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旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵部件之一，其主要作用是將高溫固體物料與煙氣分離，分離的高溫物料通過返料器返回爐膛，維持爐膛的快速流化狀態(tài)，并保證燃料和脫硫劑多次循環(huán)，反復(fù)燃燒和反應(yīng)，從而達到更好的燃燒效率和脫硫效率。旋風(fēng)分離器的分離性能將直接影響整個循環(huán)流化床鍋爐的總體設(shè)計及鍋爐的運行性能。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)目前正朝著高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，縱觀國內(nèi)外的設(shè)計方案，普遍的做法是采用多個旋風(fēng)分離器與爐膛出口并聯(lián)布置實現(xiàn)氣固分離 [1-12] 。西安熱工研究院 [5-6] 設(shè)計的 100、210及 330 MW 循環(huán)流化床鍋爐均采用 H 型爐型，將 4個旋風(fēng)分離器對稱布置于爐膛兩側(cè)；中國科學(xué)院工程熱物理研究所 [3] 、清華大學(xué) [7] 、西安熱工研究院 [8]等國內(nèi)科研機構(gòu)，上海鍋爐廠 [3] 、東方鍋爐廠 [9] 、哈爾濱鍋爐廠 [10] 等國內(nèi)企業(yè)，以及法國 ALSTOM [4]等國外企業(yè)，都采用旋風(fēng)分離器方案。它們各自提12 中 國 電 機 工 程 學(xué) 報 第 31 卷出的600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐方案均采用左右墻對稱布置 6 個旋風(fēng)分離器；清華大學(xué) [11] 提出的800 MW 超臨界循環(huán)流化床鍋爐概念設(shè)計方案也采用 6 個旋風(fēng)分離器對稱布置的方式，而 FosterWheeler 公司 [12] 提出的800 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計案則采用 8 個旋風(fēng)分離器對稱布置的方式。以往的研究表明，當(dāng) 2 個或 2 個以上旋風(fēng)分離器并列布置時，會出現(xiàn)氣固流量分配不均現(xiàn)象，從而影響分離效率 [13] 。Mohammad [14] 對 2 個旋風(fēng)分離器并列布置進行模型分析和實驗研究，發(fā)現(xiàn)進入兩個旋風(fēng)分離器的顆粒分數(shù)不同；Yue [15] 針對 300 和600 MW 的循環(huán)流化床鍋爐，對 3 個非對稱布置的旋風(fēng)分離器進行實驗研究，結(jié)果表明，3 個循環(huán)回路是各自獨立的，不同的旋風(fēng)分離器有不同的壓降，并對應(yīng)不同的循環(huán)流率，3 個旋風(fēng)分離器之間存在分配不均現(xiàn)象；Kim [16] 對一運行中的商用循環(huán)流化床鍋爐進行研究，也發(fā)現(xiàn)存在分配不均的現(xiàn)象。受鍋爐布置空間的限制，循環(huán)流化床鍋爐的旋風(fēng)分離器多使用短入口煙道，其布置方式(包括入口角度和位置)，對旋風(fēng)分離器的性能有顯著影響。李占國 [17] 對單個旋風(fēng)分離器進行實驗研究和數(shù)值模擬，指出入口煙道布置方式會影響顆粒進入旋風(fēng)分離器的角度和入口軌跡；劉志成 [18] 使用 Fluent 軟件對 600 MW 超臨界循環(huán)流化床鍋爐的 6 個旋風(fēng)分離器多種布置形式進行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明，不同的旋風(fēng)分離器布置方式會影響煙氣流量分配和顆粒濃度分布，并通過數(shù)值模擬得到了較優(yōu)的布置方案，但缺乏實驗的驗證。對于正在開發(fā)中的 600 MW 超臨界循環(huán)流化床鍋爐，均采用 6 個旋風(fēng)分離器對稱布置的方案。目前國內(nèi)外尚沒有對6 個旋風(fēng)分離器對稱布置的循環(huán)流化床進行實驗研究的文獻發(fā)表。因此，有必要對6 個旋風(fēng)分離器的并聯(lián)布置方式進行實驗研究，掌握其運行特性，為旋風(fēng)分離器布置方式的優(yōu)化設(shè)計提供參考。