Конструкция батарейных циклонов

Диаметр циклонных элементов, мм

Размеры частиц, мкм

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 14Следующая ⇒

При уменьшении диаметра цилиндрической части корпуса циклона повышается эффективность осаждения в нем пыли. При очистке большого количества газов для достижения достаточно большой степени управления необходимо устанавливать группу циклонов относительно небольшого диаметра. Число циклонов в группе ограничивается из-за конструктивных соображений, тем самым ограничивается и производительность группы. Так, для циклонов НИИОГАЗ типа 13Д-15 предельная производительность группы из восьми циклонов диаметром 800 мм (максимальный рекомендуемый диаметр) при рабочих условиях равна 50000 т/ч (рис. 1.6).

Конструкцией, объединяющей при минимальном диаметре элементов в один аппарат большое их количество, явились батарейные циклоны с диаметром цилиндрического корпуса каждого элемента 40-250 мм.

а б

Рис. 1.6. Циклонные элементы батарейных циклонов:

а – с направляющим типа «Винт»; б – с направляющим типа «Розетка»

Циклонный элемент (рис. 1.6) состоит из корпуса 1 элемента, направляющего аппарата 2 и выходной трубы 3. Аппарат, направляющий поток, может выполняться в виде винта, розетки либо в виде тангенциального подвода газа к корпусу. По схеме движения газа циклонные элементы можно разделить на противоточные, в которых газ изменяет направление движения на 180°, и прямоточные, сохраняющие направление движения. На рис. 1.7 приведена схема батарейного циклона с противоточными элементами конструкции ЦКТИ. Корпус элемента литой чугунный, внутренним диаметром 250 мм; выхлопная труба элемента стальная, диаметром 150 мм; направляющий аппарат – либо винтовая лента, либо розетка; угол наклона центральной линии лопастей 25 °С. Трест газоочистки проектирует элементы и с диаметром корпуса элемента 150 мм.

Обычно на практике батарейные циклоны дают более низкую степень очистки газов, чем в опытных образцах с меньшим количеством циклонов.

Рис. 1.7. Схема батарейного циклона

Батарейные циклоны имеют общий пылевой бункер для всех элементов. Это снижает КПД батарейного циклона по сравнению с КПД одного элемента (коэффициента улавливания). Нарушение работы происходит не только из-за неравномерности распределения газов по элементам и различных сопротивлений элементов, но и за счет нарушения обмена газов между пылевым бункером и элементами мультициклона.

Обмен газа происходит и в том случае, когда все элементы одинаковы и работают в одинаковых условиях. В патрубке, отводящем золу, происходит следующее. По периферии патрубка, благодаря вращению газа, давление больше, следовательно, пыль с частью газов выходит вниз. В центре патрубка разрежение, туда подсасывается газ. Так происходит газовый обмен между бункером и элементом. При одном из вышеназванных нарушений этот обмен нарушается. В отдельных элементах количество газа, подсасываемого через патрубок, становится больше, чем выходящего из него. Встречный поток движется навстречу поступающей пыли и снижает эффективность работы элемента. В других элементах выходить газов будет больше, чем подсасываться. Коэффициент улавливания этих элементов будет несколько выше, но не настолько, чтобы перекрыть потерю других элементов. Общая степень очистки снижается.

Одним из недостатков батарейного циклона является забивание золой, ввиду чего сильно возрастает сопротивление циклона. Забивание происходит вследствие низкой скорости газов при малой нагрузке либо при неравномерном распределении газов по элементам. Степень неравномерности распределения газа по элементам зависит от конфигурации и направления подводящих газоходов, от скорости газового потока в них и наличия или отсутствия выравнивающих приспособлений. Неравномерное распределение газа по элементам помимо забивания части элементов золой вызывает неравномерный износ труб циклона. Появление сквозных отверстий в выхлопных трубах либо в корпусах элементов батарейных циклонов вызывает просасывание неочищенных газов, минуя элементов. Этим резко ухудшается степень очистки. Отсутствие коридоров между элементами не дает возможности производить профилактические осмотры.

При неплотной установке элементов на нижней трубной доске появляются подсосы газов из распределительной камеры в пылевой бункер, что приводит к разъеданию больших отверстий. Коррозии подвержены внешние стенки золоуловителя и стенки газоходов. Коррозия интенсивно протекает в местах отложения золы. Под слоем золы, ввиду охлаждения стенки наружным воздухом, создается низкая температура. Пары воды конденсируются. Вследствие просачивания газов через слой пыли, туда попадает SO₂ и начинается коррозия. Метод борьбы с коррозией - тщательная наружная изоляция. Мультициклоны плохо улавливают частицы от 0 до 10 микрон, поэтому в большинстве случаев не могут удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям. Температурный предел работы батарейных циклонов следующий: циклонные элементы со сварными корпусами из обычной стали – 400 °С, с литыми чугунными корпусами – 500 °С. При температурах больших 500 °С - из специальной стали сварные.

Толщина стенки литых корпусов циклонных элементов колеблется в зависимости от диаметра: от 8 до 11 мм. Выбор типа закручивающего аппарата циклонного элемента зависит от концентрации пыли, ее свойств (слипаемости, абразивности, зернового состава) и влажности газа.

Лопаточные закручивающие аппараты следует устанавливать, когда газ имеет небольшую влажность (< 50 г/кг), концентрацию пыли не более 25 г/м³
и улавливаемая пыль обладает малой способностью к слипанию и небольшой абразивностью. Расстояние между центрами (шаг) циклонных элементов с диаметрами 250, 150 и 100 мм соответственно составляют 280, 150 и 130 мм, что обеспечивает минимальные зазоры между корпусами литыми 8 мм и сварными – 7 мм. Батарейные циклоны могут быть использованы для двухступенчатой очистки газов. Батареи включают последовательно, причем I ступень с циклонными элементами диаметром 250 мм, II ступень – с элементами диаметром 100 мм. Фракционные КПД для улавливания пылеугольной золы в циклонных элементах с винтовыми закручивающими аппаратами, при перепаде давления Р = 500 Па приведены в табл. 1.6.

Обычное гидравлическое сопротивление батарейного циклона составляет от 500 до 850 Па.

Таблица 1.6

Фракционный КПД

Для выравнивания нагрузки по циклонным элементам необходимы следующие мероприятия. Число циклонных элементов (для всех диаметров и типов), объединенных общим пылевым бункером, не должно превышать в одном ряду (по ходу газов) десяти, а число элементов в ряду, перпендикулярном потоку газов, может доходить до шестнадцати. Однако при этом начиная с двенадцати элементов в ряду (перпендикулярном) пылевой бункер следует разделить перегородкой на две части. Перегородка должна быть расположена перпендикулярно потоку газов и оканчиваться на расстоянии 200–250 мм от пылевыпускного отверстия бункера. Кроме того, начиная с четырнадцати элементов в ряду рекомендуется устанавливать в секции два бункера (для ограничения перетекания газов из одних элементов в другие). Число секций с самостоятельным бункером не ограничивается.

В зависимости от свойств пыли: ее фракционного состава, слипаемости, а также начальной запыленности очищаемых газов, - выбирают диаметр Д
циклонного элемента и тип направляющего аппарата (при большой запыленности и повышенной слипаемости пыли следует выбирать циклонные элементы больших диаметров).

Зная допускаемое гидравлическое сопротивление Р, принимаемое на основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации, а также коэффициент гидравлического сопротивления для данного типа циклонных элементов, можно рассчитать их число. Для этого из формулы

определяют W_усл. – условную скорость газов, м/с, отнесенную к полному сечению цилиндрической части корпуса элемента. После этого находят количество газов, очищаемых одним элементом батарейного циклона (производительность одного элемента), м³/c:

Разделив количество очищаемых газов на производительность одного элемента Q_r, находят требуемое число циклонных элементов:

Общую степень улавливания пыли циклонными элементами выбранного диаметра определяют так же, как и степень улавливания для обычных циклонов, пользуясь данными об известном или предполагаемом фракционном составе улавливаемой пыли (R₁ – содержание определенной фракции, %), и экспериментально найденными значениями фракционных КПД (данного типа аппаратов):

Если степень улавливания не удовлетворяет нужным требованиям, принимают меньший диаметр циклонного элемента или повышают в нем скорость газов. Это увеличивает гидравлическое сопротивление.

Для уменьшения гидравлического сопротивления циклонов в ряде отечественных и зарубежных конструкций использованы раскручивающие и спрямляющие поток устройства. При оборудовании циклонов лопастными раскручивателями, устанавливаемыми в нижней части выхлопных труб, удается снизить их гидравлическое сопротивление на 25–30 %, однако коэффициент очистки при этом уменьшается на 1-1, 5 %. Но их применение может быть рекомендовано только при неслипающейся пыли.

Часто батарейные циклоны приходится размещать на давно построенных станциях. Для удобства их размещения создано много конструкций. Ниже приведены две из них. Батарейный циклон, изображенный на рис. 1.8, устанавливается при малой высоте помещения. Второй вариант (рис. 1.9) занимает мало места в плане.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒