книги / Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строительных материалов
..pdfопределения 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
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 |
0,6— 1,2 |
|||
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 -И ,2 м/мин; F t,— площадь фильтрации рукавов фильтра типа НС, /-ф = 10 м2.