926922 x 1/4)=2585.71 tce。式中：△Eb-鍋爐技改節(jié)能量；'1b0-鍋爐改造前實際熱效率；nbl-鍋爐改造后實際熱效率；Eh0-鍋爐改造前能源消耗量。根據(jù)計算2010年1至3月較2007年同比節(jié)煤2585.71tce，鍋爐燃燒系統(tǒng)改造后2010年1至3月年共計節(jié)約標(biāo)煤2585.71tce。