Циклоны

Оценим степень улавливания пыли ЦИКЛОНОМ, полaraя, чrо

режим движения частицы - лаМlПlарныЙ.

Зная геометрические размеры выбраюlOГО циклона (см. При­

ложение), определим число обоРОТОВ, совершаемое газовым потоком

в циклоне, как отношение между высотой цидиндрической части ци­

клона Ь2 и высотой ВХОдного патрубка входного Ь! (рис. 1)

n=h2 =1582=335

~472 '

Далее, найдем скорость газа во ВХОДНОМ патрубке

	W =~=	5500	= 16,9 м!е.
	Б1 ·h1	3600·0,192·0,472
Torдa предельный диаметр частицы будет равен
		0,025.10-З .(0,35-0,21)=108мкмт
d=3	J.lR2 -R1 =3
	WPrn Jt11	1500·16,9·3,14·3,35		'

.е., частицы, диаметр которых выше 10,8 МКМ, будут поJПfОСТЪЮ

осаждены в циклоне

lld='10,8 = 100%

Проверим справедливость предложения о ламинарном харак­

тере движения частицы

Re =dЗw2РтР = (10,8.10-6 }116,92·1500· 0,708 =0,03296

18RJ.l2	18.(0,025.10-3 ).R	R
ПриRj =0,21	Re=0,16<0,2.

для последуюшего расчета воспользуемся даЮIЫМИ предыду­ щего расчета, npeдставленными на стр. 26, а имеюlO: даниыми дие­ персиоюlOГО анализа остатка ПЫЛИ после первого циклона. Приняв остаток пыли после первого циклона. ПрlПlЯВ остаток пьmи после первого ЦИК,'IOна за 100%, представим эти даlпlыe в виде таБЛ.4 и

графика в координатах «A-d» (рис. 4). ПО JПlтeгра.i1ЬНОЙ кривой дис­

персности пыли (рис. 4) определяем, что 23,5% пыли имеет размер частlЩ более, чем 10,8 мкм, Т.е. 23,5% пьmи будет полиостью улов­ дено вторым циклоном. Остальные 76,5% пыли б)/дут уловлены вто­

рым циклоном частично. Расчет ДОЛИ пьmи, выпавшей в осадок, с

размерами частиц менее 10,8 мкм представлен таБЛ.4. Видно,,что эта

доля составляет 26,3% от остатка пыли после первого ци:кдона. Та­

ким образом, эффективность второго циклона равиа

23,5+26,3=49,8%. А общая эффективность циклонной установки со-

32

www.mitht.ru/e-library

ставит

'tlобщ= 1- (1- hJ)·(1 - 'tl2) = 1 - (1 - 0698)-(1-0,498) = 0,848

Таблица 4

Расчет доли пыли, выпавwей во втором цикло. из фракции, размеры частицы которых MeHbWt

предельного (10,8 мкм)

Доля фра1ЩИИ	Средний раз-	Эффективность		Доля фракции в
в общей массе	мер частиц	улавливания		. общей массе пыли,
пыли, %	фракции,	фраlЩИИ, (dJd)2		уловленной ЦИIOIО-
	dx , мкм			ном,%
1,5	10,5	0,945		1,42
5	9,9	0,840		4,20
5	9,15	0,718		3,59
5	8,55	0,627		3,13
5	8,0	0549		2,74
5	7,35	0,463		232
5	6,9	0,408		2,04
5	6,2	0,330		1,65
5	5,7	0,279		1,39
5	5,15	0,227		1,14
5	4,60	0,181		0,907
5	4,00	0,137		0686
5	3,5	0105		0,525
5	2,9	0,0721		0,361
5	2,00	0,0343		0,171
5	0,63	0,0034		0,0170
ИТОГО 76,5				26,3

7. БАТАРЕЙНЫЕ ЦИКЛОНЫ

Как было orмечено ранее, при очистке больщого количеС1 газа иеобходимо устанавливать rpyппy циклонов. Однако число 1 клонов В группе ограничивают по конструктивным соображеНWI Тем самым ограничивают и производиreльность rpynпы (см. ПрИJ жение). Поэтому возникла необходимость разработки констрyюI

циклонов, которые при небольшом диаметре, Т.е. приспособленн

для достаточно полного улавливания пы.m,, могли бы просто объе,r нены в батареи большей производительности, чем группы ЦИКЛОНО!

33

www.mitht.ru/e-library

Подобные ЦИКЛОНЫ, диаметр цилиндрической части которых

обычно cocraвля.ет от 40 ДО 250 мм, называют циl(лонными элемен­

тами батарейных ЦИl(Лонов. В отличие от обычных, в батарейных

ЦШ<ЛОнах газовому потоку придают вращательное движение благода­

ря наличию в каждом элементе направляющего аппарата в виде вин­

та или розетки. В результате, размеры батарейного циклона (в плане) меньше, чем rpyImbl оБЫЧНЫХ ЦИl(Лонов той же производительности.

Общий вид батарейного циклона показан на рис. s. Очищае­

мые газы по входному патрубку 1 ВВОдЯТСя в обшую распределиreль­

ную камеру 2. В распределительной ЮlМере газ распределяется по

отдельным ЦИIOIОННЫМ элементам 6. Опускаясь, газ проходит через

направляющие аппараты 7 элементов и приобретают вращательное

движение.

Большое число циклонных элементов, объединенных общим

пылевым бункером, требует особого наблюдения за равномерным

распределением между ними очищаемого газа.

Число циклонных элементов, объединенных общим пьmевым бункером, не должно превышать в одном ряду (по ходу газа) десяти,

а число элементов в ряду, перпендикулярном потоку газа, может до­

ходить до шестнадцати.

При выборе циклонов следует учиты атъ следующие обстоя­

тельства. Во-первых, расход металла в расчете на 1000 M'~ очищенно­

го газа составляет около 100 - 150 IU" (для циклонов конструкции НИИГАЗа) и около 200 - 250 IU" - для батарейных циклонов типа БЦ.

Во-вторых, циклоны более надежны в эксплуатации и проще в

изготовлении.

В-третьих, в циклонах возможна очистка газа с более высоким

содержанием пыли, в том числе и более слиnaющейся, нежеJШ в ба­

тарейных циклонах.

В общем случае батарейные циклоны примеНJIЮТСЯ тогда, ко­ гда количество очищаемого газа слишком велико для группы обыч­

ных цш<лонов.

Расчет батарейных циклоиов прmщипиально не отличается от

расчета груIПIЫ ЦИКЛОНОВ.

В зависимости от свойств пыли - её функционального состава,

СJDIпаемости и других показателей, а так же от начальной запьmенно­

сти очищаемых газов, - выбирают диаметр D циклонного элемента

(диаметр ци.т:пmдрическоЙ части корпуса) и тип направляющего эле­

мента.

34

www.mitht.ru/e-library

Зная величину допустимоro гидравлического сопротивления Ар, при­

нимаемую на основании технико-экономических данных и опьrra

эксплуатации, а также КОэффJЩИеиr гидравлическоro сопротивлеНIIJI

I rГаз

i

Газ + пыль
•	2

Рис. 5 Общий виД секции батарейноro циклона

35

www.mitht.ru/e-library

для данного типа направляющего аппарата, можно рассчитать тре­

буемое число ЦИКЛОННЫХ элемешов. Число секций батарейного ци­

клона для данного числа n определяют, исходя из конструктивных

соображений. напомним, 1fГO секционирование батарейного циклона заключается в секционировании пылевого бункера, Т.е. одна секция БЦ имеет свой пылевой бункер.

8. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЦИКЛОНОВ

Основными требованиями для обеспечения нормальной рабо­

ты циклонов являются следующие.

Первое - это отсутствие подсоса воздуха через нижюою часть циклопа, так как даже при небольшом подсосе воздуха поток его за­

хватывает уловленную пыль и выносит её в выходную трубу, резко

снижая степень улавливания пыли.

Второе - это своевременный отвод из циклона уловленной пы­

ли. Если в результате накопления пыль, осевшая в конусе циклона,

окажется в зоне вихреобразного движения газов, она может быть ув­

лечена в выходную трубу. Поэтому в циклонах НИИГАЗа предусмат­

ривают установку бункера для сбора ПЬL'1И.

Бункера для сбора пыли под цикл:оном должны периодически или непрерывно освобождаться от пыли через специальные п:ыле­ вьпрузочные герметические устройства, устанавливаемые внизу.

на рис.6 показан пьmевой mнeк. Диаметр шнека составляет 190 мм. постоянныIй его шаг - 100 мм. скорость вращения шнека 30

об/мин. производительность составляет около 3,5 т/час. Герметизи­ pyIOlЦИМ элементом здесь служит пробка пьmи; толщину пробки ре­ ryлируют перемещением патрубка, закрывающего окно для выхода

пьmи из кожуха шнека.

На рис. 6 показано другое пыле выгрузочное герметическое устройство - двойная мигалка. В двойной мигалке уплотнение дости­ гают двумя наклоиными шиберами и слоем пьши, накапливающейся между ними в результате поочередного открывания шиберов, которое осуществляется под действием веса столба ПЬL'1И или принудительно

от привода С электродвигателем.

При эксплуатации циклонов необходимо учитывать следую­ щие технологические условия. цикl10ныI можно устанавливать :как

под разряжением (перед вентилятором), так и под давлением. В пер­

вом случае уменьшается износ роторов. При этом надо иметь в виду,

1fГO максимальная величина разряжения (давления) должна состав­

лять 2500 НlM2• При большем разряжении (давлении) следует уделять

36

www.mitht.ru/e-library

особое внимание repметичности циклона, бункера для ПЫJnI И Т.д. В случае очнCТl\И газов при умеренной температуре (около 100 0С)эта

температура должна быrь выше точки росы газов не менее, чем на 20 - 25 ОС, для чего 8непппою поверхность циклонов покрываю тепло­ вой изоляцией.

1 ЛЫIlЬ,Щ

1. f 6JIItКejЮ

ЛЫI1Ь

Рис. 6 Схема пьшевыгрузочных герметических устройств.

а) Пьшевой mне:к-затвор; б) Двойная мигaлI<a

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Циклоны «ЦН-15»

Циклоиы «ЦН-15» предназначены для улавливания из газово­

го потока взвешенных в нем твердых часnщ.

1.1.Сборка одиночного циклона

Сборка одиночного циклона изготавливается в варианте с ВЫ­

водом очищенного газа через улитку.

Технические харакreристики сборки.

Производительиость - от 630 м3/час при w = 2,5 М!С дО 22000

м3/час при w = 4 м!с.

Температура входящих газов - до 400 ОС.

Давление (разряжение) - ±О,05 кrc/cM2. Допускаемая запыленность газа - до 400 г/имЗ•

коэффициент гцдравлического сопротивления циклона на за­

пьшенном потоке (~) раccчитыаетсяя по формуле

~Ц = K2~:'

37

www.mitht.ru/e-library

где q,~ = 150 - коэффициент rидpaвлическоro сопротивления ЦИЮIо­

на прн чистом газе.

К2 - поправочный коэффициент на влияния запъmенности, по таблице 1.

Таблица 1

Поправочный коэффициент на влияние

запыленности ДЛЯ циклона типа «ЦН-15»

	Запылен-
	ность,	О	10	20	40	80	120	150
	r/M3
	Поправоч-
	ныйкоэф-	1	0.93	0.92	0,91	0,90	0,87	0,86
ФициеНТК2

BuJN

38

www.mitht.ru/e-library

Тба лица размеров

N2 n/n		Д	Н		h	6	В	А	М	n			б	в	r
1		зоо	2ООЗ		1770	З6О	9ЗО	600	692	111			205	85	230
2		400	2476		2162	З6О	9ЗО	600	692	148			274	114	290
3		500	3010		2615	460	ut080	700	790	185			340	140	З6О
4		600	З593		3120	5БО	1280	800	9ЗО	222			406	166	420
5		700	4166		3612	660	1480	900	1032	259			472	198	480
6		800	4649		4015	760	1580	1000	1115	295			5з8	218	540
7		900	5122		4408	860	1680	1100	1230	ззз			604	244	600
8		1000	5605		4810	960	1780	1200	1330	370			670	270	660
9		1200	6661		5707	1160	2080	1400	1530	444			802	322	780
10		1400	7717		6603	1260	2280	1660	1720	518			934	374	900

1.2. Сборка из двух циклонов типа «ЦН-15»

Сборки из двух ЦИКЛОНОВ изroтaвливaютcя В двух вариангах:

с выводом очищеюlOro газа через УJIИТКY и с ВЫВОДОМ через

сборник.

Здесь рассматривается только первый вариант.

Техническая характеристика сборки

Производительиость - ОТ 1270 м3!час при w = 2,5 М!С ДО 18300 м3/час при w = 4 м/с.

Темпеparypз ВХОдЯЩИХ газов - ДО 400 ОС.

Давление (разряжение) - ±О,05 кrc!cМ2.

Допускаемая запыленность газа- до 400 г!нм3.

Коэффициент гидравлическоro соnpoтивлеНWI циклонов в rpyппе рассчитываегся по формуле

~Ц =K2~: +28

где ~: = 155 - коэффициент гидравлическоro соnpoтивлеНWI

циклона при чистом газе.

К2 - поправочный коэффициент на влияния запыленности по таблице 1.

1.3. Сборка из четырех циклонов типа «ЦН-15»

Сборки из четырех циклонов изготавливаются в дВух вариан-

тах:

с выводом очищенного газа через улитку и С выводом через

сборни1\. Здесь рассматривается только первый вариант.

39

www.mitht.ru/e-library

Техническая характеристика сборки

Производиreлъность - от 4500 м3/час при w = 2.5 М!С до 36600 м1/час при w::: 4 м!с.

Температура входящих газов - ДО 400 ос.

Давление (разряжение) - ±О,05 кrc/cM2. Допускаемая запыленность газа - до 400 r/mi.

Коэффициент гидравлического сопротивления циклонов в

группе рассчнтывается по формуле

~Ц =K z;; +28

где ;: = 155 - коэффициент гидравлического сопротивления

циклона при чистом газе.

К2 - поправочиый коэффициент на влияния запыленности по

таблице 1.

ВиВ N

/1

40

www.mitht.ru/e-library

Тба лица размеров

	N2 п/п		1	2	3	4	5	6		7
		Д	300	400	500	600	700	800		900
		Н1	2940	3580	4230	4780	5520	6170		6860
		Н	2053	2527	3110	3593	4166	4749		5222
		h	1820	2312	2715	3120	3612	4115		4508
		В	1080	1280	1480	1580	1880	2080		2280
		Б	460	560	760	860	1060	1160		1360
		А	700	800	1100	1200	1400	1600		1800
		Л	500	600	700	800	800	900		1000
		К	795	890	1225	1336	1555	1750		1920
		М	638	724	880	988	1020	1118		1180
		n	320	424	524	624	724	824		924
		б	206	274	340	406	472	538		604
		в	184	242	294	346	398	450		502
		г	230	290	360	420	480	540		600
		Д	245	273	377	426	530	530		720

41

www.mitht.ru/e-library