Относительные размеры конических циклонов в долях диаметра корпуса
| Тип циклона | d | dв | a | b | h1 | h2 | Н1 | Н2 |
| СК-ЦН-34 | 0,34 | 0,23 | 0,25 | 0,214 | 0,515 | 0,515 | 0,515 | 2,11 |
| СК-ЦН-34М | 0,22 | 0,18 | 0,40 | 0,18 | 0,4 | 0,3 | 0,4 | 2,6 |
| СК-ЦН-40 | 0,4 | 0,20 | 0,38 | 0,15 | 0,4 | 0,3 | 0,535 | 3,0 |
| СК-ЦН-33 | 0,33 | 0,33 | 0,535 | 0,264 | 0,535 | 0,25 | 1,2 | 2,2 |
Циклоны ЦН предназначены для очистки воздуха от сухой, не слипающейся, не волокнистой пыли, образующейся в различных помольных и дробильных установках и при транспортировании сыпучих материалов.
Для улавливания взрывоопасной и легковозгораемой пыли циклоны ЦН должны быть выполнены по специальным чертежам, и не иметь узлов, где могло бы происходить скопление пыли, и должны быть снабжены необходимым количеством взрывных клапанов.
К коническим относятся циклоны типа СК-ЦН-22 (СК-ЦН-34М), СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, (рис. 5.18, табл. 5.5). Их отличает удлиненная коническая часть и малое отношение диаметра выхлопной трубы к цилиндрической части (соответственно 0,22, 0,33 и 0,34). Подвод газа — спиральный. Эти циклоны, при одинаковой производительности имеют несколько большие размеры и повышенное гидравлическое сопротивление, однако отличаются большей эффективностью. Они используются для очистки газа от угольной пыли, золы, сажи, слипающейся пыли. Для очистки от абразивной пыли применяются циклоны СК-ЦН-33М.
Условное обозначение конических циклонов: СК — спирально-конический (СДК — спирально-длиноконический); ЦН — циклон НИИОГАЗ; 33 (34) — отношение диаметра выхлопной трубы к диаметру цилиндрической части циклона (0,33, 0,34); БП — 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 или левое вращение пылегазового потока.
Цилиндрические циклоны относят к высокопроизводительным аппаратам, конические к высокоэффективным. Диаметр цилиндрических циклонов обычно не превышает 2000 мм, а конических — 3000 мм. Параметрический ряд циклонов НИИОГАЗ разработанный на основе глубоких теоретических и экспериментальных исследований, известен уже около 40 лет. Однако, он и сейчас может рассматриваться, как отвечающий лучшим мировым достижениям в области циклонного пылеулавливания.
Фракционная эффективность циклонов НИИОГАЗ приведена на рис. 5.19.
 Рис. 5.19. Фракционная эффективность циклонов НИИОГАЗ: 1 — ЦН-11; 2 — ЦН-15; 3 — ЦН-15У; 4 — ЦН -24; 5 — СДК-ЦН-33; 6 — СК-ЦН-34 |
Для всех одиночных циклонов бункера выполняются цилиндрической формы. Диаметры бункера принимаются в соответствии с ГОСТ 9617-67: Dбункера = 1,5D (для цилиндрического циклона); Dбункера = (1,1¸1,2) D (для конического циклона). Высота цилиндрической части бункера принимается равной 0,8D, днище бункера выполняется с углом стенок 60°.
 Рис. 5.20. Циклон конструкции ВЦНИИОТ: 1 — цилиндр; 2 — входной патрубок; 3 — штуцер для отвода газа; 4 — обратный конус; 5 — внутренний обратный конус; 6 — пылесборник |
Циклоны конструкции ВЦНИИОТа.Эти циклоны отличаются расширяющимся конусом (рис. 5.20, табл. 5.6). Преимуществом таких циклонов является отсутствие подсоса воздуха в бункере, за счет перекрытия центральной зоны разряжения внутренним обратным конусом.
Циклоны этого типа целесообразно использовать в тех случаях, когда есть опасность зарастания пылью корпуса циклона, т. е. при очистке газов от слабослипающейся (сажа, тальк) пыли. Характерной особенностью этого циклона является способ транспортировки отсепарированной пыли из корпуса в сборный бункер. Пылегазовый 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 пыли с повышенными абразивными свойствами. Рекомендуемая скорость газа во входном патрубке 14–16 м/с. Потеря давления в циклоне составляет 1250–1650 Па.
Циклоны конструкции Гипродревпрома.Предназначены для улавливания древесных отходов (опилок, пыли). Выполняются две модификации типа Ц и типа УЦ-38 (рис. 5.21, рис. 5.22). Характеризуется удлиненным конусом и сепаратором, установленным внутри циклона на центральной трубе. Изготавливают левого и правого исполнения и устанавливают как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне вентилятора. Коэффициент очистки составляет 98–98,5%. Скорость газа во входном патрубке составляют 20 м/с (Ц-16) и 12–16 м/с (УЦ-38).
 Рис. 5.22. Циклоны конструкции Гипродревпрома типа УЦ-38: 1, 2 — патрубки для ввода и вывода газа; 3 — крышка; 4 — центральная труба; 5 — цилиндр; 6 — опора; 7 — конус |
 Рис. 5.21. Циклоны конструкции Гипродревпрома типа Ц: 1 — конус; 2 — сепаратор; 3 — конус; 4 — входной патрубок; 5 — крышка; 6 — косынка; 7 — зонт |
Таблица 5.6 Соотношение размеров для циклонов ВЦНИИОТ
|
Циклоны конструкции СИОТ (Свердловский институт охраны труда). Эти циклоны имеет треугольную форму входного и отводящего патрубков, и характеризуются отсутствием цилиндрической части (рис. 5.23, табл. 5.7). Рекомендуется применять для улавливания сухой неволокнистой пыли, неслипающейся пыли. По эффективности приравниваются к циклонам типа ЦН-11, ЦН-15, но при равных с ними производительностях и гидравлических сопротивлениях, требуют в 2–2,5 раза большей площади для их размещения. Преимуществом, по сравнению с ЦН-11, является их меньшая (30%) высота. Для нормальной работы требуется полная герметизация пылесборного бункера. При подсосе в количестве 10–15% от производительности эффективность очистки снижается практически до 0.
Таблица 5.7 Размеры, мм, циклона конструкции СИОТ
|
При установке на всасывающей линии вентилятора очищенный газ (воздух) выходит из аппарата через раскручиватель с винтовой крышкой, а при установке на нагнетательной линии — через шахту с колпаком или раскручивателем в виде плоского щита
  Рис. 5.23. Циклон СИОТ: 1 — входной патрубок; 2 — раскручиватель; 3 — патрубок для отвода газа; 4 — крышка; 5 — конус; 6 — пылеотводящий патрубок |
 Рис. 5.24. Циклон Крейзеля |
Циклон Крейзеля.Отличаются полым конусом с отверстием в вершине, установленный в нижней части корпуса (рис. 5.24). Между корпусом циклона и конусом имеется кольцевая щель шириной 4,5 мм, предусмотренная для спуска в бункер уловленной пыли. Бункер является неотъемлемой частью циклона. Эти циклоны отличаются большей, чем ЦН-15, ЦН-24 производительностью, при достаточно высокой эффективности. Оптимальный режим работы аппарата достигается при условной скорости газа — 2,5–3,0 м/с. При этом эффективность — 80–85%. Применяют, в основном, для очистки газов после вращающихся печей обжига извести, в цементной промышленности.
Циклон ЦКТИ типа Ц.Применяют для очистки дымовых газов котлов производительностью от 2,5 до 20 т/ч. Они обладают таким же гидравлическим сопротивлением, эффективностью и металлоемкостью, как и циклоны конструкции НИИОгаз ЦН-15. Выполняются с улиточным отводом газов. Общий вид циклона конструкции ЦКТИ типа Ц приведен на рис. 5.25, а основные размеры в табл. 5.8.
Существуют ряд других циклонов, которые разработаны для конкретных отраслей промышленности с учетом их особенностей, например, циклоны ЦР и УЦ (в керамической промышленности), циклоны ЦВР (улавливание пыли сои).
 Рис. 5.26. Устройства для уменьшения гидравлического сопротивления: а — с коническим лопастным раскручивателем; б — с винтообразным раскручивателем; в — с кольцевым диффузором; г — с улиткой на выходе |
Общее сопротивление циклонов существенно снижается при уменьшении закручивания газового потока в выхлопной трубе. Это может быть достигнуто установкой на выхлопной трубе циклонов различных устройств: раскручивателей, диффузоров и улиток (рис. 5.26). При этом сопротивление может снижаться на 10–13%.
Таблица 5.8 Размеры циклонов конструкции ЦКТИ типа Ц
Рис. 5.25. Циклон ЦКТИ типа Ц |
Выбор и расчет циклонов.При расчете циклонов должна быть обеспечена необходимая эффективность очистки при минимальных энергетических затратах (при минимальном гидравлическом сопротивлении), т. е. необходимо определять как эффективность очистки, так и потери давления.
По современным представлениям, фракционные степени улавливания пыли в циклоне подчиняются логарифмически-нормальному закону распределения (кривая фракционной эффективности аппарата hф =¦(dч) при построении в вероятностно — логарифмической системе координат приобретает вид прямой линии). Если дисперсный состав пыли на входе в циклон подчиняется нормальному закону распределения, то эффективность циклона может быть рассчитана по формуле (5.5), т. е. может быть использован метод расчета, основанный на вероятностном подходе к процессу пылеулавливания.
Для расчета циклонов необходимы следующие данные: объемный расход газов, подлежащих обеспыливанию при рабочих условиях, Qг, м3/с; динамическая вязкость газа при рабочей температуре m, Па×с; плотность газа при рабочих условиях rг, кг/м3; дисперсный состав пыли, задаваемый медианным диаметром dm, мкм, и среднее квадратичное отклонение в функции данного распределения частиц lgsч; концентрация пыли в газах свх, г/м3; плотность частиц пыли rч, кг/м3.
Последовательность расчета циклонов:
1. Задавшись типом циклона, по табл. 5.9 или 5.10 определяют оптимальную скорость газа в аппарате vопт и дисперсию распределения значений фракционной эффективности пылеуловителя lg sh.
Таблица 5.9 Параметры, определяющие эффективность работы циклонов конструкции НИИОГаза
Таблица 5.10 Наши рекомендации |