Методика выбора и расчета средств

Основные типы, конструкции и критерии применения средств по пылегазоочистке воздуха, изготовляемых серийно на отечест­венных заводах, изложены в учебнике [6]. При решений конк­ретной производственной задачи необходимо из предлагаемой заводами-изготовителями номенклатуры изделий подобрать наибо­лее подходящее по своим параметрам для данного случая» Это достигают расчетным путем по приведенным ниже методикам.

Методика расчетов циклона

Циклоны предназначены для сухой очистки газов от пыли со средним размером частиц более I0...20 мкм. Все практические задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются циклонами НИИОГАЗа: цилиндрическими серии ЦН и коническими серии СК. Избыточное давление газов, поступающих в циклоны, не должно превышать 2500 Па. Температура газов во избежание конденсации паров жидкости выбирается на 30...50°С выше температуры точ­ки росы, а по условиям прочности конструкция - не выше 400°С. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличи­ваясь с ростом последнего. Цилиндрические циклоны серии ЦН предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных сис­тем. Их рекомендуется использовать для предварительной очист­ки газов при начальной запыленности до 400 г/м³ и устанавли­вать перед фильтрами и электрофильтрами.

Конические циклоны серии СК, предназначенные для очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравне­нию с циклонами типа ЦН за счет большего гидравлического со­противления. Входная концентрация сажи не должна превышать 50 г/м³.

Для расчетов циклонов необходимы исходные данные: объем очищаемого газа Q, м³/с; плотность газа при рабочих условиях r, кг/м³, вязкость газа при рабочей температуре m, Па*с;

диаметр и дисперсный состав пыли dп и lgs_п; входная концен­трация пыли с_вх, г/м³; плотность частиц пыли, r_п , кг/м³; требуемая эффективность очистки газа h.

Расчет циклонов ведется методом последовательных прибли­жений в следующем порядке:

1. Задавшись типом циклона, определяют оптимальную ско­рость газа Wопт в сечении циклона диаметром Д по следующим данным:

Тип циклона ЦН-24 ЦН-15 ЦН-11 СКД-ЦН-33 СК-ЦН-34 СК-ЦН-34М

Wопт, м/с 4,5 3,5 3,5 2,0 1,7 2,0

2. Определяют диаметр циклона Д, м, по формуле

Полученное значение Д округляют до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона. Если расчетный диа­метр циклона превышает его максимальное допустимое значение, то необходимо применять два или более параллельно установлен­ных циклонов. В РФ для циклонов принят следующий ряд внутрен­них диаметров Д, мм: 200, 300, 400, 500. 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000.

3. По выбранному диаметру циклона находят действительную скорость газа в циклоне, м/с, по формуле:

W = 4Q/(p*n*Д²) (2.2)

где n - число циклонов. Действительная скорость в циклоне не должна отличаться от оптимальной более чем на 15%.

4. Вычисляют коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона по формуле

x =К₁*К₂*x₅₀₀ (2.3)

где К₁ - поправочный коэффициент на диаметр циклона (табл. 2.1);

К₂ - поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 2.2); x₅₀₀ - коэффициент гидравлического сопротивле­ния одиночного наклона диаметром 500 мм (табл. 2.3).

Таблица 2.1. Поправочный коэффициент на диаметр циклона

Тип циклона	Значение К1 для Д, мм
				>=500
ЦН-11	0,94	0,95	0,96	0,99	1,00
ЦН-15, ЦН-24	0,85	0,90	0,93	1,00	1,00

5. Определяют гидравлическое сопротивление циклона. Па, по формуле

Dp=x*r*W²/2 (2.4) где =r и W - соответственно плотность и скорость газа в расчетном сечении циклона;

x - коэффициент гидравлического сопротивления.

6. По табл. 2.4 находят значения параметров пыли d^T₅₀ и lgs_п для выбранного типа циклона.

7. Ввиду того, что значения d^T₅₀,, приведенные в табл. 2.4, определены по условиям работы типового циклона (Дт= 0,6 м; r=1930 кг/м³ ; m=22,2х10^-6 Па*с; W_Т= 3,5 м/с), необ­ходимо учесть влияние отклонений условий работы от типовых на величину d₅₀, мкм, по формуле:

а по табл. 2.5 находят параметр Ф(х).

Таблица 2.5. Значения параметра Ф(х)

х	-2,7	-2,0	-1,8	-1.6	-1,4	-1.2	-1,0	-0,8
Ф (х)	0,0035	0,0228	0,0359	0,0548	0,0808	0,1151	0,1587	0,2119
х	-0,6	-0,4	-0.2		0,2	0.4	0,6	0,8
Ф (х)	0,2743	0,3446	0,4207	0,5000	0,5793	0,6554	0,7257	0,7881
х	1,0	1.2	1.4	1,6	1,8	2,0	2,7
Ф (х)	0,8413	0,8849	0,9192	0,9452	0.9641	0,9772	0,9965

9. Определяют эффективность очистки газа в циклоне по формуле

h = 0.5(1 + Ф(х)). (2.7)

где Ф(х) - табличная функция от параметра х, рассчитанного по формуле (2.6).

10. Если расчетное значение h окажется меньше необходи­мого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то нужно выбрать другой тип циклона с большим значением коэффици­ента гидравлического сопротивления. Для ориентировочных рас­четов можно пользоваться формулой

где индексы 1 и 2 соответствуют двум разным циклонам.