蜗壳式旋风分离器的原理与设计说明书
旋风分离器原理和结构课件
旋风分离器原理和结构
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五、维护保养
5.1准备工作 • 清洗维护前向调控中心申请，批准后方可实施清洗维护操作。 • 准备安全警示牌、可燃气体检测仪、隔离警示带等。 • 检查分离器和排污罐区周围情况，杜绝一切火种火源。 • 检查、核实排污罐液面高度。 • 准备相关工具。
旋风分离器原理和结构
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五、维护保养
5.2检修维护操作 • 关闭分离器进出口球阀。 • 打开分离器放空阀将压力下降到0.2Mpa左右，打开排污阀按排污程序将
分离器内的污物排净，然后放净分离器内的压力直至压力表读数为零 • 拧松旋风分离器清扫孔盲板螺母查看是否漏气，如果不漏气则打开压盖，
进行通风。 • 检查内部的各组件是否堵塞，特别是旋风子和隔板，看是否有损坏或过
旋风分离器原理和结构
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三、操作方法
4.3排污时的注意事项
开启阀套式排污阀应缓慢平稳，阀的开度要适中。 关闭分离器阀套式排污阀应快速，避免天然气冲击波动。 操作排污阀带压排污时，要用耳仔细诊听排污管内流体声音，判明排
放的是水、固体或是气，一旦听到气流声，立即关闭排污阀。 设备区、排污罐附近严禁一切火种。 作好排污记录，以便分析输气管内天然气气质和确定排污周期。
旋风分离器原理和结构
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三、操作方法
1、使用前的检查 • 确认进口阀、出口阀在关闭状态，排污阀在打开状态时，筒
体压力为零，确保设备。 • 确认分离器上的压力表、液位计等测量仪表的值是否正确，
否则进行校正或更换。 • 检查分离器底部的阀套式排污阀、球阀及其手动机构是否完
好（如有必要可拆开检查），否则进行处理。
旋风分离器原理和结构
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三、操作方法
4.3排污周期
卧式过滤器旋风分离器的结构原理PPT课件
2.5、大量的含水会导致过滤精度降低 2.6、过滤元件质量低，使用寿命短 2.7、排液不及时
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3、过滤分离器的工作原理
天然气首先进入进料布气腔，气体首先撞击在支撑滤芯的 支撑管（避免气流直接冲击滤芯，造成滤材的提前损坏） 上，较大的固液颗粒被初步分离，并在重力的作用下沉降 到容器底部（定期从排污口排出）。接着气体从外向里通 过过滤聚结滤芯，固体颗粒被过滤介质截留，液体颗粒则 因过滤介质聚结功能而在滤芯的内表面逐渐聚结长大。当 液滴到达一定尺寸时会因气流的冲击作用从内表面脱落出 来而后进入滤芯内部流道而后进入汇流出料腔。在汇流出 料腔内，较大的液珠依靠重力沉降分离出来，此处，在汇 流出料腔，还设有分离元件，它能有效的捕集液滴，以防 止出口液滴的被夹带，进一步提高分离效果。最后洁净的 气体流出过滤分离器。随着燃气通过量的增加，沉积在滤 芯上的颗粒会引起燃气过滤压差的增加，当压差上到规定 值时（从压差计读出），说明滤芯已被严重堵塞，应该及 时更换。
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2、旋风分离器的结构
旋风分离器的总体结构主要由： 进料布气室、旋风分离组件、 排气室、集污室和进出口接管 及人孔等部分组成。旋风分离 器的核心部件是旋风分离组件 ，它由多根旋风分离管呈叠加
布置组装而成。
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3、旋风分离器的分离性能
旋风分离器的分离性能可以用“临界直径” “分离效率” 来表示。
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2、过滤分离器的基本结构性能
2.1、过滤器滤芯由2段组成，第一段为圆筒形玻璃纤维模压滤芯， 第二段为不锈钢金属丝网，用以除雾。
32、过滤分离器的基本Fra bibliotek构性能2.2、玻璃纤维由10微米玻璃纤维压缩，用酚醛树脂和硅 酮粘接而成，为深层过滤材料
旋风集尘器分离器的原理及设计参数
旋风集尘器分离器的原理及设计参数本帖最后由 bombcat 于 2010-11-4 12:22 编辑看了很多木有们DIY的旋风分离器，真是八仙过海各显神通，做出来的尺寸、比例也是五花八门。
在翻阅了论坛上关于旋风集尘器的帖子之后，感觉多数木有的DIY主要还是以模仿为主，似乎缺少那么点理论依据，于是我查阅了一些技术资料。
看过之后感觉在工业上要比较准确地分析和设计一个旋风分离器还是很复杂的，需要考虑风压、流速、粉料粒径、密度、粘度、桶壁光滑程度等诸多因素，这些对于我们收集木屑的用途来说过于复杂了，很多数据也是不可能掌握的，所以我本着避繁就简、简单实用的原则摘录一些资料，希望能对以后DIY旋风分离器的木友有所帮助。
工业上最常用的旋风式分离装置有两种形式：①旋风分离器：切向入口，本体为筒体+锥体型这种形式的旋风分离装置最常见，当然其入口、出口及灰斗处都有若干种变形可供选用，后面细说。
木有们DIY的旋风集尘器大多也是这个原理的，起码都是入风口在本体的切向，但DIY的集尘器本体就只是一个锥体，没有做成筒体+锥体形式的，可能是受国外那个成品旋风分离器DUST DEPUTY的影响吧。
绝大多数DIY这种造型分离器的木有都是采用花瓶作为锥体本体，比如=saga=f117whw做的这个：②旋风管：具有轴向导流叶片入口，本体为直筒型在木有DIY的集尘器中有类似这样旋风管结构的，比如xuelichina做的“大型旋风集尘器”以及岳阳楼用饮水机水桶改造的集尘器：这两位木有的集尘器虽然本体是直筒结构，但进风口还是采用与筒体切向，而不是标准旋风管那样从筒体顶盖处轴向进风。
从筒体顶盖轴向进风的好处是气流轴向对称，且因采用导流板，给进气流一定的向下的速度，使夹杂着灰尘的空气更快地向下运动，而不仅仅是靠重力。
先说说旋风式分离器的一些基本概念和原理吧。
按照第一张图所示，夹杂着尘粒的气体从进气口进入筒体后，沿筒内壁做向下的旋转运动，在这个过程中由于离心力的作用，气流内的尘粒被甩向桶壁，实现气体和固体的分离，尘粒在重力作用下沿桶壁旋转下降落入灰斗。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常用的固体-气体分离设备，广泛应用于石油、化工、环保等行业。
它通过利用气体流体力学原理，将固体颗粒从气体流中分离出来，实现了气固两相的有效分离。
旋风分离器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 进料和旋转：气体和固体颗粒混合物通过进料口进入旋风分离器。
进料口通常位于分离器的顶部，并与分离器内部的旋转装置相连。
旋转装置通过旋转产生离心力，使气体和固体颗粒在分离器内部形成旋涡状流动。
2. 离心力作用：由于旋转装置的作用，气体和固体颗粒在分离器内部形成旋涡状流动。
由于固体颗粒的质量较大，受到离心力作用，会向分离器的外壁靠拢。
3. 分离效应：在旋涡状流动的过程中，由于离心力的作用，固体颗粒会沿着分离器的壁面下沉，形成一个固体颗粒层。
而气体则在固体颗粒层的上方继续旋转，并沿着分离器的中心轴向上升。
4. 出料：当气体旋转到分离器顶部时，通过出料口排出。
而固体颗粒则会在分离器底部的出料口处被采集和排出。
旋风分离器的工作原理基于气体和固体颗粒在旋转过程中的不同受力情况。
由于离心力的作用，固体颗粒受到向外的力，而气体受到向内的力。
这种力的不平衡导致了气固两相的分离。
旋风分离器的工作原理还受到一些因素的影响，包括气体流速、固体颗粒的密度和大小、分离器的尺寸和形状等。
合理设计和选择这些因素可以提高旋风分离器的分离效率。
旋风分离器的应用非常广泛。
在石油行业，它常用于油气分离、油水分离和油气井测试等过程中。
在化工行业，它常用于颗粒物的分离和回收。
在环保行业，它常用于粉尘和污染物的去除。
此外，旋风分离器还可以与其他设备结合使用，如过滤器、除尘器等，以进一步提高分离效果。
总之，旋风分离器是一种基于气体流体力学原理的固体-气体分离设备。
通过利用离心力的作用，将固体颗粒从气体流中分离出来。
它的工作原理简单而有效，广泛应用于各个行业中的气固两相分离过程。
蜗壳式旋风分离器的原理及设计
蜗壳式旋风分离器的原理及设计一、引言蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于化工、环保、冶金等行业。
本文将详细介绍蜗壳式旋风分离器的原理及设计要点。
二、原理蜗壳式旋风分离器的工作原理基于离心力和重力分离的原理。
当气体和固体颗粒混合物通过进气口进入旋风分离器时，由于旋风分离器内部构造的特殊设计，气体和固体颗粒会在旋风分离器内部形成旋涡流动。
在旋涡流动的作用下，气体和固体颗粒会分离开来。
三、设计要点1. 蜗壳式旋风分离器的外形设计应符合流体力学原理，以确保气体和固体颗粒能够充分混合并形成旋涡流动。
通常，蜗壳式旋风分离器的外形呈圆锥形，底部设有进气口，顶部设有出气口和固体颗粒排出口。
2. 蜗壳式旋风分离器的尺寸设计应根据处理气体流量和固体颗粒粒径来确定。
一般来说，较大的分离器尺寸能够处理更大流量的气体和更大粒径的固体颗粒。
3. 蜗壳式旋风分离器的进气口和出气口的位置应合理布置，以确保气体和固体颗粒能够顺利进出分离器。
进气口通常位于分离器的底部，出气口位于分离器的顶部，而固体颗粒排出口则位于分离器的底部。
4. 蜗壳式旋风分离器的材质选择应根据处理介质的性质来确定。
常见的材质有不锈钢、碳钢等，具体选择应考虑介质的腐蚀性、温度等因素。
5. 蜗壳式旋风分离器的运行参数包括进气速度、旋风分离器的角速度等。
这些参数的选择应根据具体的应用要求和处理介质的性质来确定，以确保分离效果的最佳化。
四、优点与应用蜗壳式旋风分离器具有以下优点：1. 结构简单，制造成本低；2. 分离效率高，能够有效分离气体和固体颗粒；3. 操作稳定，维护方便。
蜗壳式旋风分离器广泛应用于以下领域：1. 化工行业：用于气体净化、固体颗粒分离等；2. 环保行业：用于废气处理、粉尘回收等；3. 冶金行业：用于炉渣处理、矿石分离等。
五、结论蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备，基于离心力和重力分离的原理工作。
其设计要点包括外形设计、尺寸设计、进气口和出气口的布置、材质选择以及运行参数的确定。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于工业生产中的粉尘收集、颗粒物分离等领域。
它通过利用气体流动中的离心力和惯性力，将气体中的固体颗粒分离出来。
下面将详细介绍旋风分离器的工作原理。
1. 基本结构旋风分离器主要由进气口、旋风管、出料口和废气排放口组成。
进气口位于分离器的顶部，气体通过进气口进入旋风管。
旋风管内部呈锥形，形成一个旋转的气流。
固体颗粒受到离心力的作用，沿着旋风管壁向下运动，最终沉积在出料口处。
清洁的气体则从旋风管的顶部经过出口排放。
2. 工作原理当气体进入旋风分离器时，由于进气口处的气流速度较大，气体会形成一个旋转的涡流。
在旋风管内部，气流速度逐渐减小，使得固体颗粒受到离心力的作用，向外部壁运动。
由于固体颗粒的质量较大，惯性力使得它们无法跟随气流的弯曲而改变方向，因此它们会沿着旋风管壁向下运动。
在旋风管的底部，设置有一个出料口。
由于固体颗粒的沉积，会形成一个固体床。
当固体床达到一定的高度时，固体颗粒会从出料口排出。
排出的固体颗粒可以通过输送带或其他方式进行后续处理或回收利用。
清洁的气体则从旋风管的顶部经过出口排放。
由于固体颗粒被分离出来，气体中的颗粒浓度大大降低，达到了净化的目的。
废气排放口处通常还会设置过滤器，进一步减少颗粒物的排放。
3. 影响因素旋风分离器的分离效果受到多种因素的影响，包括进气流速、旋风管的结构、固体颗粒的粒径和密度等。
进气流速越大，离心力越大，分离效果越好。
旋风管的结构也会影响气流的旋转和分离效果，通常采用锥形结构可以提高分离效率。
固体颗粒的粒径和密度也会影响分离效果，较大的颗粒和较重的颗粒更容易被分离出来。
此外，旋风分离器的操作也需要注意一些问题。
例如，进气流速过大会导致过度分离，使得废气中的颗粒浓度过低；进气流速过小则会导致分离效果不佳。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行调整。
4. 应用领域旋风分离器广泛应用于各个工业领域，特别是需要进行气固分离的场合。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理标题：旋风分离器工作原理引言概述：旋风分离器是一种常用的固液分离设备，广泛应用于化工、食品、医药等领域。
其工作原理是利用气流在旋风内部产生离心力，将固体颗粒和气体分离。
下面将详细介绍旋风分离器的工作原理。
一、气体和固体颗粒进入旋风分离器1.1 气体和固体颗粒混合进入旋风分离器的进料口。
1.2 进入旋风分离器的气体和固体颗粒经过导流器，形成旋转气流。
1.3 旋转气流在旋风分离器内部产生高速旋转，形成离心力。
二、固体颗粒被分离出来2.1 由于固体颗粒的惯性作用，固体颗粒被离心力推向旋风分离器的壁面。
2.2 固体颗粒在离心力的作用下沿着壁面向下滑动。
2.3 固体颗粒最终被收集在旋风分离器的底部。
三、清洁气体被排出3.1 在固体颗粒被分离出来的同时，清洁的气体则通过旋风分离器的中心部分向上排出。
3.2 清洁气体经过旋风分离器的出料口排出。
3.3 通过旋风分离器分离的气体可以继续被利用或者排放到大气中。
四、旋风分离器的优点4.1 旋风分离器结构简单，操作方便。
4.2 旋风分离器分离效率高，可广泛应用于各种领域。
4.3 旋风分离器对固液颗粒大小范围适应性强。
五、旋风分离器的应用领域5.1 化工行业：用于气固分离、粉尘回收等。
5.2 食品行业：用于粉尘分离、粉末输送等。
5.3 医药行业：用于药粉分离、气体净化等。
结论：旋风分离器作为一种高效的固液分离设备，在各个行业都有着广泛的应用。
了解其工作原理有助于更好地使用和维护旋风分离器，提高生产效率和产品质量。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常见的气固分离设备，主要用于将气体中的固体颗粒分离出来。
它广泛应用于化工、环保、食品、医药等行业，起到了重要的作用。
下面将详细介绍旋风分离器的工作原理。
1. 原理概述旋风分离器利用气体在离心力的作用下，将固体颗粒从气体中分离出来。
其基本原理是利用气体在旋风分离器内形成旋转流动，由于离心力的作用，固体颗粒被迫向外壁移动，并最终沉积在分离器的底部。
2. 设计结构旋风分离器通常由进气管道、旋风管道、排气管道和底部排料装置组成。
进气管道将含有固体颗粒的气体引入旋风分离器，旋风管道则是分离器的核心部件，它具有特殊的结构，能够使气体形成旋转流动。
排气管道用于排出分离后的气体，底部排料装置则用于收集和排出分离后的固体颗粒。
3. 工作过程当含有固体颗粒的气体进入旋风分离器时，首先经过进气管道进入旋风管道。
在旋风管道内，气体受到旋风管道特殊结构的影响，形成旋转流动。
由于离心力的作用，固体颗粒被迫向外壁移动，并沿着旋风管道下降。
最终，固体颗粒沉积在分离器的底部，形成固体颗粒的收集区。
分离后的气体则从旋风管道的顶部排出，通过排气管道离开旋风分离器。
4. 影响分离效果的因素旋风分离器的分离效果受到多个因素的影响，包括进气速度、旋风管道的结构、固体颗粒的性质等。
进气速度越大，离心力越强，分离效果越好。
旋风管道的结构也对分离效果有重要影响，合理的旋风管道结构可以增加分离器的分离效率。
此外，固体颗粒的性质如粒径、密度等也会影响分离效果。
5. 应用领域旋风分离器广泛应用于多个领域。
在化工行业中，旋风分离器常用于气体固体分离，如除尘、脱硫等。
在环保领域，旋风分离器常用于工业废气处理，可以有效地去除废气中的固体颗粒。
在食品行业，旋风分离器可用于粉尘的分离和食品的干燥。
在医药行业，旋风分离器可以用于药品的粉碎和分离。
总结：旋风分离器是一种利用离心力将气体中的固体颗粒分离出来的设备。
其工作原理是通过气体在旋风管道内形成旋转流动，使固体颗粒受到离心力的作用而沉积在底部。
蜗壳式旋风分离器的原理及设计
蜗壳式旋风分离器的原理及设计蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于化工、环保、冶金等行业。
它通过利用离心力和重力的作用，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现气固两相的分离。
本文将详细介绍蜗壳式旋风分离器的原理和设计。
一、原理蜗壳式旋风分离器的工作原理基于旋风效应和离心力的作用。
当含有固体颗粒的气体通过进气口进入旋风分离器时，由于进气口的设计使气体呈螺旋状进入，形成旋风流动。
在旋风流动中，气体的速度逐渐加快，而固体颗粒由于惯性的作用而向外部壁面移动。
当气体流速达到一定程度时，固体颗粒受到离心力的作用，沿着旋风分离器的外壁向下运动，并最终被收集在底部的集料室中，而净化后的气体则从出口排出。
二、设计1. 蜗壳式旋风分离器的结构蜗壳式旋风分离器主要由进气口、蜗壳体、旋风管、出口和集料室等组成。
进气口通常位于设备的顶部，用于引导气体进入旋风分离器。
蜗壳体是旋风分离器的主体部分，其内部呈螺旋状，用于形成旋风流动。
旋风管是连接蜗壳体和出口的管道，用于将净化后的气体从分离器中排出。
集料室位于分离器的底部，用于收集分离出的固体颗粒。
2. 进气口的设计进气口的设计对蜗壳式旋风分离器的性能有着重要影响。
进气口通常采用切割板或导流板等结构，用于引导气体进入旋风分离器时形成螺旋状流动。
进气口的形状和尺寸应根据具体的工艺要求和气体特性进行设计，以确保气体能够均匀地进入旋风分离器，并形成稳定的旋风流动。
3. 蜗壳体的设计蜗壳体是蜗壳式旋风分离器的核心部分，其内部呈螺旋状结构。
蜗壳体的设计应考虑气体流动的速度和方向，以及固体颗粒的分离效果。
通常情况下，蜗壳体的螺旋角度和螺旋线的间距会影响气体流速和固体颗粒的分离效果。
较大的螺旋角度和较小的螺旋线间距可以增加气体的离心力，从而提高固体颗粒的分离效果。
4. 出口的设计出口是蜗壳式旋风分离器的重要组成部分，用于排出净化后的气体。
出口的设计应考虑气体的流速和阻力，以及固体颗粒的再次带走。
13旋风分离器说明书模板
目录1．简介-------------------------------------------------------------------------------------------21.1 一般规定-------------------------------------------------------------------------------21.2 用途-------------------------------------------------------------------------------------21.3 主要特点-------------------------------------------------------------------------------22. 结构及原理2.1 结构-------------------------------------------------------------------------------------22.2 工作原理-------------------------------------------------------------------------------33. 安装------------------------------------------------------------------------------------------- 33.1 基础-------------------------------------------------------------------------------------33.2 安装前准备----------------------------------------------------------------------------33.3 装配-------------------------------------------------------------------------------------33.4 管线连接要求-------------------------------------------------------------------------33.5 安装注意事项-------------------------------------------------------------------------43.6 检验-------------------------------------------------------------------------------------44. 操作------------------------------------------------------------------------------------------- 44.1 通气前的准备-------------------------------------------------------------------------44.2 通气操作-------------------------------------------------------------------------------44.3 正常操作状态-------------------------------------------------------------------------45. 维护------------------------------------------------------------------------------------------- 45.1 排尘------------------------------------------------------------------------------------55.2 清洗-------------------------------------------------------------------------------------56. 常见故障及分析处理---------------------------------------------------------------------- 5欢迎您选用沈阳鑫联石化设备有限公司生产的系列旋风分离器，我们将竭诚为您服务。
旋风除尘器设计
旋风除尘器设计旋风除尘器设计计算说明书1、旋风除尘器简介旋风除尘器是利⽤旋转⽓流产⽣的离⼼⼒使尘粒从⽓流中分离的，⽤来分离粒径⼤于5—10µm以上的的颗粒物。
⼯业上已有100多年的历史。
特点：结构简单、占地⾯积⼩，投资低，操作维修⽅便，压⼒损失中等，动⼒消耗不⼤，可⽤于各种材料制造，能⽤于⾼温、⾼压及腐蚀性⽓体，并可回收⼲颗粒物。
优点：效率80%左右，捕集<5µm颗粒的效率不⾼，⼀般作预除尘⽤。
旋风除尘器的结构形式按进⽓⽅式可分为直⼊式、蜗壳式和轴向进⼊式；按⽓流组织分类有回流式、直流式、平流式和旋流式多种1.1 ⼯作原理（1）⽓流的运动普通旋风除尘器是由进⽓管、筒体、锥体和排⽓管等组成；⽓流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋；少量⽓体沿径向运动到中⼼区域；旋转⽓流在锥体底部转⽽向上沿轴⼼旋转：内涡旋；⽓流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度。
图1（2）尘粒的运动：切向速度决定⽓流质点离⼼⼒⼤⼩，颗粒在离⼼⼒作⽤下逐渐移向外壁；到达外壁的尘粒在⽓流和重⼒共同作⽤下沿壁⾯落⼊灰⽃；上涡旋－⽓流从除尘器顶部向下⾼速旋转时，⼀部分⽓流带着细⼩的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出。
1.2 影响旋风器性能的因素（2）⼆次效应－被捕集粒⼦的重新进⼊⽓流在较⼩粒径区间内，理应逸出的粒⼦由于聚集或被较⼤尘粒撞向壁⾯⽽脱离⽓流获得捕集，实际效率⾼于理论效率；在较⼤粒径区间，粒⼦被反弹回⽓流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率；通过环状雾化器将⽔喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制⼆次效应；临界⼊⼝速度。
（2）⽐例尺⼨在相同的切向速度下，筒体直径愈⼩，离⼼⼒愈⼤，除尘效率愈⾼；筒体直径过⼩，粒⼦容易逃逸，效率下降；锥体适当加长，对提⾼除尘效率有利；排出管直径愈少分割直径愈⼩，即除尘效率愈⾼；直径太⼩，压⼒降增加，⼀般取排出管直径d e =（0.6～0.8）D ；特征长度（natural length ）-亚历⼭⼤公式：排⽓管的下部⾄⽓流下降的最低点的距离旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l ，筒体和锥体的总⾼度以不⼤于5倍的筒体直径为宜。
旋风分离器的结构和设计原理
旋风分离器的结构和设计原理
旋风分离器是一种常见的粉尘分离设备，它主要通过旋转气流来分离固体颗粒与气体的混合物。
下面我们将介绍旋风分离器的结构和设计原理。
1. 结构：
旋风分离器主要由以下几个组成部分构成：
- 进料管：用于将固体颗粒与气体混合物引入分离器。
- 锥形管道：连接进料管与分离室，它的作用是改变气流的流
速和流向，使之形成旋转气流。
- 分离室：在锥形管道的下方，形成一个大的圆筒状空间，用
于分离固体颗粒与气体。
- 出料管：位于分离室底部，用于排出已分离的固体颗粒。
- 排气管：位于分离室的顶部，用于排出经过分离后的气体。
2. 设计原理：
旋风分离器的工作原理基于气流中固体颗粒与气体的质量差异以及旋转气流的作用。
具体分为以下几个步骤：
- 混合物进入旋风分离器后，沿着进料管进入锥形管道。
- 锥形管道内的气流被迫缩窄，并且因为流体的连续性原理，
流速增大。
随着气流径向加速，固体颗粒会受到离心力的作用，向外运动。
- 在锥形管道的底部，气流经过一个小孔进入分离室，形成一
个旋转的气流场。
由于离心力的作用，固体颗粒会靠近分离室的壁面，并逐渐下沉。
- 固体颗粒最终沉积在分离室的底部，通过出料管排出。
- 分离后的气体则沿着分离室顶部的排气管被排出旋风分离器。
通过这样的分离过程，旋风分离器可以实现对固体颗粒与气体的分离。
设计中，分离室的尺寸和形状以及气流的速度和旋转方式等因素会影响分离效果。
同时，不同的应用场景也需要根据具体要求进行设计和优化。
蜗壳式旋风分离器的原理及设计
蜗壳式旋风分离器的原理及设计蜗壳式旋风分离器是一种常用的气体固体分离设备，广泛应用于工业领域中的气体净化、粉尘回收、废气处理等方面。
它通过利用离心力和惯性分离原理，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现气固两相的分离。
一、原理蜗壳式旋风分离器的分离原理主要包括离心力分离和惯性分离两个方面。
1. 离心力分离：当气体通过旋风分离器的进气口进入设备时，由于分离器内部的蜗壳形状，气体会在蜗壳内形成旋涡状流动。
由于旋涡的存在，气体中的固体颗粒会受到离心力的作用，向分离器的壁面移动。
由于离心力与颗粒的质量成正比，所以质量较大的颗粒会更容易被离心力分离出来。
2. 惯性分离：在旋风分离器内部，气体流动速度较快，当气体中的固体颗粒遇到气流流动方向的突然变化时，由于惯性的作用，颗粒会继续直线运动，而气流则会继续沿着旋涡的路径流动。
这样一来，固体颗粒就会与气流分离，从而达到分离的效果。
二、设计蜗壳式旋风分离器的设计主要包括以下几个方面：1. 蜗壳形状：蜗壳形状对旋风分离器的分离效果有着重要影响。
一般来说，蜗壳的形状应该是尽可能光滑且对称的，这样可以减小气体流动时的阻力，提高分离效果。
此外，蜗壳的角度也需要合理设计，一般为20°-30°之间。
2. 进气口设计：进气口的设计应该考虑气体流动的均匀性和稳定性。
一般来说，进气口应该位于分离器的中心位置，并且具有一定的长度，以保证气体能够充分旋转和分离。
3. 出口设计：出口的设计应该考虑固体颗粒的排出和气体的排放。
通常情况下，出口应该位于分离器的顶部，以便于固体颗粒的重力沉降和排出。
同时，出口处还需要设置相应的气体排放装置，以保证分离后的气体能够顺利排放。
4. 材料选择：蜗壳式旋风分离器通常需要承受较高的气体流速和固体颗粒的冲击，因此在材料选择上需要考虑耐磨性和耐腐蚀性。
常用的材料包括不锈钢和耐磨陶瓷等。
5. 尺寸和容积：根据具体的应用需求，蜗壳式旋风分离器的尺寸和容积需要进行合理设计。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于化工、环保、食品、冶金等行业。
它通过利用气体流动的力学原理，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现对气体和固体的分离。
旋风分离器的工作原理如下：1. 气体进入旋风分离器：气体通过进气口进入旋风分离器，进入后会形成一个旋转的气流。
进气口的位置和形状会影响气流的旋转速度和方向。
2. 气固分离：在旋风分离器内部，气流会形成一个旋转的涡流，这个涡流会产生一个离心力。
由于固体颗粒的质量较大，受到离心力的作用，会向外部壁面移动，最终沉积在壁面上形成一个固体颗粒层。
而气体则在涡流的中心部分继续向上流动。
3. 固体颗粒收集：固体颗粒在壁面上形成的固体颗粒层会不断增厚，当达到一定的厚度时，可以通过旋风分离器上的排料口进行排出。
排料口的位置和形状会影响固体颗粒的排出效果。
4. 清洁气体排出：经过固体颗粒的分离，清洁的气体会从旋风分离器的顶部中心部分排出。
气体的流速和压力会影响气体的排出效果。
旋风分离器的工作原理可以通过以下几个关键参数来控制和调整：1. 进气速度：进气速度会影响气体流动的速度和旋转的强度，从而影响分离效果。
一般来说，进气速度越大，分离效果越好，但也会增加能耗。
2. 旋风分离器的尺寸和结构：旋风分离器的尺寸和结构会影响气流旋转的速度和方向，进而影响分离效果。
合理的尺寸和结构设计可以提高分离效率。
3. 固体颗粒的粒径和密度：固体颗粒的粒径和密度会影响固体颗粒在旋风分离器中的运动轨迹和分离效果。
一般来说，粒径较大、密度较大的固体颗粒分离效果较好。
4. 排料口的位置和形状：排料口的位置和形状会影响固体颗粒的排出效果。
合理的位置和形状设计可以提高排料效率。
旋风分离器的优点包括结构简单、操作方便、分离效果好、能耗低等。
但也存在一些局限性，比如对固体颗粒的分离效果受到颗粒粒径和密度的限制，对气体流量和压力的适应范围有一定限制。
总之，旋风分离器是一种通过气流力学原理实现气固分离的设备，其工作原理简单明了。
旋风分离器使用说明书
CZT型高效旋风分离器使用说明书浙江高达机械有限公司一、概述杭州高达机械有限公司依托浙江大学流体工程研究所在流体力学方面理论,特别是旋风分离器上的多年研究经验和先进的测试手段结合粉煤灰的实际情况专门开发了高效低阻旋风分离器。
CZT型长锥体高效旋风分离器是在通用旋风分离器的基础上专为粉煤灰细灰收集开发的专用设备。
经长期多次改进，目前分离效率可以高达92%以上。
与国内常用的多管旋风分离器相比,克服了风量分配不匀的致命弱点,使调试和保养更加简便,达到了国际先进水平。
二、原理由分级机二侧蜗壳出来的含尘气流在负压作用下高速进入旋风分离器后，由于受蜗壳的限制，气流急剧改向，由直线运动变为圆周运动。
旋转的气流将粉尘甩向侧壁，在磨擦阻力的作用下,粉尘失去动量，在重力的作用下沿筒壁下落，经下部排灰口排出。
失去大部分粉尘的旋转气流在锥体的作用下集中向中部运动，旋转气流在顶部抽力的作用下,自下向上作螺旋流动（变成内旋气流）自顶部出风口排出。
完成了含尘气体的净化。
达到商品粉煤灰的收集目的。
三、CZT型主要技术参数四．装、调试、维护1.吊装必须在吊装孔上吊装，运输过程中不允许有法兰变形。
筒体及锥斗不得撞凹，变形。
2.安装时，分离器中心线必须呈铅锤状态。
3.基础垫板必须在同一水平面上，找平后应与机架焊固。
4.进风管与进风口必须在同一中心线上,若有角度则在分离器进口受冲击方向加耐磨层。
5.旋风筒的效率与卸料口的锁风有决定性的关系,所以锁气卸料阀必须充分有效,不漏风。
这是高效旋风分离器调试时的关键，必须给予高度重视，锁气卸料阀的柔性胶板无灰时必须密封良好。
且有足够的料封高度。
6.每次开机运行后，应及时检查下灰口情况，在发现连续下灰后，操作工方可离开，否则需敲打侧壁，防止堵灰。
当堵灰严重时应停料，关闭系统风机进口风门，进行清灰。
五、规格及外型尺寸：见附图。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理标题：旋风分离器工作原理引言概述：旋风分离器是一种常用的颗粒物料分离设备，通过离心力和空气流动原理，将混合物中的颗粒物料温和体进行有效分离。
本文将详细介绍旋风分离器的工作原理。
一、离心力作用1.1 旋风分离器内部结构包括进料口、旋风管、出料口等部份。
1.2 进料口将混合物引入旋风管，形成旋转气流。
1.3 旋风管内部设计成逐渐变窄的结构，加速气流旋转，产生离心力。
二、气体流动原理2.1 旋风分离器内部的气流在离心力的作用下形成旋转运动。
2.2 高速旋转的气流将颗粒物料带入旋风管的内壁，产生离心分离效应。
2.3 颗粒物料受到离心力的作用，沿着旋风管壁向下运动，最终被分离出来。
三、颗粒物料分离3.1 较重的颗粒物料受到离心力作用，沿着旋风管内壁向下运动。
3.2 较轻的气体在旋风管内部形成中心上升的气流。
3.3 颗粒物料温和体被有效分离，颗粒物料被采集在出料口，气体则从旋风分离器的顶部排出。
四、应用领域4.1 旋风分离器广泛应用于粉体物料的分离和回收领域。
4.2 在化工、食品、医药等行业中，旋风分离器被用于颗粒物料的分级和净化。
4.3 旋风分离器还可以用于废气处理、粉尘回收等环保领域。
五、工作原理优势5.1 旋风分离器结构简单，操作方便，维护成本低。
5.2 通过调节进料量温和流速度，可以实现不同颗粒物料的有效分离。
5.3 旋风分离器在工业生产中具有高效、节能的特点，被广泛应用于各个领域。
结论：旋风分离器通过离心力和空气流动原理，实现了颗粒物料温和体的有效分离。
其结构简单，操作方便，具有高效、节能的特点，在工业生产中发挥着重要作用。
希翼通过本文的介绍，读者对旋风分离器的工作原理有更深入的了解。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理第一篇：旋风分离器工作原理旋风分离器工作原理当含尘气体由切向进气口进入旋风除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿除尘器内壁呈螺旋形向下、朝向锥体流动，通常称此为外旋气流。
含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的粉尘粒子甩向除尘器内壁面。
粉尘粒子一旦与除尘器壁面接触，便失去径向惯性力而依靠向下的动量和重力作用沿壁面下落，进入排灰管。
旋转下降的外旋气流到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。
根据旋矩不变原理，其切向速度不断提高，粉尘粒子所受离心力也不断加强。
当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从除尘器中部由下反转向上继续做螺旋形运动，构成内旋气流。
最后净化气体经排气管排出，但仍有小部分未被捕集的粉尘粒子也随之排出。
自进气管流入的另一小部分气体则向除尘器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动。
当到达排气管下端时，即反转向上跟随上升的内旋气流一同从排气管排出，分散在这一部分气流中的粉尘粒子也随同被带走。
旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气固分离装置。
由于它结构简单、无运动部件、制造安装投资较少、操作维护简便、性能稳定、受含尘气体的浓度和温度影响较少、压损中等、动力消耗不大，所以广泛用于许多领域。
第二篇：三相分离器工作原理三相分离器工作原理一、运行参数设备规格：φ3000X14600 操作压力：0.4MPa 处理液量：≤10000m3/d 出口原油含水：≤0.5% 出口污水含油：≤1000mg/l 加热介质：蒸汽二、工作原理设备单向进料，采用蒸汽加热（可选）方式，主要用于脱水难度较大的采出液处理。
设备原理是油气水混合液经设备进口进入设备，经进口分气包预脱气后又进入水洗室，在水洗室中油水混合液发生碰撞，摩擦等降低界面腊的水洗过程，分离出了大部分的游离水，没有分离的混合液经分配器布液和波纹板整流后进入沉降室，并在沉降室进行最终的油水分离，分离后的油、水分别进入油水室，并经油出口和水出口排出设备。
旋风分离器工作原理
旋风分离器工作原理旋风分离器是一种常用的气体固体分离设备，广泛应用于工业生产和环境保护领域。
它通过利用气体流动中的离心力和重力，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现气固分离的目的。
下面将详细介绍旋风分离器的工作原理。
1. 基本结构旋风分离器主要由进气管道、旋风筒、底部出料口、排气管道以及控制装置等组成。
进气管道将含有固体颗粒的气体引入旋风筒，经过旋风筒内部的分离装置，固体颗粒被分离出来，而干净的气体则从排气管道中排出。
2. 工作原理旋风分离器的工作原理基于气体流动中的离心力和重力作用。
当含有固体颗粒的气体进入旋风筒时，由于气体的流动速度较快，会产生一个旋转的气体流动。
在旋风筒内部，气体流动的速度逐渐加快，形成一个旋转的气流。
由于固体颗粒的质量较大，惯性也较大，所以在旋风筒内部的气流中，固体颗粒会受到离心力的作用，向旋风筒壁靠拢。
随着气流的旋转，固体颗粒会沿着旋风筒壁向下滑动，并最终落入底部的出料口。
而干净的气体则在旋风筒内部形成一个中心空旋，由于气体的密度较小，受到离心力的作用较小，所以会在旋风筒内部保持在中心位置。
最后，干净的气体从旋风筒的顶部进入排气管道，排出旋风分离器。
3. 分离效果旋风分离器的分离效果主要取决于气体流速、旋风筒的结构和固体颗粒的性质。
一般来说，当气体流速较大时，离心力也较大，分离效果会更好。
而旋风筒的结构设计也会影响分离效果，合理的结构设计可以增加固体颗粒的沉降速度，提高分离效率。
此外，固体颗粒的性质也会对分离效果产生影响。
例如，固体颗粒的粒径较大、密度较大时，其受到离心力的作用更明显，分离效果会更好。
4. 应用领域旋风分离器广泛应用于工业生产和环境保护领域。
在工业生产中，旋风分离器可以用于除尘、粉尘回收和颗粒物分离等工艺。
例如，在煤矿、水泥厂、钢铁厂等行业中，旋风分离器可以用于粉尘的收集和处理，减少对环境的污染。
此外，在化工、冶金、食品等行业中，旋风分离器也可以用于物料的分级和分离。
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蜗壳式旋风分离器的原理与设计l0余热锅炉2007.4蜗壳式旋风分离器的原理与设计杭州锅炉集团股份有限公司王天春徐亦芳 1前言循环流化床锅炉的分离机构是循环流化床锅炉的关键部件之一,其主要作用是将大量高温,高浓度固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室一定的颗粒浓度,保持良好的流态化状态,保证燃料和脱硫剂在多次循环,反复燃烧和反应后使锅炉达到理想的燃烧效率和脱硫效率.因此, 循环流化床锅炉分离机构的性能,将直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计,系统布置及锅炉运行性能.根据旋风分离器的入口结构类型可以分为:圆形或圆管形入口,矩形入口,"蜗壳式"入口和轴向叶片入口结构.本文重点分析在循环流化床锅炉中常用的"蜗壳式"入口结构.2蜗壳式旋风分离器的工作原理蜗壳式旋风分离器是一种利用离心力把固体颗粒从含尘气体中分离出来的静止机械设备.入口含尘颗粒气体沿顶部切向进入蜗壳式分离器后,在离心力的作用下,在分离器的边壁沿轴向作贴壁旋转向下运动,这时气体中的大于切割直径的颗粒被分离出来, 从旋风分离器下部的排灰口排出.在分离器锥体段,迫使净化后的气流缓慢进入分离器内部区域,在锥体中心沿轴向逆流向上运动,由分离器顶部的排气管排出.通常将分离器的流型分为"双旋蜗",即轴向向下外旋涡和轴向向上运动的内旋涡.这种分离器具有结构简单,无运动部件,分离效率高和压降适中等优点,常作为燃煤发电中循环流化床锅炉气固分离部件.图l蜗壳式旋风分离器示意图蜗壳式旋风分离器的几何尺寸皆被视为分离器的内部尺寸,指与气流接触面的尺寸.包括以下九个(见图1):a)旋风分离器本体直径(指分离器简体截面的直径),D;b)旋风分离器蜗壳偏心距离,; c)旋风分离器总高(从分离器顶板到排灰口),H;d)升气管直径,D;e)升气管插入深度(从分离器空间顶板算起),s;余热锅炉2007.4f)入口截面的高度和宽度,分别为a和 b;g)锥体段高度,H;h)排灰口直径,Dd;2.1旋风分离器中的气体流动图2为一种标准的切流式筒锥形逆流旋风分离器的示意图,图中显示了其内部的流态状况.气体切向进入分离器后在分离器内部空间产生旋流运动.在旋流的外部(外旋升气管涡),气体向下运动,并在中心处向上运动 (内旋涡).旋风分离器外部区域气体的向下运动是至关重要的.因为,依靠气体的向下运动,把所分离到器壁的颗粒带到旋风分离器底部.与此同时,气体还存在一个由外旋涡到内旋涡的径向流动,这个径向流动在升气管下面的分离器沿高度方向的分布并不均匀.轴向速度切向速度/图2切向旋风分离器及其内部流态示意图图2的右侧给出了气流的轴向速度和切向速度沿径向位置的分布图.轴向速度图表明气体在外部区域沿轴向向下运动.切向速度图表明气体在内部区域沿轴向向上运动. 轴向速度在中t2,线附近常常存在一个滞留区域,有时甚至出现气体轴向速度是向下的. 切向速度分布类似于兰金涡:外部的准自由涡(无摩擦流体的旋转运动,其涡流运动中的切向速度使得流体微元在所有径向位置上的动量矩相同)和内部的准强制涡(涡流内各点有相同的旋转角速度,就像刚体旋转一样).对于径向速度沿径向的分布规律,我们面面知道并不太多.一般来说,径向速度要比切向速度小得多,且很难精确测定.但升气管下口以下的径向速度通常是由外向内,但沿高度方向的分布是不均匀的.而且,升气管下口附近的向心径向速度最大,这与气体的二次流动有关.旋风分离器凹壁附近的旋流本身是不稳定的流动,因此旋流运动引起的压力梯度将造成旋风分离器内壁产生"二次流".静态压力沿旋流的外部区域是增加的.从顶板一直到下部的锥体整个壁面的边界层内部都存在压力梯度.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12余热锅炉2007.4气团存在向心的合力,于是沿旋风分离器顶板到锥体壁面出现图3所示的内流动.因此,这个向心的合力,是由器壁和气团之间的摩擦阻力来平衡.在顶板附近流动的气体沿升气管外壁向下流动.这就造成了升气管下口末端的径向速度增加,这常称为"升气管末端短路流", AiQ约占整个气团的10%.随着升气管的长度变短,比例还会提高.实验研究表明,除了以上边界层的二次流动外,在旋风分离器的涡核处还存在类似"面包卷"形状的二次流态.这种流态会使颗粒在旋风分离器内做循环运动.图3旋风分离器内气体运动三维示意图 Linden最早通过实验测量了旋风分离器内气体运动时的三维速度,即切向,径向和轴向速度.(1)切向速度切向速度对于粉尘颗粒的捕集与分离起着主导作用.含尘气体在切向速度的作用下,使尘粒由里向外离心沉降.排气管以下任一区域段上切向速度沿半径的变化规律可分为三个区域,靠近旋风分离器壁面为工区,切向速度Vow为常数,通常称为自由旋流区.图3所示分离器中,…一一一V.win:=一Ain一ab式中,Q是进入旋风分离器的流量;其余参数见图3所示.矩形入口旋风分离器的入口收缩系数 a:—一{一?+【(—{一)一—{一]/)t—)-一.一0.5D—R'c是旋风分离器入口气固两相流中的颗粒质量与气体质量的比值.在旋风分离器中心到"最大切向速度面",即排气管下部的中心区域,通常称为强制旋流区(?区).它类似刚体旋转运动, 其切向速度与旋转半径r之比为一常数, 即v0esr,=常数,此常数为角速度co.余热锅炉2007.4l3计算内旋涡半径Rcs处的气体切向速度, 其表达式为:(R/R)一式中,AR为有摩擦力存在的旋风分离器内部总面积,它包括顶板,简体和锥体表面以及升气管的外表面.AR=AD0f+Ab.1+Ac.+k :?【R2一畦+2II(H—Hc)+(R+lid)?曜+(R—lid)+2RxsJ是气体的几何平均旋转速度,它取决于近壁处的旋转速度和内旋涡的旋转速度V0cs.Muschelknautzt和Trefz定义旋风分离器雷诺数为:RiRiVp式中,p和分别表示气体的密度和绝对粘度;V0m是气体的几何平均旋转速度,=?vewv.c8,在大多数度情况下,式中 (v/v8rn)项是小于l的量,可以省略.这对于ReR值远远大于2000的工业用旋风分离器而言是可行的.在工区与?区之间气体的旋转则表现为另一种性质.通常称为半自由旋流区(II 区),其切向速度分布规律为v.rn=常数. 无损失时指数n为l,而刚体转动指数n为一l.在II区由于气体与器壁之间的摩擦产生一定的损失,在低浓度和光滑的器壁测得 n介于0.5,0.8之间,但在循环流化床锅炉的高浓度下并非如此.Mexander给出n的经验公式:,个,0.3n=l一(1一o.67D~?H)?{l,0, 式中,旋风分离器直径D的单位为m; 温度T为热力学温度,单位为K;T0为室内温度,283K.由于没有考虑器壁摩擦与入口浓度对旋流强度的影响,公式计算的n值偏低,影响 n值的因素是很复杂的.n与Re有关,Re 越大n值越趋近于l.最大切向速度面的位置,即强制旋流的半径主要取决于排灰管下口半径.经实验证明,与实际测定结果接近.(2)径向速度径向速度远远小于切向与轴向速度,大部分是向心的,只在中心涡核才有小部分的向外的径向速度.CS柱面是位于升气管下面,直径等于升气管的直径,长度止于分离器内表面的一个柱体.假设忽略器壁附近的径向速度,同时假设在CS柱面上的径向速度是均匀分布的,则有:llnJv(R)J;VrCS=式中,D是升气管的直径,也是CS柱面的直径;Hc.是CS柱面的高度;v(Rx) 是CS柱面的平均径向速度,绝对值为vrCs. 实际流动中,径向速度沿CS不是均匀分布的,分布十分复杂且不易测量.在升气管下口附近有一个径向向内的"短气流". 一部分气体在高度为Hc.,直径为D的假想简体上部区域短路进入升气管.这种现象是导致分级效率呈现非理想s形曲线分布的原因之一.柳绮年认为旋风分离器的径向气流速度分布是非轴对称的,尤其是锥体下部, 自然旋风长停止点处,靠近排灰口附近,有较明显的"偏流".此外,径向速度也不是均匀的,尤其在排气管下口附近,径向向心速度很大,有时甚至高达5,10m/s,出现 "短路"现象.这个气流会把颗粒拽到中心向上流动,很快进入排气管,对分离不利. (3)轴向速度轴向速度的分布也很复杂.在分离空间内,一般可将气流分为外侧下行流和内侧上行流两个区域.上下流的分界点与分离器的形状有关.在圆筒体部分,此分界面近似呈14余热锅炉2007.4圆柱形,其半径一般要稍大于排气管的半径.外侧下行流的流量沿轴向向下逐渐变小,约有15%,40%会进入排灰口.大部分气体是径向通过轴心逐渐变成向上的内旋涡流.在排灰口附近,分离出颗粒的气体还会通过中心返回旋风分离器.被分离下来的颗粒还会带回分离器,这也对分离不利.外侧向下的轴向速度一般总是大于颗粒的终端沉降速度,所以旋风分离器不是垂直放置也可以JI颐币0}jF灰.器壁表面的轴向速度Vzw::,R:,~/-R-xxR一丁亡(R—R2m)'一2.2旋风分离器中的颗粒流动循环流化床锅炉进入旋风分离器的颗粒浓度一般很高.当入口浓度co大于极限入口浓度c0L时,进入分离空间的颗粒超出极限浓度部分在进入旋风分离器时立即被甩到器壁上,以沉降的方式下行;而气体携带的那部分颗粒受到方向向内的阻力和方向向外的离心力作用,将在内旋涡流动中按照其粒径分布进行离心分离.因此,可以将旋风分离器的分离过程划分为沉降分离和离心分离两个过程的串联.coL=0.025《)?(10co)式中,X50为切割点粒径;Xmed为颗粒的质量平均粒径;当co?1时,k=0.15;当co <1时,k=一0.11,0.101nco 颗粒进入旋风分离器后,一部分被捕集,其余逃逸.进入,捕集和逃逸分别用符号M,,M和M.来表示它们的质量.旋风分离器中的颗粒质量平衡关系为:Mf=M.+M.总的分离效率可简单用旋风分离器捕集的颗粒质量与进入颗粒质量的比值来计算:M.,M.M.17瓦叫一一Mf—Me+—Me在工业过程中,总分离效率通常是一个最常用的评价指标.但是,对表征某个具体的旋风分离器本身性能而言,这个指标并不全面.因为它不仅取决于旋风分离器本身, 而且还取决于颗粒的粒径及密度.用分级效率更能全面反映旋风分离器的分离效果. 旋风分离器的分离性能最好用所谓的分级效率曲线(GEC)来表征,它是指在给定粒径或粒径范围的分离效率.对于进入,捕集及逃逸的粉料来说,如果相应的体积或质量密度分布分别是ff(X),fc(X)和fe(X), 则颗粒之间的颗粒质量平衡如下: ff(x)dx=1fc(x)d+(1—1)fe(x)fd =崛(x)=1(x)+(1—1)dF(x)因此,对于小于给定粒径的粉料,通过对上式逐项积分便得到其质量平衡方程: Ff(x)=(x)+(1—17)Fe(x)分级效率定义为,粒径在x—1dx和x +1dx间,被旋风分离器捕集的颗粒与进入颗粒的比值:M.fc(X)dx17利用上面的方程可得:,,(x)1717=1一(1_17)_l_(1-17)如果旋风分离器的分离是一个理想化的陡降切割,则在"临界"或"切割"粒径处的分级效率曲线是一条垂直线.在实际中得到的是一条光滑的s形的分离效率曲线(见图4).切割粒径或x50切割点(常指"dS0 切割粒径")被认为是分离效率等于0.5时的颗粒粒径.余热锅炉2007.4'150550X图4典型的呈S形的分级效率曲线示意图 X50粒径非常类似于普通纱网或筛子的筛孔.所有粒径大于X50的来料将被捕集或都被"截留"下来,而所有粒径小于X50的颗粒都不会被捕集.实际上,筛子本身也呈现某种非理想分离现象,对颗粒粒径不是一个理想化的陡降切割.分级效率曲线在切割粒径附近的陡降度反映了旋风分离器"切割锐度".用分级效率曲线在X50的斜率来表示.颗粒的雷诺数::式中,U啪是圆柱面CS上的切割粒径颗粒的终端速度U,啪-v赢如果ReD约小于O.5,则应用斯托克斯定律计算切割粒径:xso=5.18【RJ上式是在半径为Rx处利用一个简单的, 稳定状态下颗粒阻力与离心力的平衡关系式而得到的.这种情况下,阻力系数的经验公式:,当o.3<Rep<100oc.:当计算的颗粒粒径在斯托克斯范围内时,根据Barth(1956)模型,在圆柱面CS 上,旋转的颗粒所受到的作用力有:向外的离心力pp()和向内的斯托克斯阻力 3碌.在离心力的计算中,气体的密度与颗粒的密度相比可忽略.建立离心力和阻力的平衡方程,Barth关于旋风分离器切割粒径的着名表达式的修正式为: 厂——而一Xso一般在O.9—1.4的范围内.Muschelknautz和Trefz认为大约入口气量的 10%走旋风分离器的短环路,这部分气量沿着旋风分离器的顶板和升气管的外壁以螺旋方式进入升气管而排出.这部分气量一般占入口气量Q的4%16%,平均值是10%, 其余约90%的入口气量Q沿器壁内流动并由外旋涡进入内旋涡.确定切割粒径后,则用Dirgo和Leith (1985)函数来拟合分级效率这个曲线(参见Overcamp和Mantha,1998)有: 1(x)=—ITI常取6.4.()首先按照颗粒粒径分布划分为N个粒度级的质量组分,每个质量组分之和构成了全部颗粒质量;然后用每个质量百分数乘以该组分平均粒径下的捕集效率(分级效率), 分级效率是从分级效率曲线计算而得的.所有N个粒度级组分的总和就得到总效率. 其表达式为:=?r/i?zhMFi,式中,zhMFi是第i个组分的质量百分数.此时旋风分离器的总效率为:r/=(?一)+()i姗;式中,zhMFi是第i组分的质量百分数; r/i是第i粒度级组分的捕集效率. 2.3旋风分离器中的压降在旋风分离器中,当忽略流体摩擦时,16余热锅炉2007.4根据伯努利方程,流场中的静态压力和动态压力是可以转换的.在速度高的地方,静态压力低.反之,在速度低的地方,静态压力高.在实际流动中,由于摩擦的影响,机械能量的摩擦耗散损失将造成伯努利三项式之和沿流动方向减少.根据Muschelknautz模型,旋风分离器 "压降"指的是包括静压和动压之和的降低. 压降分为三部分:进口损失,旋风分离器本体分离空间的损失和升气管内的损失. 在旋风分离器进入通道内气固两相混合物必须从外部的低速区加速运动后,再进入旋风分离器本体中.假定在颗粒和气体之间的"滑移"速度忽略不计,则加速区的损失为::(1+c0)式中,(1+co)p是从加速区vl加速到 v2的气固混合物的密度.旋风分离器本体中的能量损失比较高, 主要是气固两相与器壁摩擦损失和旋风分离器的内部旋转损失造成的.壁面的摩擦损失越大,导致旋流强度越弱.在高含尘浓度的初级旋风分离器中,壁面摩擦阻力引起的壁面能量损失占总压力降的重要部分.气固两相与器壁摩擦损失,即旋风分离器中的损失表示为: ^DfARtO(VOwVOc8)y一2×O.9Q旋转涡核在升气管中的损失:Px:了]如因此,旋风分离器总压力损失是人口加速损失,器壁摩擦损失和旋转涡核在升气管中损失的总和:?P=?Pa+?Pbod+?PMuschelknautz基于实验给出摩擦系数f 的表达式,分为两部分,一部分是纯气流的旋风分离器摩擦系数fair;另外一部分是考虑了粉料影响的摩擦系数fd.总摩擦系数的表达式变为:f=+fdt+o.(是~//t%rp项表示器壁上流动颗粒灰带的堆积密度或器壁上流动颗粒层的堆积密度,它约等于O.3一O.5pbLI1k.k是颗粒静止状态下堆积密度.在缺乏资料时,可以设定p出 =O.4p.为弗劳得数,其表达式为:=—VI,vx是升气管进口气体的表观轴向进口速度.3标准切流式蜗壳,筒锥型旋风分离器设计要点循环流化床锅炉的分离机构必须满足下列几个要求:?能够在高温情况下正常连续工作;?能够满足极高浓度载粒气流的分离,因为进入分离装置的固体颗粒含量可达 550kg/m3;?具有低阻性,因为分离装置的阻力增大势必要提高风机的压头,增加能耗;?具有较高的分离效率,实际循环倍率在很大程度上是靠分离器的效率来保证的; ?能够与锅炉设计的流程相适应,使锅炉结构紧凑,易于设计.我们在设计循环流化床锅炉的旋风分离器时,不但要考虑含固体烟气的温度高,流量大及浓度高的特点,而且其结构还受锅炉柱子距离的限制,不能无限制加大旋风分离器的直径.所以蜗壳式旋风分离器是目前工业应用中常选择的型式.(1)人口设计旋风分离器的切向人口结构有矩形人口和圆管人口两种.由于圆管人口要过渡到旋风分离器筒体的矩形人口,设计时需要增加一个像文丘里流量计(收缩角不超过2l.,余热锅炉2007.417扩散角不超过15.)那样的过渡段,而且长度不能太短,否则导致颗粒的结垢及旋风分离器人口局部区域的冲蚀磨损加剧.所以常选用横截面是矩形的流通人口.这种矩形人口可以与旋风分离器筒体的外壁平齐地结合成一体.如果人口面积相当大或者粉料浓度比较高时,则最好在径向方向增加人口面积.为使人口与旋风分离器本体的外壁光滑地结合在一起,需要逐渐收缩使外半径逐渐过渡到与旋风分离器本体的外径一致,这就是"蜗壳"式人口结构.这种结构又分为圆筒环绕式蜗壳和"对数"螺旋式蜗壳.圆筒环绕式蜗壳分为90~,180.,270.和360~四种,后一种结构制造相对要复杂,所以在循环流化床锅炉中常选用前一种结构中的180. 蜗壳人口结构.这种蜗壳式人口结构紧凑,气流从人口进入到旋风分离器本体内部是一个较平稳的气体动力学过渡过程,同时也对人口高浓度气流中的颗粒提供了一定的预分离空间.在处理大气量时,能避免人口的气流直接冲刷升气管外壁,不但能防止流体流动的湍流扰动和可能产生的冲蚀问题,而且也减小了气流中颗粒对于旋风分离器壁的碰撞,降低了颗粒的反弹和返混.蜗壳式人口结构增大旋风分离器人口半径,导致进入流体的旋转动量增加,旋涡的旋转速度增加,切割粒径减小,同时导致总压力损失的增加.由于受空间和能耗的限制,"蜗壳式" 人口结构不能无限制扩大.由于旋风分离器的磨损与气体速度的四次方成正比,所以工程上设计速度一般在18m/s,26m/s.当处理的颗粒具有高磨损性时,选择过高的人口速度,会急剧增加冲蚀磨损,尤其是对旋风分离器本体或锥体段下部的磨损. (2)旋风分离器长度旋风分离器不能任意长.如果太长,旋涡就会在分离器本体的某一位置结束.这一点称为"自然转折点",或称为旋涡的"端点"或"尾端",而将这一点到分离器升气管末端之间的距离称为自然旋风长(如图5 所示),这一开拓性的工作是由Alexande (1949)来提出的.如果在透明旋风分离器的内壁上存在运动的颗粒,就可以清楚地看到旋涡端部的灰环.直到现在,还不能确定旋涡端点的准确特性.有关文献和旋风分离器研究人员对这一现象解释有以下两种:一是认为旋涡的端部是轴对称的,端部代表一种回流"气泡"运动;另一种观点认为旋涡的端点会附在侧壁上(即旋涡核是弯曲的), 且沿壁面高速旋转(见图5).在液体旋风分离器内,可以很容易观察到这种旋涡旋进现象,而涡核中存在气泡.尽管旋涡可能附在分离器下部壁面和旋转摆动,旋涡并不能在轴向某一点停止,准确地说,应是一个面.该主旋涡会在它的下游诱发一个二次旋涡.这种现象称为流体耦合.Ln图5自然旋风长示意图基于旋涡长度就是有限分离空间长度这一假设,有人会认为自然旋涡长度可以等同旋风分离器的实际长度,实际不全对.实验结果表明当旋涡端点位于筒锥形旋风分离器的锥体段时,有效长度减少引起的分离性能18余热锅炉2007.4下降要比预想的大得多.所以应避免旋涡端部位于锥体上.当旋涡位于分离器的底面时,这个平面的固体颗粒存在明显的返混现象,当然也影响到旋风分离器的切割直径. 除了对分离性能有不利影响外,旋涡端部在旋风分离器内也会引起结垢和堵塞现象,因为固体颗粒在旋涡端部以下位置的运动减弱.当进入旋风分离器内部时,可以确定旋涡端部的位置.如果在壁面,则会发现沿分离器的锥体或简体段出现壁面沉积物, 或抛光环或磨成环形沟槽,当然这与粉料的磨蚀性有关.磨损严重时会损坏旋风分离器的下部.旋涡端部的位置是难以通过模型进行分析确定的.到现在为止,最着名的计算自然旋风长的公式是由Alexander提出的: Lri=2.3Dx()Btitmer(1999)认为上式主要适用于直径很小的旋风分离器.当旋风分离器的直径为几米和整个雷诺数范围内如何确定旋涡末端位置仍然没有解决.旋风分离器长度是如何确定的,现在还不能给出一个一般性的回答.各个厂家选择也不一样.旋风分离器长度的选择是在可靠性(旋涡不应该在器壁上终止)和分离性能之间的一个折衷.在其他情况相同时,增加旋风分离器长度将能逐渐提高分离性能并降低压降.Maclean等人申请的专利(1978),声称使用这个长度的优点是使分离性能更好和磨损更小.旋风分离器最优设计长度为: :一1.09_/~1.X+4.49U^|n式中,Ax和Ai分别是升气管和烟气人口的横截面积.(3)升气管设计在旋风分离器的顶部设有升气管,它是一个简单的空心圆筒体,与外面的旋风分离器简体同心,它的内插长度大约延伸至人口中部左右.其作用是将分离后的"干净"气体从旋风分离器顶部排出,然后排人尾部的竖井烟道中.由于旋风分离器的切割直径和压力损失与升气管的直径密切相关,它常常被称为旋风分离器的核心参数.一般情况下是把升气管的长度延伸到人口的中部位置.这种升气管的优点是升气管短,制造费用较少,重量轻,通过旋风分离器切向人口检查和维修比较方便;由于升气管短,对升气管与旋风分离器顶板连接的焊缝所施加的应力较小;也会使总压力损失稍微减小.但是升气管插入长度是人口高度的一半,或者更小,一部分气固流体将从人口直接进入升气管走"短路",使旋风分离器的分离性能下降.反之,如果把升气管延伸到人口底板,关于费用,重量,检查的容易性,应力,压力损失和"短路"等一系列问题将产生与上述刚好相反的结果.由于绕升气管的流动气体将对升气管产生冲击,并引起升气管的侧向振动.在升气管与旋风分离器顶板连接的圆周部位,这个振动能导致疲劳裂缝.裂缝将造成气体"短路",即直接从旋风分离器顶板排出.如果不及时解决, 则会导致升气管与顶板的完全开裂,并掉人旋风分离器的底部.把升气管设计成下小上大的锥形结构, 可以把净化的气流的一部分旋转能量转换为静压力.基于Muschelknaum—Brunner (1967)提供的数据,采用这种结构,内旋涡压力损失减少15%,20%.(4)旋风分离器的磨损当旋风分离器分离煤,砂,飞灰,焦等磨蚀性颗粒时,磨损是造成非计划性停炉的主要原因之一.所以侵蚀磨损是工厂运行和维修部门最关心的问题.。