選型

循環(huán)灰分離器是循環(huán)流化床鍋爐的關鍵部件。不同類型的循環(huán)流化床鍋爐，多是以采用的分離裝置不同為特征的。因此，循環(huán)灰分離器的選型與設計是循環(huán)流化床鍋爐設計的一個重要組成部分。原則上，分離器的選型應進行綜合經(jīng)濟技術比較，得出最佳方案。可以根據(jù)分離器的運行條件，特別是循環(huán)倍率和系統(tǒng)能耗的要求來確定所選用的分離器的類型。通常，對于較低的循環(huán)倍率，采用合適的慣性分離器就可以滿足對分離效率的要求，這時，可以獲得較低的壓力損失或系統(tǒng)能耗，具有結構簡單、投資和運行維護費用低等好處．對于較高的循環(huán)倍率或較小的顆粒粒度，則往往需采用合適的旋風分離器或多級慣性分離器方能滿足循環(huán)倍率對分離效率的較高要求，這時不得不以增加分離器的阻力或系統(tǒng)能耗等為代價。大型循環(huán)流化床鍋爐，因結構布置的困難，可以選用多個旋風分離器并聯(lián)的方式。
2 ，主要性能指標
評價分離器的性能指標有分離效率、阻力、煙氣處理量和經(jīng)濟性（投資和運行費用）等。其中，分離器的分離效率和阻力兩項指標最為重要。
( l ）分離效率
分離器的分離效率夕是指含灰煙氣在通過分離器時，捕集下來的物料量Gc ( kg / h ）占進人分離器的物料量Gikg/h的百分比，即
若循環(huán)流化床鍋爐中的物料循環(huán)倍率R 確定，并已知燃料性質、飛灰份額和飛灰含碳量，則分離效率就可按式（4 , 8 ）計算：
分離效率反映的是分離器分離氣流中固體顆粒的能力，它除了與分離器結構尺寸有關外，還取決于固體顆粒的性質、氣體的性質和運行條件等因素。因此，分離效率不宜簡單地用做比較分離器自身性能的指標，只有針對具體的處理對象和運行條件才有意義。顯然，分離器的分離效率與顆粒的粒徑有關，粒徑越大，分離效率就越高．為了進一步表明分離器的分離性能，還經(jīng)常采用分離分級效率的概念。分級分離效率，是指分離器對某一粒徑顆粒的分離效率。研究表明，在工程應用范圍內(nèi)，丫可以表示成對應于5 。寫分離效率的顆粒粒徑磷。和對應于99 ％分離效率的顆粒粒徑丙，的函數(shù)。其中，成。稱為切割粒徑，禹，稱為臨界粒徑。分級分離效率由于是對某一粒徑而言的，與進口物料的粗細無關，只取決于分離器及該顆粒的自身性質，更適合用來描述分離器的性能。
( 2 ）阻力
分離器的阻力表示氣流通過分離器時的壓力損失，是評價分離器性能的另一項重要技術指標，也是衡量分離器的能耗和運行費用的重要依據(jù)。通常，分離器的阻力△ p ，是以分離器前后管道中氣流的平均全壓差來表示的。
分離器的阻力不僅取決于其自身的結構尺寸，還與運行條件等有關。為方便起見，常引入阻力系數(shù)g ，分離器阻力表示為由式，阻力與速度的平方成正比。阻力系數(shù)與分離器的結構尺寸有關，結構一定，則阻力系數(shù)為一常數(shù)。通常，分離器分離效率的提高是以阻力增加為代價的。但可以通過優(yōu)化分離器的結構尺寸，保證其具有較高的分離效率而同時阻力較低，即以最小的能量消耗，達到最佳的分離效果。
3 ．主要影響因素
循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)灰分離器與傳統(tǒng)除塵技術中的除塵器相比，運行條件差別較大。一般來說，循環(huán)流化床鍋爐分離器所處理的煙氣流量大，溫度高，顆粒濃度高，粒徑也相對較大，這對分離器的分離性能產(chǎn)生了很大的影響。
( l ）進口煙氣流速
分離器進口煙氣流速“，對分離器的分離效率和阻力都有很大影響。
從理論上講，旋風分離器或慣性分離器的阻力都是與入口氣體流量或流速的平方成正比的，但實際上略有偏差．試驗研究表明，阻力與流量或流速大約成1.5-2.0 次方的關系，與分離器的結構尺寸及測試條件等有關．通常，在沒有確切試驗數(shù)據(jù)的情況下，認為阻力與流速的平方成正比。一般來說，分離器進口流速越高，分離效率越高，阻力也就越大。但當流速過高，超過某一特定值時，隨進口流速的提高，分離效率反而下降。就旋風分離器和慣性分離器而言，對某一特定的顆粒，通常存在一個最佳的進口流速。超過這一流速，氣流的湍動程度增大很多，會造成嚴重的二次夾帶，即湍流的影響大于分離作用，致使分離效率降低。研究表明，這一最佳值與分離器的結構形式和尺寸、氣固兩相的特性等有關。一般取進口風速為18-35m/s
( 2 ）溫度
循環(huán)流化床鍋爐中分離器一般都在較高的沮度下運行，溫度對分離器的性能有重要影響。這種影響是通過溫度對煙氣密度和煙氣翻度的影響來體現(xiàn)的。
由于氣體溫度升高，勃度增加，使得顆粒更難從氣流中分離出來，分離效率隨乳度的增加而降低。有數(shù)據(jù)表明，某旋風分離器當溫度為20 ℃ 時，對于位徑為10 拼m 的顆粒分離效率為84 % ，而在500℃ 時分離效率僅為78 ％。雖然氣體密度對分離效率也有影響，但通常煙氣密度與顆粒密度相比，煙氣密度值甚小，其影響可以忽略，除非壓力或煙氣密度很高，才加以考慮。
溫度對阻力有較大的影響。由于氣體的密度與溫度成反比，分離器的阻力與氣體密度八成正比，亦即與氣體溫度成反比，溫度升高，阻力下降；而氣體勃度對阻力的影響通�？梢院雎浴�
( 3 ）進口顆粒濃度
氣流流過分離器時所產(chǎn)生的阻力主要包括：氣流的收縮與膨脹、器壁的摩擦、旋渦的形成以及旋轉動能轉化為壓力能等引起的能量消耗。不同結構形式的分離器，上述各項對阻力的貢獻有所不同。在較低的顆粒濃度下，隨濃度的增加，通常阻力是降低的；而當顆粒濃度超過某一特定值（臨界濃度）時，隨濃度的增加，阻力卻增加。顆粒濃度對旋風分離器阻力的影響十分復雜，是多種因素綜合作用的結果，其臨界濃度的數(shù)值與分離器的結構形式、尺寸以及運行條件等有關。
顆粒濃度對分離效率的影響也存在類似的規(guī)律：即存在一臨界濃度值，低于該值時，隨濃度的增加，分離效率增加；高于臨界值后，分離效率將隨濃度的增加而降低。該臨界值也與旋風分離器的結構形式、尺寸以及運行條件等有關。
需要說明的是，盡管低于臨界值時分離器的分離效率會隨進口顆粒濃度的增加而增加，但增長速度卻遠不及濃度的增加。因此，出口顆粒濃度總是隨進口顆粒濃度的增加而增大的。
( 4 ）顆粒粒徑分布和密度
顆粒的粒徑分布是影響分離器分離效率的最重要的因素之一對于旋風分離器和慣性分離器，顆粒所受到的分離作用力與阻力之比隨顆粒粒徑的增加而增大。因此，大顆粒比小顆粒更容易從氣流中分離。同樣，隨顆粒密度的增加，分離效率提高。特別是當粒徑較小時，密度的變化對分離效率的影響大．而當粒徑較大時，密度變化對分離效率的影響變小。顆粒粒徑對分離器的阻力影響很小，可以忽略。
( 5 ）旋風分離器結構參數(shù)
通常，旋風分離器進口寬度和進口形式、排氣管插人深度和直徑、筒體直徑等對分離器性能影響很大。實際上，由于旋風分離器各部分參數(shù)是相互關聯(lián)的，應該綜合考慮它們對分離器性能的影響。
在風速一定時，隨著分離器進口高寬比的增加，分離效率會略有增加，而壓力損失也會增加，通常取分離器進口寬度為分離器直徑D0 與排氣管直徑D 。之差的一半，即（Do-D1)/2 ，高寬比a/b = 2-3 。高溫旋風分離器進口形式有切向式和蝸殼式兩種。切向式進口簡單，而蝸殼式進口雖然結構稍顯復雜，但可使氣固混合物平滑進人分離器，減小氣固混合物對筒體內(nèi)氣流的撞擊和干擾，因此分離效率較高，而阻力損失相對較小，是一種比較理想的進口形式．
由于旋轉氣流和顆粒在排氣管與壁面之間運動，因此排氣管插人深度直接影響旋風分離器性能．隨著插入深度的增加，分離效率提高，當排氣管插人深度大約是進氣管高度的0.4-0.5 倍時，分離效率最高，隨后分離效率隨著排氣管插人深度的增加而降低。排氣管插人過深會縮短排氣管與錐體底部的距離，增加二次夾帶機會；插人過淺，會造成正常旋流核』 合的彎曲，甚至破壞，使其處干不穩(wěn)定狀態(tài)，同時也容易造成氣體短路而降低分離效率。

排氣管插人深度對壓力損失也有影響。氣管插人深度為進氣管高度的0.4～0.5 在一定范圍內(nèi)，排氣管直徑越小，插人深度過長、過短，壓力損失都增加，而當排倍時，壓力損失最小，此時分離效率也最高。旋風分離器效率越高，但壓力損失也越大。一般取De/-D0-0.3 -0.5圓筒體直徑對分離效率有很大影響。直徑一般應根據(jù)所處理的煙氣流量而定。筒體直徑越小，離心力越大，分離效率越高。筒體在循環(huán)流化床鍋爐中，由于煙氣量很大，筒體直徑通常很大（有的甚至達到9m ）。筒體直徑增大，要保證足夠高的分離效率，進口流速要相應提高。但由于阻力正比于流速的平方，要控制阻力，進口流速也不能太高，圓筒體直徑的增加義受到限制。這時可考慮幾個分離器并聯(lián)，以滿足對分離效率和阻力的設計要求。并聯(lián)時，每一分離器的直徑減小，分離效率提高，但應當保證氣流在并聯(lián)的各分離器中的均勻分,否則會使總分離效率降低。