表 1 实际燃用煤种筛分特性 粒径范围（mm） >8 8～3 3～1 1～0.6 0.6～0.28 <0.28
重量百分比（/%） 10.82 22.05 19.69 9.43 13.36 24.65
表 2 实际燃用煤种特性
组分
Var/% War/% Aar/% Car/% Qar net/kJ·kg－1
无法全部返回炉膛再燃烧 （否则床温无法维持或过
热 蒸 汽 超 温 ）， 就 会 出 现 积 灰 现 象 ； 由 于 没 有 料 位 监
测仪器，不能确切掌握灰位而进行排灰，多余的灰就
在分离器下部聚积，达到一定高度，就直接从中心筒
排到尾部烟道，造成中心筒和转向室的严重磨损（每
30
July 2011 No.4
d≤121μm 的粒子分离效率较低，不仅造成飞灰可燃
物含量偏高，降低了锅炉运行效率；而且提高了分离
器后的飞灰浓度，加剧中心筒和转向室的磨损。
表 3 电除尘飞灰筛分特性
粒径范围 /mm
>0.121 0.121～0.098 0.098～0.053 < 0.053
改造前 28.62 59.37 8.36 3.65
作 者 简 介 ：刘 建 军 （1970-），男 ，河 南 平 顶 山 人 ，本 科 ，工 程 师 ，现 任 公 司 技 术 中 心 主 任 。
29 2011 年 7 月第 4 期
刘建军：循环流化床锅炉旋风分离器改造及应用效果
14.3m/s。 2.2 旋风分离器磨损情况
2007 年 10 月，发现 1# 炉（已累计运行 5468h）分 离器漏灰， 停炉检查发现中心筒法兰处被磨穿 1 个长 140mm、 宽 10mm 的 口 子 ； 转 向 室 法 兰 处 则 磨 有 110mm×8 mm、78mm×6mm 的口子；其他部位也有磨损 痕迹。 检修时，在磨穿部位外部加焊 9mm 厚的钢板。
3 原因分析
根据循环流化床锅炉的燃烧机理，由磨损情况
可以判断，分离器的磨损是受到含尘烟气的高速撞
击和冲刷而造成的，即是一种冲蚀磨损。 根据有关 试 验 得 出 经 验 公 式 ：ε∝υ3d2p/2g，即 ：磨 损 率 ε 与 粒
子浓度 p 成正比关系，与粒子颗粒度 d 成二次方关
系，与粒子速度 υ 成三次方关系。 影响分离器磨损
通过分析这 2 台 65t/h 循环流化床锅炉旋风分 离器（含筒体、中心筒、出口转向室）的磨损原因，采 取了更换分离器材质以及 “龟甲网＋纯刚玉耐磨耐 火可塑料”，在实际生产取得了良好的效果。
结焦等问题，更利于锅炉安全、连续生产运行。 分离 器结构简图见下图：
6 26750
24782.5
3 4
5 2
抗 热 震 性 （1100℃风 冷 ， 急 冷 急 热 次 数 ）/次
数值 2800 ≥1790 -0.2
90 110 15.3 16.6 1.8 ≤8 400～1500 ≤21 ＞40
5 改造后效果
5.1 烟气速度 由于浇注 1 层耐磨耐火可塑料，使旋风分离器
进口截面缩小为 1920mm×310mm，额定工况下进口
内充分搅拌至料色均一、手捏成团且不粘手后方可
出料，然后将拌好的可塑料倒入龟甲网中，并及时
用加橡皮垫的木锤沿同一方向或呈放射状方向捣
打 3～5 遍至实。 敷设时，注意可塑料的施工厚度以
盖过龟甲网 5mm 为宜，过薄起不 到防磨作 用，太厚
则容易脱落，必须按照规定厚度一次性布料，切忌
在平行于工作面的方向上出现分层施工现象。
了良好的效果。
关键词：循环流化床锅炉；旋风分离器；磨损；技术改造
中 图 分 类 号 ：TS3
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-0335（2011）04-0029-03
On Modification and Application Effect of the Cyclone of Circulating Fluidized Bed Boiler
刘建军：循环流化床锅炉旋风分离器改造及应用效果
2008 年 11 月，310S 不锈钢 制成的中心 筒和转
向室分别累计运行 6270h、6425h，又被磨穿，磨损情
况与 2008 年 2 月相似。
公司技术管理人员在充分调研的基础上，借鉴
其他锅炉的成功经验，采用“龟甲网＋纯刚玉耐磨耐
火可塑料”对分离器进行技术改造：
第42 卷 Vol.42
中国井矿盐 CHINA WELL AND ROCK SALT
工程与设计
循环流化床锅炉旋风分离器改造及应用效果
刘建军
（中盐皓龙盐化有限责任公司，河南平顶山 467000）
摘 要：通过两台 65t/h 循环流化床锅炉 旋 风 分 离 器 磨 损 原 因 的 分 析 ，对 设 备 进 行 了 改 造 ，在 实 际 生 产 中 取 得
支架作用）；
4.2.3 为 减 小 烟 速 增 大 对 分 离 器 出 口 连 接 烟 道 造
成的磨损，对其也采用“龟甲网＋纯刚玉耐磨耐火可
塑料”处理。
施工时，首先将龟甲网平整焊接，龟甲网上的
金属销钉进行圈焊，焊渣及杂物清除干净，才能敷
设可塑料。 严格按生产厂家提供的施工工艺，将可
塑料、添加剂、磷酸铝胶水按比例混合后，在搅拌机
28%以上，这些均加剧中心筒和转向室的磨损。
3.5 设计原因
锅炉厂在设计时，低估了旋风分离器恶劣的工
作环境，没有充分考虑中心筒和出口转向室的磨损
问题（其内壁没有衬任何耐磨材料），使高速的含尘
烟气直接冲刷、撞击金属元件而造成严重磨损。
4 采取措施
4.1 采用耐磨耐热不锈钢 2008 年 11 月 ， 新 换 的 12Cr1MoV 钢 板 （δ =
表 5 纯刚玉耐磨耐火可塑料性能表
项目
容重 /kg·m-3
耐火度
/℃
线变化率（1093℃） /%
抗压强度
815℃ /MPa
1093℃ /MPa
抗折强度
815℃ /MPa
1093℃ /MPa
导热系数 /W（m·k）
抗 磨 损 性 （ASTMC-704）/CC
工作温度
/℃
显 气 孔 率 （1000℃×3h）/%
所占百分率 /%/
改造后
差值
15.81
－12.81
22.69
－36.68
56.94
＋48.58
4.56
＋0.91
粒径范围 /mm
>0.60 0.60～0.28 0.28～0.125 < 0.125
表 4 回料灰筛分特性
所占百分率 /%/
改造前

改造后
差值
0.60
0.15
－0.45
33.21
7.26
－25.95
1- 分 离 器 椎 体 2- 分 离 器 简 体 3- 入 口 膨 胀 节 4- 中 心 筒 5- 出 口 膨 胀 节 6- 出 口 转 向 室
1
2 磨损情况
2.1 旋风分离器 天源公司 65t/h 循环流化床锅炉采用中温 分离
技术，旋风分离器布置在水平烟道出口。 分离器采 用下出灰、上排气方式，分离后的烟气通过布置在 分离器上部的连接烟道引出， 进入省煤器上部烟 道。 分离器与回料器之间有储灰仓，储灰仓的灰通 过回料装置送入炉膛进行循环燃烧。
42.17
36.48
－5.69
24.02
56.11
＋32.09
3.4 负荷变化
我公司以制盐生产为主、热电联产，热负荷波动
大，锅炉负荷频繁变化。 低负荷（Q＜50t/h＝运行时，床温
较低，分离下来的灰无法全部返回炉膛，最终经中心
筒排出；超负荷（Q＞70t/h）运行时，风量增加到 110000 m3/h 以上（一、二次风之和），运行烟速比设计值提高
设计煤种
3.69 12.73 15.35 68.56 22390
实际燃用煤种 3.58 8.00 26.91 61.51 20720
3.2 回料装置料位
理论上讲，当调整好回料装置的回料风、松动
风并建立正常的灰循环后，循环灰量应随锅炉负荷
的变化具有自平衡特性。 但实际运行中，由于燃用煤
种灰分含量高于设计值（如表 2），分离器收集的灰量
12mm） 制成的中心筒和出 口转向室运 行仅 9 个月 （分别累计运行 6310h、6231h），又发现锅炉漏灰，停 炉检查发现中心筒和出口转向室局部已被磨穿，部 位和磨损情况与 2008 年 2 月基本一致。
为 此 ， 公 司 耗 资 十 几 万 元 ， 采 用 12mm 厚 的 310S （0Cr25Ni20Si2） 耐 磨 耐 热 不 锈 钢 替 代 12Cr1MoV，更换 中心筒和 出口转 向 室 ，并 对 筒 体 耐 磨可塑料进行修补。 4.2 龟甲网＋耐磨耐火可塑料
次停炉检查，灰位达到分离器锥体人孔门处）。
3.3 分离效率
由于小直径 旋风分离器 对 100μm 左 右 的 粒 子
应有较高的分离效率。 但从表 3 和表 4 看出，电除尘
灰中 d＞98μm 的粒子所占比例达到 87.99%，而回料灰
中 d＜125μm 的粒子仅为 24.02%。 分离器对 98μm＜
Key words: Circulating fluidized boiler, cyclone, wear and tear, technical modification
1前言
平顶山天源盐化有限公司的 2 台 65t/h 循环 流 化 床 锅 炉 自 2005 年 7 月 投 运 以 来 ， 已 累 计 运 行 40192h 和 39897h，各项指标均达到设计要求。 由于 旋风分离器磨损严重的原因，先后更换 1 次中心筒 和出口转向室， 并对筒体耐磨可塑料进行 4 次修 补，给正常的生产运行造成较大的不良影响，增加 生产成本。