Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

..pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.2 Mб
Скачать

определения используют номограммы \ составленные по показа­ телям, получаемым при испытании циклонов в промышленных усло­ виях.

Исходными данными для определения эффективности циклонов являются его гидравлическое сопротивление, дисперсный состав и плотность материала улавливаемых пылевых частиц.

Дисперсный состав пыли должен быть представлен двумя вели­ чинами: средним размером частиц db0 и показателем дисперсности пыли о, который характеризуется отношением

о = ^15,9/^50 = dso/ds4,\y

(183)

где ^15,9, dbQ, dHi,i — средний размер частиц, масса которых составляет соответ­ ственно 15,9; 50; 84,1 % общей массы частиц пыли (масса остальных частиц меньше); d50 — базовый средний размер, мкм.

Расчет эффективности циклона ведут с помощью двух номограмм. По первой номограмме (рис. 181) находят размер частиц, 50 % ко­ торых могут быть уловлены в выбранном циклоне при заданных усло­ виях, а по второй номограмме (рис. 182) определяют степень улав­ ливания пыли в зависимости от ее дисперсного состава, т. е. от d60 и а.

Пример 39. Определить эффективность пылеулавливания в циклоне типа ЦН-11

диаметром 0 ,6

м при

гидравлическом сопротивлении

100

мм вод. ст.,

вязкости

газа 18,5-10"°

Н-с/м2

(1,89-10"° кгс-с/м2), плотности

пыли

2640 кг/м3.

Средний

медианный размер частиц пыли 10 мкм, о = 3.

Решение. На первой номограмме (см. рис. 181) находим точку, соответству­ ющую D = 0,6 м. От нее проводим стрелки по вертикали до пересечения с линией, соответствующей гидравлическому сопротивлению Д/?ц = 100 мм вод. ст. (1 кПа), а затем по горизонтали до линии с заданной вязкостью газа. Далее проводим линию

вертикально вниз до пересечения с линией,

соответствующей плотности пыли р =

= 2,64-103 кг/м3, и горизонтально до линии

характеристики циклона типа ЦН-11,

определив таким образом d50 = 3,2 мкм.

 

Полученное значение d50 откладываем на оси абсцисс второй номограммы (см. рис. 182) и от этой точки проводим вертикальную линию до пересечения с линией, которая соответствует заданному значению db0 = 10 мкм. От точки пересечения проводим горизонтальную линию до оси ординат. На вспомогательной вертикальной шкале о находим соответствующую точку а = 3 и проводим прямую линию через эту точку и ранее найденную ординату до пересечения с вертикальной линией, соответствующей значению ст = 3. Ордината этой точки на левой шкале дает степень улавливания пыли в циклоне (в % по массе). Для нашего примера КПД циклона составляет около 85,6 %.

По этим номограммам может быть решена и обратная задача — нахождение гидравлического сопротивления или диаметра циклона для обеспечения заданной степени очистки.

Пример 40. Определить размеры циклона типа ЦН-15, обеспечивающего улав­ ливание пыли на 90% . Средний медианный размер частиц rf50 = 10 мкм, а = 2, плотность пыли р = 4-103 кг/м3; вязкость газа 20-10"° Н-с/м2 (2,04-10"° кгс-с/м2); гидравлическое сопротивление циклона 80 мм вод. ст. (0,8 кПа).

Решение. На номограмме (см. рис. 182) находят точку, соответствующую сте­ пени улавливания 90 % и о = 2. Через эту точку и точку о = 2 на вспомога­ тельной вертикали о проводят линию до пересечения с ординатой правой части

1 Давление газов приведено не в единицах системы СИ, так как шкалы выпу­ скаемых приборов и разработанных томограмм выражены в миллиметрах водяного или ртутного столба.

графика. Через полученную точку проводят горизонтальную линию до пересечения с линией dbо = 10 мкм и на абсциссе находят d50 = 4,2 мкм. Это значение откла­

дывают на нижней шкале номограммы (см. рис. 181) и, последовательно проводя вертикальные и горизонтальные линии, находят диаметр D = 1 м.

Остальные размеры циклона определяют по табл. 70.

Часто в расчетах гидравлическое сопротивление Др прохожде­ ния газового потока через циклон определяют как функцию услов­ ной скорости газа, отнесенной к площади всего сечения цилиндра циклона (в Н/м2):

А р = £ « % л Р г/2 , „

( 1 8 4 )

где £ — коэффициент гидравлического сопротивления; (оуСЛ — условная скорость газа в циклоне, м/с; <оусл = ^/(900n D 2) ( V — объем проходящего через циклон

газа, м3/ч; D — диаметр циклона, м); рг — плотность газовой среды (в рабочих условиях), кг/м3.

Значения коэффициентов гидравлического сопротивления для некоторых типов циклонов приведены ниже.

Тип циклона

ЦН-Ы

ЦН-15 ЦН-15у

ЦН-24

Диаметр циклона, мм

450

450

450

450

Коэффициент гидравлического сопротивле­

 

 

 

 

ния циклонов:

250

160

170

80

без улитки

с улиткой на выходной трубе

210

140

160

90

Плотность газа рг прямо пропорциональна давлению, под кото­ рым этот газ находится, и обратно пропорциональна его температуре. Поэтому плотность газов, находящихся в рабочих условиях рг, отличающихся от нормальных рг. норм (ПРИ 0 °С и_760_мм рт. ст.), кг/м:

 

 

Рг =

Рг. норм^10Р / ( Р оТ ) ,

 

( 1 8 5 )

где р и Т

— абсолютное давление

и температура газов (К) в

рабочих условиях.

Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от диаметра

циклона и запыленности газов на входе:

 

 

Тип циклона

 

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-24

Значения

K D

при диаметре циклона, м:

0,9

0,9

0,2

 

 

0,95

0,5 .

 

1

1

1

Значения

К г

при запыленности газов на входе, г/м3:

0,93

_

10

 

 

0,96

120

 

 

0,87

0,87

При установке циклонов в виде батарей коэффициент гидравлического сопротивления увеличивается примерно на 10 %.

Пример 41. Определить необходимое число циклонов типа ЦН для очистки после цементной мельницы производительностью 35 000 м3/ч аспирационного воз­

духа при температуре t = 130 °С. Плотность воздуха

рг. ном = 1,293 кг/м3, плот­

ность пыли. рп = 3,1-103 кг/м3, давление р =

750 мм

рт. ст. (10бПа). На входе

в

циклон воздух находится под разрежением

15 мм

вод. ст. (— 1 мм рт. ст »

«

150 Па). Гидравлическое сопротивление батареи циклонов типа ЦН, устанав­

ливаемой для очистки аспирационного воздуха, не должно превышать 70 мм вод. ст. (630 Па). Средний медианный размер пыли d 50 = 10 мкм, дисперсность пыли а = 3. Начальная запыленность газов при нормальных условиях равна 200 г/м3; степень улавливания пыли должна быть не ниже 80%.

Рис. 183. Схемы фильтров:

а — с обратной продувкой рукавов (тип РП); б — с обратной продувкой и встряхиванием рукавов (тип РВ); / — камера в режиме регенерации; II — камера в режиме фильтрации

В фильтрах типа РВ (рис. 183, б) рукава в каждой камере уста­ новлены между плитами подвижных рам, которые'могут подниматься с помощью механизма встряхивания 12 на регулируемую высоту и затем свободно падать на амортизаторы. В нижней части бункера установлен затвор 7 При необходимости каждую камеру можно вы­ ключить из работы, закрыв клапана 5, заслонки 2 и шиберы 6. Кла­ паны 5 приводятся в действие пневмодилиндрами.

В режиме фильтрации запыленные газы поступают во~внутреннюю полость рукавов 3 через коллекторы 1 и блок 11 под'влиянием разрежения, создаваемого вентилятором в рукавном пространстве блока 10 (через коллекторы 8, корпус клапана 5 и воздушную ру­ башку бункера 4). Проникая через поры фильтровальной ткани, газы сбрасываются в атмосферу, а пыль задерживается волокнами. По мере осаждения пыли на ткани и заполнения ее пор степень очистки быстро повышается и в момент образования сплошного слоя улав­ ливание пыли становится практически полным. Однако с увеличе­ нием толщины пылевого слоя повышается сопротивление движению газа через рукава, что ведет к уменьшению его производительности. Поэтому через определенные промежутки времени автоматически очищают ткани рукавов встряхиванием.

В фильтрах типа РП (см. рис. 183, а) очищение (регенерацию) осуществляют методом обратной покамерной продувки рукавовКлапаном 5 разобщают зарукавное пространство блока 10 с кол­ лектором 8 и одновременно открывают доступ в зарукавное про­ странство продувочного воздуха из коллектора 9. Продувочный воз-

344

А - А

5700

Мотор-редуктор

Рис. 185. Встряхивающее устройство рукавов

346

Рис. 186. Схемы навески рукавов:

а — в фильтре РП; б — в фильтре РВ

между рамками и прижимными план­ ками 8 заводятся концы уплотне­ ний, в которые вшиты по периметру

шнуры,

 

и

зажимаются

болтами.

Верхнее 7 и нижнее (не показано)

уплотнения

герметизируют внутри-

рукавную

(пылевую)

и

зарукавную

(чистую) полости

камеры. Уплотне­

ния выполнены из лавсановой ткани

и благодаря

их

эластичности

рама

вместе

с

навешенными

рукавами

имеет возможность при встряхивании

перемещаться

в

вертикальном

на­

правлении.

 

 

 

 

в обеспе­

 

Весьма

существенным

чении

герметичности

 

пылевой и

чистой

полостей

камеры,

а также

возможности

быстрой

замены

из­

ношенных

рукавов

является

спо­

соб

их

 

закрепления

и

навески.

На

рис.

186 показана удачная схема навески рукавов, примененная

в фильтрах типов РП и РВ. На нижнем конце каждого рукава вшито асбестовое кольцо 9, которое заведено в кольцевую канавку стакана 8 нижней плиты и удерживается в таком положении наружным кони­ ческим кольцом 10. Верхний конец каждого рукава на расстоянии 300—350’мм от плиты 6 защемлен кольцом 7 на конической подвеске 6, которая подвешена к поворотному кронштейну 2 на цепи и пружине с усилием, обеспечивающи л постоянное натяжение рукава. Верхний конец рукава 5 без натяжения защемлен в гнезде плиты с помощью кольца 3.

Рассмотренная конструкция закрепления и навески рукавов по­ зволяет при открытом рукаве (обеспыливаемый воздух поступает в ру­ кав через верхнее сечение) обеспечить его натяжение, создать не­ обходимую герметичность между зарукавными и рукавными простран­ ствами, возможность доступа к рукавам камеры через люки 1 для контроля натяжения и поднатяжки с верхней обслуживающей пло­ щадки.

Основными параметрами, определяющими выбор рукавных фильт­ ров, являются запыленность, объем и температура очищаемого воз­ духа. Техническая характеристика рукавных фильтров типов РП и РВ приведена в табл. 71. При обозначении фильтра указывают его марку, тип и номер габарита. Например, фильтр площадью 115 м2с ру­ кавами из стеклоткани имеет следующее обозначение: фильтр ру­ кавный СМЦ-100А РП-П.

В зависимости от необходимой производительности фильтры мо­ гут собирать в группы, состоящие из нескольких последовательно

Обеспыленные га зы

Рис. 187. Схема последовательного подсоеди­ нения нескольких фильтров

установленных фильтров одного га­ барита (рис. 187) с общими коллек­ торами подвода запыленного и от­ вода обеспыленного воздуха, под­ вода воздуха от вентилятора для регенерации рукавов, общего шне­ кового транспортера уборки из-под

бункеров собранной в фильтрах пыли. Допускается последователь­ ное подсоединение не более десяти фильтров габаритов 2 й 3 и не более четырех фильтров габарита 1.

Для обеспечения надежной работы рукавов в фильтре не допу­ скается конденсация паров, содержащихся в подводящих запыленных холодных газах, что приводит к «цементации» пыли на влажной по­ верхности ткани. Для исключения этого явления при недостаточной температуре влажных газов перед подачей в рукавный фильтр пре­ дусматривают их предварительный подогрев, а также производят теплоизоляцию корпуса и газоходов. Аналогичные требования предъ­ являются и к продувочному воздуху.

Т а б л и ц а 71. Техническая характеристика рукавных фильтров типа РП, РВ

 

 

 

 

 

СМЦ-100А (РП)

смц -1 01 А (РП)

СМЦ-101 А

Показатель

 

 

 

 

 

 

 

(РВ)

 

 

 

 

Габарит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

1

2

3

1

2

Площадь фильтрации, м2

50

100

200

50

ПО

200

50

100

Температура

обеспыли­

300

300

300

140

140

140

140

140

ваемого

газа,

°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Концентрация

 

пыли в

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

обеспыливаемом

газе,

 

 

 

 

 

 

 

 

кг/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,6 0 ,6

Скорость

фильтрации,

0,4—

0,4—

0,4—

0 ,6

0 ,6

0 ,6

м/мин

 

 

 

 

0 ,8

0 ,8

0 ,8

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

Рукава:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диаметр,

мм

мм

200

200

200

200

200

200

200

200

рабочая длина,

2450

5100

9 100

2450

5100

9 100

2200

4900

Число рукавов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в камере

 

 

 

18

18

18

18

18

18

18

18

в фильтре

фильтра,

36

36

36

36

36

36

36

36

Сопротивление

1900

1900

1 900

1900

1900

1900

1900

1900

Па

мм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры,

 

 

 

1710

1710

1 710

1710

1710

1710

1710

1710

длина

 

 

 

 

ширина

 

 

 

3170

3170

3 170

3170

3170

3170

3170

3170

высота

 

 

 

5700

8940

13 760

5700

8940

13 760

5700

8940

Масса без электрообору­

2400

3200

4 400

2400

3200

4400

2750

3600

дования, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 188. Рукавный фильтр СМЦ-169

Для обеспыливания выходя­ щего в атмосферу из закрытых емкостей избыточного воздуха, образующегося в них при загрузке муки или цемента с помощью пневмотранспорта, выпускаются небольшие по производительности рукавные фильтры СМЦ-169. Тех­ ническая характеристика филь­ тров приведена ниже.

Площадь фильтрации, м2

10

Температура

обеспыливае­

До

140

мого воздуха,

°С

Запыленность

обеспыливае­

До

50

мого

воздуха, г/м3

Скорость фильтрации, м/мин

0,61,2

Диаметр

рукава, мм

200

Рабочая

длина

рукава, мм

1370

Ч исло рукавов

сопротивле­

 

12

Гидравлическое

1900

ние фильтра,

Па

Масса без электрооборудова­

220

ния, кг

 

Общий вид фильтра СМЦ-169 показан на рис. 188. Рукава 1 на­ ходятся в натянутом положении под действием пружин 2 и размещены

в герметичном корпусе 3. Регенерацию рукавов осуществляют пери­ одической продувкой сжатым воздухом, подводимым к патрубку 4. Для осмотра и их замены в корпусе фильтра предусмотрены люки 5. Как правило, фильтры СМЦ-169 монтируют непосредственно над емкостями, перекрывая нижней частью корпуса предусмотренное на крышке емкости прямоугольное отверстие. Уловленная пыль после регенерации рукавов выпадает обратно в емкость. Для обеспылива­ ния незначительного объема избыточного воздуха в фильтре навеши­ вают часть рукавов, а свободные отверстия для рукавов в днище кор­ пуса заглушают.

§ 134. Расчет рукавных фильтров

Основные размеры рукавного фильтра определяют в за­ висимости от рабочего объема газа, подлежащего обеспыливанию, с учетом подсоса атмосферного воздуха (35—50 %) в тракте от тех­ нологического оборудования до фильтра, а также объема продувоч­ ного воздуха, расходуемого на регенерацию рукавов.

Общий объем газов,

проходящих через рукава фильтра (в м3/ч)

Гг

= (1,35 -т-1,5) V, + Ур,

(186)

349

где VT — объем технологических газов, подлежащих обеспыливанию, м3/ч; Vv — объем воздуха, поступающего для регенерации рукавов, м3/ч, принимают VD~ = 0,251+.

Необходимая фильтрующая площадь рукавов (в м2)

= Vг/(60о)ф)-f-Fp,

(187)

где о)ф — допускаемая скорость фильтрации газа через

материал рукавов, м/мин

(см. табл. 71); Fp — площадь фильтра, выключаемого

на регенерацию в течение

часа, м2; Fp обычно принимают равной площади рукавов одной секции фильтра.

Пример 42. Подобрать рукавный фильтр пылеулавливающей установки для очистки аспирационного воздуха объемом 18 0 0 0 м3/ч после цементной мельницы 3,2Х 15 м.

Решение. Принимаем, что подсосы в тракте пылеулавливающей установки до рукавного фильтра составляют максимальное значение. Тогда по формуле (186) количество воздуха, поступающего в фильтр.

1+ = 1,5-18 000 + 0,25-18 000 = 31 500 м3/ч.

Учитывая, что температура аспирационного воздуха незначительная, поданным табл. 71 выбираем фильтр СМЦ-101А с рукавами из лавсана, допускающими ско­ рость фильтрации соф = 0,6-=-1,2 м/мин. Принимаем соф = 1 м/мин. Тогда филь­ трующая площадь рукавов с учетом объема поступающего из тракта запыленного воздуха

/+ ,= 1,51/т/(60соф) = 1,5-18000/(60-1) = 450 м2.

Так как условия размещения фильтров в помещении не указаны, по данным табл. 71 принимаем рукавный фильтр СМЦ-101А РП III с площадью рукавов Fp = = 205 ма, занимающий минимальную площадь.

Необходимое число фильтров

п = F^/F? = 405/205 = 2,2.

Предварительно принимаем два фильтра и проверяем режим фильтрации ру­ кавов при отключении одной камеры на регенерацию рукавов площадью Fp/2. Тогда скорость фильтрации

(ор = Уг/[60 (2Fp — 0,5Fp)] = 31 500/[60 (2-205-0,5-205)] = 1,7 м/мин,

что превышает допустимую.

Для трех аналогичных фильтров

сор = IV [60(3FP — 0,5Fp)] = 31 500/[60 (3-205 — 0,5-205)] = 1 м/мин.

Принимаем для установки три последовательно подсоединенных рукавных фильтра СМЦ-101 А РП III.

Расчет рукавного фильтра типа НС ведут с учетом объема избы­ точного воздуха, образующегося при транспортировании сыпучих материалов в герметичные сосуды с помощью сжатого воздуха.

Объем запыленного воздуха, подлежащего фильтрации (в м3/ч)

Vr = 60<7,

(188)

где q — расход сжатого воздуха при транспортировании материала, м3/мин.

Число фильтров типа НС, необходимое для очистки избыточного воздуха,

п = Vг/(60соф/гф),

(189)

где о)ф — скорость фильтрации воздуха через рукава; е>ф = 0 ,6 ,2 м/мин; F t,— площадь фильтрации рукавов фильтра типа НС, /-ф = 10 м2.