Устройство и принцип работы циклона

1

left.

диаметров выхлопной трубы  и корпуса циклонов (соответственно О,; 0,34; 0,22). Циклон типа СК-ЦН-22 применяется  для улавливания пыле| обладающих повышенной абразивностыо или высокой слипаемостьюЗ Потери давления в этом аппарате значительно выше, чем в другиЗ конических циклонах.

Цилиндрические  циклоны относятся к высокопроизводительным паратам, а конические — к высокоэффективным. Диаметр цилиндрич ских циклонов обычно не превышает 2000, а конических 3000 мм. С уЕ личением диаметра циклона при постоянной тангенциальной скорое потока центробежная сила, воздействующая на пылевые частицы, умень шается и эффективность пылеулавливания снижается. Кроме того1 π?становка одного высокопроизводительного циклона вызывает затру нения из-за его большой высоты. В связи с этим в технике пылеула! ливания широкое применение нашли групповые и батарейные циклонн

В групповых компоновках  по нормалям НИИОгаза применяюто циклоны  типа ЦН-15 [31], а по типовым нормалям, утвержденный! Госстроем СССР, циклоны  типа ЦН-11 [32]. Их устанавливают попари с общим числом циклонов 2—8 или  вокруг вертикального подводящего газохода по 10—14 шт. (рис. 2.12).

При определении гидравлического  сопротивления групповых уста новок  к коэффициенту сопротивления одиночного циклона, отнесенному к скорости воздушного потока в горизонтальном сечении корпуса, при круговой компоновке следует добавлять 60, при двухрядной с отводов очищенного газа через общую камеру 35, при двухрядной с отводе!! очищенного газа через улитки 28. Степень очистки в грπ?ппе циклонов принимается равной степени очистки в одиночном циклоне, входящей

ТАБЛИЦА 2.1

СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРОВ В ДОЛЯХ ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА d ДЛЯ ЦИКЛОНОВ ЦН-11, ЦН-15. ЦН-15У. ЦН-24

в эту же группу, хотя экспериментально это не доказано. Есть некоторые основания предполагать, что она несколько ниже, чем в одиночном циклоне.

Конические циклоны  при равных производительностях  с цилиндрическими отличаются от последних большими габаритами и  поэтому обычно не применяются в  групповом исполнении. Для подвода  газа к отдельным циклонам при установке их в группу рекомендуется применять коллекторы. Обходные патрубки циклонов присоединяют к коллектору посредством фланцев. Коллектор выполняется из одного или нескольких патрубков, которые с одной стороны подсоединяются к Циклонам, а с другой — заканчиваются общей камерой.

Отвод очищенного газа в цик-

 

таблица i.tl

СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРОВ В ДОЛЯХ ДИАМЕТРА d ДЛЯ ЦИКЛОНОВ I ТИПОВ СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34. СК-ЦН-34М

Наименование		Типы циклонов	1
	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	СК-ЦН-34М1
Внутренний диаметр  ци-
линдрической  части D	>3000 мм		>4000 мм \
Высота цилиндрической
части Нц.......	0,535	0,515	0,4
Высота конической части
Як..........	3,0	2,110	2,6
Внутренний диаметр  вы-
хлопной трубы d . . . .	0,334	0,340	0,22
Внутренний диаметр  пыле-	0,334	0,229	0,18
выпускного отверстия dt
Ширина входного патруб-
ка Ь.........	0,264	0,214	0,18
Высота внешней  части вы-
хлопной трубы hB . . . .	0,2—0,3	0,515	0,3
Высота установки  фланца	0,1	0,1 •	0,1
Лфл.........
Высота входного патрубка
а..........	0,535	0,2—0,3	0,4
Длина входного патрубка /	0,6	0,6	0,6
Высота заглубления  вы-			0,4
хлопной трубы hj . . . .	0,535	0,515
Радиус улитки г . . . .	С/2+6<р/2л	D/2+ Ь ф/я

лонах может  осуществляться несколькими способами: с помощью улитЧ кн, служащей для  преобразования вращательного движения газов в пен ступательное, колена, общего сборника для группы циклонов или чере} выхлопную трубу. Сечения выходного отверстия улитки и входного паи у;>бка циклонов следует выполнять одинаковыми.

Группа циклонов снабжается общим бункером для сбора пыли! Диаметр пылевыпускного отверстия  бункера подбирают таким, чтобы  выпуск уловленной пыли происходил без задержки, а размер фланц^ соответствовал размеру устанавливаемого под ним пылевого затвора1 Угол наклона стенок бункера принимается большим, чем угол естест> венного откоса пыли; обычно он составляет 55—60°.

В группах ииклоиы компонуются в два ряда или имеют круговуя компоновку в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 2.Sj Рабочие объемы бункеров для групп циклонов рекомендуется приня* мать по табл. 2.4. Для увеличения срока службы циклонов, подверга* ющихся абразивному износу, в местах наибольшего износа (в нижне! части корпуса, во входной части улитки) рекомендуется приваπ?ивая дополнительные листы с наружной стороны стенок аппаратов. Циклоны диам. <0,8 м из-за повышенного абразивного износа нельзя применят* для улавливания абразивных пылей.

Для улавливания пыли, состоящей  в основном из крупных частиш а  также при больших концентрациях (после шахтных мельниц, в системах пневмотранспорта и т. д.) в качестве первой ступени очистки моЖ-

Назад

На главную

Вперёд

но применять  высокопроизводительный аппарат типа ЦН-24. У аппаратов этого типа коэффициент гидравлического сопротивления значитель-ио меньше, чем v аппаратов типа ЦН-15, но несколько ниже и степень очистки.

ТАБЛИЦА 2.

РЕКОМЕНДАЦИИ  ПО КОМПОНОВКЕ ЦИКЛОНОВ ТИПА ЦН В ГРУППЫ

При необходимости  обеспечить повышенную степень очистки (для более эффективного улавливания  частиц размером 5—10 мкм) можно устанавливать  аппараты типа ЦН-11 с углами наклона  крышки и входного патрубка IIе. Согласно ГОСТ 9617—67 для циклонов принят следующий ряд диаметров: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000 мм. Однако для цилиндрически^ циклонов в одиночном исполнении этот ряд рекомендуется ограничивата значением 2000, а в групповом исполнении 1800 мм.

Кроме того, для ограничения  числа типоразмеров групповых циклонов рекомендуется аппараты диам. 300, 500 и 700 мм заменять равноценными по производительности циклонами других диаметров.

Для всех одиночных циклонов бункера выполняются цилиндричес кой формы. Диаметры бункеров принимаются в соответствии с ГОСТ 9617—67: £>бункера= 1,5£> (для цилиндрического циклона); Сбункера13 = 1,1-M,2D (для конического циклона). Высота цилиндрической част! бункера принимается равной 0,8Д днище бункера выполняется по ГОСТ

1260—67 с углом  стенок 60°. При отсутствии необходимой  площади для размещения бункера  разрешается уменьшение его до  значения 0.8D при обязательном сохранении расчетного объема.

В отдельных случаях для  снижения гидравлического сопротивления  одиночные циклоны типа ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 снабжаются лопастными раскручивателями. Раскручиватель приваривается к  нижней части выхлопной трубы [31].

Группы чаще всего составляют из циклонов основной серии ЦН (типа ЦН-24, ЦН-15У, ЦН-15, ЦН-11). Как правило, группы циклонов имеют общий коллектор грязного газа, общий сборник очищенного газа л общий пылевой бункер. Пылевые бункера циклонных групп могут иметь либо круглую, либо прямоугольную форму. Для групп из двух и четырех циклонов применяют обе формы бункеров, а для групп из шести и восьми циклонов — только прямоугольные. Необходимые объемы пылевых бункеров определяются их назначением. Объем бункера, оборудованного устройствами для непрерывной выгрузки пыли, может быть выбран меньшим, чем объем бункера, предназначенного для накопления и периодической выгрузки пыли. Минимальное расстояние от оси циклона до стенки бункера должно быть не менее 0,4D, где D — диаметр циклона. Высота прямоугольной (или цилиндрической) части бункера должна быть не менее 0.5D. Угол наклона стенок бункера к горизонту принимается не менее 60°. Конусы циклонов опускаются в бункер на глубину, равную 0,8 диаметра отверстия в них. Для уменьшения общей высоты бункера при непрерывной выгрузке пыли допускается устанавливать в одной группе циклонов несколько бункеров.

Рекомендованные в табл. 2.4 рабочие объемы бункеров могут быть использованы для циклонов других типов. Объемы бункеров для групп циклонов типа СК-ЦН-34 без ухудшения аэродинамики циклонного процесса могут приниматься несколько меньшими, чем рекомендованные в табл. 2.4. Но при высокой запыленности газов и малой объемной массе пыли объемы бункеров одиночных и групповых циклонов могπ?т приниматься большими по сравнению с объемами, рекомендованными в табл. 2.4.

Своеобразный смерч (см. рис. 2.8), образующийся в циклоне, пятой  опирается о дно пылесборного бункера. При этом в центре смерча винтообразное движение пылегазового потока направлено нверх. Нарушение вращательного движения потока в бункере (в результате уменьшения его высоты или объема и др.) приводит к заметному снижению степени очистки. В частности, поэтому эффективность группов΀?го циклона с общим бункером несколько ниже, чем одиночного аппарата

Влияние аэродинамических процессов, происходящих в бункере циклона, на степень очистки подтверждается результатами испытания Двух циклонов, присоединенных к общему бункеру. Два  варианта подвода воздуха через  тангенциальные патрубки обусловили две разные схемы вращения потоков в бункере (рис. 2.13). Опыт показал, что, когда в зоне взаимодействия вихрей касательные скорости имел΀? одно направление (рис. 2.13, а) и не нарушался основной режим вращения потоков в бункере, степень очистки была выше (не ниже, чем при одиночном циклоне); при неправильной компоновке'(рис. 2.13,6) "эффективность аппарата снижается. Поэтому установка циклонов без бункеров, с присоединением пылеотводящего отверстия в конусе циклона, например, непосредственно к пылеразгрузочному шнеку вс΀?гда приводит к ухудшению степени очистки. Когда пылеотводящее отверстие конуса расположено несколько ниже верхней крышки бункера, рекомендуется соединять конус циклона с бункером.

Нарушение вращающегося потока в выхлопной трубе циклона так-е приводит к снижению интенсивности его вращения в центральной

Влияние аэродинамических процессов, происходящих в бункере циклона, на степень очистки подтверждается результатами испытания Двух циклонов, присоединенных к общему бункеру. Два  варианта подвода воздуха через тангенциальные патрубки обусловили две разные схемы вращения потоков в бункере (рис. 2.13). Опыт показал, что, когда в зоне взаимодействия вихрей касательные скорости имел΀? одно направление (рис. 2.13, а) и не нарушался основной режим вращения потоков в бункере, степень очистки была выше (не ниже, чем при одиночном циклоне); при неправильной компоновке'(рис. 2.13,6) "эффективность аппарата снижается. Поэтому установка циклонов без бункеров, с присоединением пылеотводящего отверстия в конусе циклона, например, непосредственно к пылеразгрузочному шнеку вс΀?гда приводит к ухудшению степени очистки. Когда пылеотводящее отверстие конуса расположено несколько ниже верхней крышки бункера, рекомендуется соединять конус циклона с бункером.

Нарушение вращающегося потока в выхлопной трубе циклона так-е приводит к снижению интенсивности его вращения в центральной

ляют одиночными с диаметром  цилиндрической части от 600 до 3600 мм, с «левым» и «правым» вращением  пылегазового потока.

* Аппараты бывают в следующем исполнении: с бункером и подогревателем; с бункером без подогревателя.

Условное обозначение  типоразмера циклона: СК — спиральный конический; ЦН — циклон конструкции  НИИОгаза; 34 — отношение диаметра выхлопной трубы к диаметру цилиндрической части (равно 0,34); gn — с бункером и подогревателем; Б — с бункером без подогревателя (при отсутствии Б или БП — без бункера и подогревателя); последнее число — диаметр цилиндрической части циклона (мм); П или Л — «правое» "ли «левое» вращение пылегазового потока. Например, СК-ЦН-34БЦ-6000Л, СК-ЦН-34-600П.

Циклон типа СК-ЦН-34 имеет  следующие технические характеристики:

Допустимая концентрация пылн в газе, г/ма ..... 1000

Температура очищаемого газа, °С......... <250

Максимальное  давление (разрежение), кПа ...... 15

Коэффициент гидравлического  сопротивления ..... 1150

Параметры пара в подогревателе:

давление, МПа................ 5-10—1

температура, °С................ 150

Эффективность очистки (от пыли dm=10 мкм, р=2,7кг/м3),

%...................... До 95

Ниже приведен типоразмерный ряд циклонов СК-ЦН-34 «левого» и «правого» вращения с бункером и подогревателем.

Типоразмер	Производительность,	Объем бун-	Масса,
	м'/ч. при скорости	кера, м*	кг
	и>=2,5 м/с
СК-ЦН-34БП-600 . .	2540	0,16	205
СК-ЦН-34БП-800 . .	4520	0,16	270
СК-ЦН-34БП-1000 .	7100	0,45	505
СК-ЦН-34БП-1200 .	10 200	0,45	620
СК-ЦН-34БП-1600 .	18 100	1,30	1420
СК-ЦН-34БП-1800 .	23 000	1,30	1700
СК-ЦН-34БП-2200 .	34200	1,75	3130
СК-ЦН-34БП-2800 .	55 400	3,40	8854
СК-ЦН-34БП-3600 .	92 ООО	4,40	10 300

В случае применения циклонов СК-ЦН-34 диам. <800 мм для слипающихся  пылей следует диаметр пылевыводящего отверстия циклона увеличивать, сохранив его прежнюю конусность. В этом случае di= =0,35D, Я™р=1,8£>.

Циклоны типа СК-ЦН-34 изготовляют  в соответствии с ОСТ 26-02-759—73; конструкционный материал: хромоникелевая сталь («улитка», коническая часть циклона и бункера); углеродистая сталь (остальные элементы).

Циклоны Крейзеля применяют  в основном для очистки газов  после вращающихся печей при  обжиге извести, в цементной промышленности и др. Характерной особенностью их конструкции является полый конус с отверстием в вершине, установленный в нижней части корпуса. Между корпусом циклона и конусом имеется кольцевая щель шириной 4,5 мм, предусмотренная для спуска в бункер уловленной пыли. Бункер является неотъемлемой частью циклона (рис. 2.15).

Эти циклоны характеризуются  большей, чем циклоны типа ЦН-15 и  ЦН-24, производительностью одиночного аппарата при достаточно высокой  эффективности.

Назад

На главную

Вперёд

При увеличении условной скорости газа в циклоне  его гидравлическое сопротивление  возрастает (рис. 2,16). Поэтому для  уменьшения сопротивлении циклонов при большой их производительности и высокой степени очистки рекомендуетси увеличивать высоту входного патрубю и входной спирали аппарата в 1,5 раза [2]. Оптимальный режим работ!

циклонов Крейзеля достигается  при условной скорости газа 2,5—3,0 м/с. При этом эффективность аппарата составляет 80—85 %.

Циклоны Крейзеля рекомендуется  устанавливать после сушильных  барабанов, дробилок известняка, в качестве первой ступени при обеспыливании  вентиляционного воздуха.

Циклоны конструкции  ВЦНИИОТа (рис. 2.17, табл. 2.5) с расширяющимся  конусом применяются для улавливания  сухой неслипа-ющейся, неволокнистой  и абразивной, а также слабослипающейся (сажа, тальк) пыли. Характерной особенностью этого циклона является способ транспортировки отсепарированной пыли из корпуса в сборный бункер. Пылегазо-вый поток проходит в бункер через кольцевую щель, образованную двумя соосными конусными поверхностями. Обеспыленный поток возвращается обратно в корпус циклона через центральное отверстие внутреннего конуса. Такая конструкция отвода пыли в бункер позволяет применять аппарат для улавливания пылей с повышенными абразивными свойствами [32].

Циклон конструкции  Гипродревпрома типа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и выбор  циклонов

Циклоны рассчитывают илн выбирают различными методами. Наиболее целесообразным считается  метод обобщения и использования показателей, получаемых при испытаниях циклонов в промышленных условиях или на полупромышленных стендах. При помощи этого метода по ряду циклонов различных типов были получены данные о фракционной степени улавливания для определенных значений скорости очищаемого газа и плотности пылн, о коэффициенте гидравлического сопротивления и др. Эти сведения с достаточной полнотой отражены в соответствующих нормалях и сопроводительной технической документации.