Логотим Метталум
Проектирование, изготовление, монтаж, запуск, паспортизация
+38 (048) 706 26 73
+38 (097) 743 69 84
mettalum_office@ukr.net

Конструкции циклонов

Конструкции циклонов

Подразделение циклонов на аппараты большой производительности и аппараты повышенной эффективности возникло сравнительно недавно и носит качественный характер. К циклонам большой производительности принято относить аппараты с диаметром более 600мм, а к высокоэффективным — аппараты с меньшим диаметром и, как правило, с более развитой конической частью, иногда объединяемые для получения нужной пропускной способности в групповые установки.

Результаты многочисленных испытаний циклонов показали наличие связи между эффективностью циклонов и их сопротивлением, а именно: эффективные циклоны обладают большим сопротивлением.

Циклоны НИИОГаза. Различают две группы циклонов НИИОГаза: цилиндрические и конические.

В системах вентиляции применяют главным образом цилиндрические циклоны серии ЦН (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24) с удлиненной цилиндрической частью которые характеризуются умеренным сопротивлением. Верхней плоскости циклона придана винтовая форма, причем наклон входного патрубка в соответствие с обозначением циклонов составляет 11, 15 и 24°. Отношение диаметров выхлопной трубы и цилиндрической части Двых/Д во всех циклонах составляет 0,59. Циклоны ЦН-15у отличаются от ЦН-15 только меньшей высотой.

Пылесборный бункер, как правило, выполняется цилиндрическим с диаметром Д1≈1,5Д. Высота цилиндрической части бункера принимается равной 0,8Д1. Коническое днище бункера выполняется с углом наклона стенок 60°. Для установки на опорные конструкции бункера - снабжаются опорными лапами. Плоские крышки цилиндрических бункеров снабжаются ребрами жесткости с учетом разрежения, которое может возникать в бункере.

Диаметр отверстия для выгрузки пыли принимается в зависимости от емкости бункеров от 0,2 до 0,5Д. Как правило, диаметр отверстия не должен быть меньше 200мм, однако в бункерах диаметром меньше 600мм иногда делают отверстия диаметром 150 и даже 100мм. При улавливании слипающейся и плохо ссыпающейся пыли размер пылевыпускных отверстий бункеров и самих циклонов диаметром <600мм следует принимать равным 0,55Д. Общая высота циклона в сборе с бункером составляет от 6 до 7Д.

Конические циклоны серии С (сажевые) типов СДК-ЦН-33 и СК-ЦН-34 отличаются от цилиндрических циклонов серии ЦН значительно большим сопротивлением, но и существенно большей эффективностью и в некоторых случаях могут обеспечить надлежащую очистку выбросов, заменяя более сложные в эксплуатации мокрые пылеуловители.

Внешне циклоны серии С отличаются более удлиненной конической частью, спиральным входным патрубком и меньшим диаметром выхлопной трубы: отношение Двых/Д в рассматриваемых циклонах составляет соответственно 0,334 и 0,34.

Бункера конических циклонов конструируются так же, как и цилиндрических.

Эффективность циклонов НИИОГаза характеризуется повышением с уменьшением диаметра. В циклонах серии С может быть обеспечено эффективное улавливание пылевых частиц >8мкм (IV класс эффективности), а в циклонах серии ЦН (линии 1—4) — >20мкм (V класс эффективности). Эффективность циклонов ЦН уменьшается по мере возрастания угла входа воздуха в них.

Эффективность циклонов определена при Д=З00мм и скорости воздуха в плане для цилиндрических циклонов Wц=3,5м/с, для циклонов СДК-ЦН-33 Wц=2м/с и для циклонов СК-ЦН-34 Wц=1,75м/с.

Коэффициенты сопротивления циклонов, отнесенные к скорости в плане, приведены в таблице. Эти данные получены при испытаниях циклонов диаметром 500мм при скорости Wц=3м/с. С уменьшением диаметра циклонов сопротивление несколько уменьшается. Для циклонов Д>500мм сопротивление практически не меняется.

Марка циклона Коэффициент сопротивления циклона
с выбросом в атмосферу без раскручиватилей с улиточным раскручиватилем с кольцевым дифузором
ЦН-11 25,0 23,5 21,5
ЦН-15 16,3 15,0 14,0
ЦН-15у 17,0 15,8 14,8
ЦН-24 8,0 7,3 7,0
СДК-ЦН-33 60,0 50,0 41,2
СДК-ЦН-34 115,0 104,1 97,0

Для очистки больших объемов воздуха цилиндрические циклоны НИИОГаза могут компоноваться в группы, объединенные общим пылесборником и коллектором очищенного воздуха. Разработаны прямоугольные компоновки циклонов ЦН-15 с установкой двух циклонов в один ряд, четырех, шести и восьми циклонов в два ряда, а также круговые компоновки на 10, 12 и 14 циклонов.

Отвод очищенного воздуха производится с помощью кольцевого диффузора, а подвод очищаемого воздуха — с помощью коллектора прямоугольного сечения, от которого отходят ответвления к каждому из циклонов. Разработаны также компоновки с отводом очищенного воздуха через улиточные раскручиватели и далее через коллекторы с самостоятельным подключением каждого циклона. Для доступа в бункеры и коллекторы предусмотрены люки.

Бункера для установки двух и четырех циклонов цилиндрические, а для установки шести и восьми циклонов прямоугольные.

Коэффициент сопротивления групповых циклонов ЦН-16 с прямоугольной компоновкой при учете подводящих коллекторов и сборников очищенного воздуха для расчетов следует принимать ξ≈175.

При круговой компоновке 14 циклонов ЦН-15 очищаемый газ подводится снизу через пылесборный бункер, что связано с некоторым усложнением конструкции и увеличением коэффициента сопротивления (ξ≈200), но может представлять удобство для более рационального размещения воздуховодов.

Циклоны СИОТ. Циклоны Свердловского института охраны труда отличаются высокой эффективностью. Они совсем не имеют цилиндрической части, поэтому их выхлопная труба вводится в конус. Особенностью циклонов СИОТ является также треугольное сечение входного патрубка. Коэффициент местного сопротивления циклона с улиточным раскручивателем равен 3,9 (по скорости во входном сечении циклона). Рекомендуемая скорость входа воздуха 15—18м/с.

Циклоны МИОТ (ЦМ). В циклонах Московского института охраны труда к цилиндрической части примыкает не коническая часть, как обычно, а наоборот, расширяющаяся. Несомненно, что такая форма нижней части циклона ослабляет влияние вторичных циркуляционных течений и уменьшает износ корпуса. В некоторых случаях предупреждается «зависание» слипающейся пыли. Другой особенностью циклонов МИОТ является устройство в их нижнем сечении, выше бункера, конусного днища в виде обращенной вверх воронки с отверстием по оси. Внутренний конус образует кольцевую щель вдоль стенок корпуса циклона, способствующую отделению периферийных слоев течения, обогащенных пылевыми частицами, для пропуска их в бункер. Благодаря этому в бункере уменьшается интенсивность циркуляции и облегчается осаждение пыли. Воздух выходит из бункера через отверстие под влиянием разрежения. Над поверхностью внутреннего конуса возникает своего рода донное течение, которое, однако, уже не может увлечь осевшую пыль, защищенную от него внутренним конусом. Сопротивление циклона высокое. Коэффициент местного сопротивления циклона МИОТ без улиточного раскручивателя равен 6,7 (по скорости во входном сечении).