為了提高傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器的分離效率,提出了一種下段擴(kuò)容式旋風(fēng)分離器。采用數(shù)值模擬方法分析了擴(kuò)容段最大直徑對(duì)該旋風(fēng)分離器分離性能的影響,并與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:分離器設(shè)置下部擴(kuò)容段能夠有效增大外旋流區(qū)的面積,減少分離器底部的顆粒返混現(xiàn)象;在擴(kuò)容段高度相同的條件下,隨著擴(kuò)容段最大直徑的增大,分離器進(jìn)出口壓降逐漸減小,粒徑20μm及以下煤粉的分離效率先提高后降低,粒徑20μm以上煤粉的分離效率逐漸降低;當(dāng)擴(kuò)容段最大直徑為1.30D(D為筒體直徑)時(shí)總分離效率達(dá)到最高值90.03%,比傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器的總分離效率高4.4%。

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圖1下段擴(kuò)容式旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)及原理示意圖

與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器相比,下段擴(kuò)容式旋風(fēng)分離器的擴(kuò)容段能夠增大外旋流的空間,且氣流運(yùn)動(dòng)到分離器底部時(shí)的動(dòng)能較小,使得此處的渦流及湍動(dòng)能減少,從而降低上升氣流下部擺動(dòng)造成二次返混的可能性,提高顆粒的分離效率。2數(shù)值模擬

圖7不同分離器的進(jìn)出口壓降

從圖7可以看出,傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器的進(jìn)出口壓降為1378Pa,而下段擴(kuò)容式旋風(fēng)分離器的最大壓降出現(xiàn)在D2=1.15D時(shí),為1287Pa。隨著擴(kuò)容段直徑的增大,壓降呈線性減小,當(dāng)D2=1.75D時(shí),壓降的減小幅度變緩,僅比D2=1.60D時(shí)的壓降小5Pa左右。這是由于排氣管處....

圖8擴(kuò)容段最大直徑對(duì)顆粒分離效率的影響

對(duì)于20μm及以下粒徑的煤粉顆粒,在擴(kuò)容段直徑增加到某一臨界值前,分離器內(nèi)氣流的切向速度變化不大,且外旋流區(qū)面積明顯增大,內(nèi)旋流抗返混能力明顯提升,因此其分離效率逐漸提升;但當(dāng)擴(kuò)容段直徑超過這一臨界值后,直徑繼續(xù)增加,氣流的切向速度將大幅減小,且外旋流區(qū)面積和內(nèi)旋流抗返混能力的....

圖10顆粒與分離器下錐體內(nèi)壁面間的碰撞反彈示意圖

由圖11可知,傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器的總分離效率為85.63%,而下段擴(kuò)容式旋風(fēng)分離器的總分離效率隨著D2的增大呈先提高后降低的趨勢(shì),在D2=1.30D時(shí),總分離效率達(dá)到最高值90.03%。總分離效率除了受分離器結(jié)構(gòu)尺寸的影響外,還與進(jìn)入分離器的煤粉粒徑的組成有關(guān)。筆者在計(jì)算總分離效率時(shí)....

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