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旋風分離器是循環(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個旋風分離器對稱布置于爐膛兩側(cè)；中國科學院工程熱物理研究所 [3] 、清華大學 [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)，都采用旋風分離器方案。它們各自提12 中 國 電 機 工 程 學 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 個旋風分離器；清華大學 [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 個旋風分離器對稱布置的方式。以往的研究表明，當 2 個或 2 個以上旋風分離器并列布置時，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)，對旋風分離器的性能有顯著影響。李占國 [17] 對單個旋風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 個旋風分離器對稱布置的方案。目前國內(nèi)外尚沒有對6 個旋風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，為旋風分離器布置方式的優(yōu)化設(shè)計提供參考。