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一、旋風分離器改造目的
    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。為確保鍋爐滿負荷、安全、穩(wěn)定運行，進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熱能工程研究所對旋風分離器進行改造。
二、旋風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)旋風分離器及其工作原理。含固體顆粒的氣體切向進入分離器，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)濟性產(chǎn)生影響。因煤泥在燃燒過程中產(chǎn)生的飛灰較細，如需要提高循環(huán)倍率、降低飛灰含碳量，必須對旋風分離器進行優(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、提高氣體進口風速。氣體進口風速越高，分離效率越高，但運行阻力也越大。一般氣體進口風速為15-25m/s，最高不超過35m/s。2、調(diào)整氣體進口高寬比。氣體進口風速一定時，氣體進口高寬比增加，分離效率會增加。一般氣體進口高度／氣體進口寬度取2～3。3、進氣方式調(diào)整為蝸殼式。氣體進口形式主要有切向和蝸殼兩種。切向進口簡單；蝸殼進口結(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)有旋風分離器的工作進行計算分析，提出最佳優(yōu)化方案；2、對整個循環(huán)流化床系統(tǒng)進行計算，確保合理的旋風分離器改造參數(shù)，同時對旋風分離器內(nèi)的流場進行數(shù)值模擬，從理論方面進行分析，為旋風分離器的改造提供理論支持和數(shù)據(jù)支撐；3、進行旋風分離器圖紙的繪制，雙方單位進行技術(shù)交底；4、進行旋風分離器的加工改造。
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)約標煤2585.71tce。