Логотим Метталум
Проектування, виготовлення, монтаж, запуск, паспортизація
+38 (048) 706 26 73
+38 (097) 743 69 84
metallum_office@ukr.net

Циліндричні та спірально-конічні циклони для різних галузей

Циліндричні та спірально-конічні циклони для різних галузей

Циклони типів ЦН та Ц

Найбільш поширеним типом циклону НДІОГАЗ (ЦН) є апарат ЦН-15 з кутом нахилу кришки вхідного патрубка 15°. Апарати ЦН-15 мають загальнопромислове призначення та оптимальне співвідношення між ефективністю уловлювання та гідравлічним опором.

За обмежених габаритних розмірів за висотою можливе використання апарату типу ЦН-15у. Однак слід мати на увазі, що цей апарат, володіючи приблизно однаковим з апаратом ЦН-15 гідравлічним опором, забезпечує дещо меншу ефективність пиловловлення.

Для уловлювання пилу, що складається в основному з великих частинок, а також при великих концентраціях пилу (після кулькових млинів, в системах пневмотранспорту тощо) як перший ступінь очищення можна застосовувати високопродуктивний апарат типу ЦН-24 з кутами нахилу кришки та вхідного патрубка 24°.

У апаратів цього типу коефіцієнт гідравлічного опору значно нижчий, ніж у апаратів ЦН-15, але також значно менша і ефективність уловлення пилу.

При необхідності забезпечити підвищений ступінь очищення (для ефективнішого уловлювання пилу розміром 5-10 мкм) можна встановлювати апарати типу ЦН-11 з кутами нахилу кришки та вхідного патрубка 11°.

Апарати ЦН-11 мають більший коефіцієнт гідравлічного опору та відповідно більшу ефективність.

Циклони ЦКТІ (Ц), розроблені спеціально для очищення димових газів котлів паропродуктивністю від 2,5 до 20 т/год., мають практично такий самий гідравлічний опір, ефективність та металоємність, що і циклони НДІОГАЗ ЦН-15, вони виконуються з равликовим відведенням газів.

Загальний вид циклонів ЦН та Ц наведено на рис. 1, а основні розміри зведені в табл. 1.

Рис. 1. Циклони типів ЦН та Ц

а – циклон НДІОГАЗу (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24); б – циклон ЦКТІ (Ц)

Табл. 1.

Розміри

ЦН-15

ЦН-15у

ЦН-24

ЦН-11

Ц

Кут нахилу кришки та вхідного патрубку циклона α°

15

15

24

11

15

Зовнішній діаметр вихлопної труби d

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

Внутрішній діаметр пиловипускного отвору d1

0,3 – 04

0,3 – 04

0,3 – 04

0,3 – 04

0,3 – 04

Висота вхідного патрубку a

0,66

0,66

1,11

0,48

0,6

Ширина вхідного патрубку b

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

Висота циліндричної частини циклону hц

2,26

1,51

2,11

2,08

2,2

Висота конусу hк

2

1,5

1,75

2

2

Загальна висота H

4,56

3,31

4,26

4,38

5

Висота вихлопної труби h1

1,74

1,5

2,11

1,56

1,8

Діаметр бункера Dб

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Висота бункера Hб

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

Заглиблення пиловипускного конуса в бункері hф

0,24 – 0,32

0,24 – 0,32

0,24 – 0,32

0,24 – 0,32

0,24 – 0,32

Циклони типів ЦН і Ц можуть встановлюватися в одинарному виконанні або у групах до 8 штук (рис. 2). Їхня продуктивність при оптимальних співвідношеннях між гідравлічним опором і густиною газів складається із суми продуктивності одинарних елементів циклонів. При необхідності очищення об’ємів  газів, більших ніж 14 м3/сек., слід застосовувати батарейні циклони. На циклони типів ЦН та Ц є нормалі.

 

Рис. 2. Блок циклонів типів ЦН та Ц

Спірально-конічні циклони НДІОГАЗ СК-ЦН-34 та СДК-ЦН-33

Цей тип циклонів (рис. 3) спочатку був розроблений для очищення газів від пилу, який важко вловити, наприклад сажа, але завдяки успішній конструкції почав широко застосовуватися у багатьох галузях промислової теплотехніки. У деяких випадках, застосовуючи циклони зазначеного типу, вдавалося знизити кінцеве запилення газу в 2-3 рази в порівнянні з запиленістю, що отримується після звичайних циклонів загального призначення. Щоправда, такий ефект досягався при підвищеному гідравлічному опорі та збільшенні габаритів установок.

 

Рис. 3. Циклон типу СК-ЦН-34

Підведення газу в циклони здійснюється по спіралі Архімеда, рівняння якої в полярних координатах має вигляд:

R=a·ϕ+(D/2)

де R – радіус-вектор, м;

D – діаметр циклону, м;

ϕ – кут повороту радіуса-вектора від 0° до 180°;

а – постійна, рівна половині ширини вхідного штуцера, м.

Співвідношення геометричних розмірів циклону наведено в табл. 2 у частках діаметра циклону D.

Табл. 2. Співвідношення геометричних розмірів циклонів СК-ЦН-34 та СДК-ЦН-33

Розміри

СК-ЦН-34

СДК-ЦН-33

Зовнішній діаметр вихлопної труби d

0,34

0,33

Висота вхідного патрубку a

0,515

0,535

Ширина вхідного патрубку b

0,214

0,265

Висота циліндричної частини циклону hц

0,515

0,535

Висота конусу hк

2,11

3,0

Внутрішній діаметр пиловипускного отвору d1

0,22

0,3

Загальна висота H

4,46 – 4,9

5,4 – 5,8

Для спірально-конічних циклонів СК-ЦН-З4 характерні значно більші габарити за однакової продуктивності порівняно з габаритами циклонів інших розглянутих типів. В даний час накопичено деякий досвід застосування циклонів СК-ЦН-34 діаметром до 3600 мм.

У разі застосування циклонів СК-ЦН-34 з діаметром до 800 мм для пилу, що злипається, слід діаметр пиловивідного отвору циклону (d1) збільшити, зберігши його колишню конусність. В даному випадку d1=0,35D, Hкон=1,8D.

Конічні циклони зі спіральним підведенням газу зазвичай надійно працюють при швидкостях на вході близько 10-11 м/сек. Нормалі на циклони типу СК-ЦН-34 також розроблені.

Циклон типу ЦМС-27

Цей тип циклону, розроблений в інституті Гіпрогазоочистка з урахуванням рекомендацій НДІОГАЗ та ЦКТІ, може бути використаний у малих котельнях та для аспіраційних систем промислової теплотехніки, що працюють на природній тязі димової труби (рис. 4). Для зменшення гідравлічного опору циклону в нижній частині вихлопної труби встановлено трилопатевий розкручувач.

 

Рис. 4. Циклон типу ЦМС-27

Гідравлічний опір і ефективність циклону ЦМС-27 істотно нижчі, ніж апаратів інших типів, що розглядаються. Нормалі на нього розроблені на НПФ МЕТАЛУМ.

Циклони всіх типів можуть встановлюватися як на всмоктувальній, так і на нагнітальних  ділянках аспіраційних установок. Для очистки димових газів від абразивної золи та пилу, що викликає інтенсивне механічне зношення крильчаток повітредувних машин, циклони необхідно монтувати перед димососами.

Тиск пилогазового потоку, що надходить в циклони, може мати будь-яке значення за умови збереження необхідних міцності і герметичності пиловловлювача.

Для очистки димових газів з температурою, що перевищує 400°С, внутрішню поверхню циліндричної та конічної частин апарату слід футерувати вогнетривким матеріалом, а вихлопну трубу виконувати з жаростійкої сталі.

Для входу пилоповітряного потоку в окремі циклони під час встановлення їх у групу слід використовувати колектори. Приєднання вхідних патрубків до колектора роблять за допомогою фланців.

Колектор монтується з одного або декількох патрубків, котрі з одного боку приєднуються до вхідних або вихідних патрубків циклонів, а з іншої сторони з’єднується з загальним трубопроводом.

Вихід очищених пилоповітряних потоків з циклонів може здійснюватись декількома методами (рис. 5):

  1. за допомогою розкручувального пристрою типа «равлика», що призначений для перетворення відцентрового руху очищених газів у поступальний,
  2. через коліно,
  3. використанням загального повітрозбірника для групи пиловловлювачів,
  4. безпосередньо через вихлопну трубу з захисним зонтом.

 

Рис. 5. Варіанти конструктивного оформлення виведення очищених газів з циклонів

а - розкручувальний пристрій типа «равлик», б – коліно, в – загальний газозбірник для групи циклонів, г – вихлопна труба з захисним зонтом

З конструктивних міркувань перерізи вихідного отвору розкручувача типу «равлик» та вхідного патрубка циклонів необхідно виготовляти однаковими. Також зменшення площі поперечного перерізу вихідного патрубка призведе до підвищення гідравлічного опору циклона.

Групу циклонів необхідно оснастити загальним бункером для збору пилу. Діаметр пиловипускного отвору бункера розраховують таким чином, щоб випуск уловленого пилу проходив без затримок, а розмір приєднувального фланця відповідав розмірам фланців пилового затвора, що встановлюється знизу. Кут нахилу стінок конічної (пірамідальної) частини пилового бункера необхідно приймати більшим за кут природного відкосу пилу. В більшості випадків нахил стінок приймається 55 – 60 °. Корисні об’єми пилових бункерів груп циклонів можна приймати по табл. 3.

Табл. 3. Робочі об’єми пилових бункерів для груп циклонів типу ЦН, м3

Кількість циклонів у групі

Діаметр циклона, мм

400

450

500

550

600

650

700

750

800

2

0,5

0,5

0,6

0,7

0,9

1,1

1,3

1,6

2,0

3

1,1

1,5

1,9

2,1

2,5

2,8

2,9

3,8

4,3

4

0,7

0,7

1,1

1,3

1,6

2,1

2,6

3,3

4,2

6

2,0

2,0

2,1

2,9

3,6

4,2

5,7

7,0

7,8

8

11,0

12,1

12,2

12,7

13,0

13,5

13,5

14,1

15,0

10

13,8

14,5

15,2

15,9

16,7

17,7

18,4

21,1

25,6

Рекомендовані у табл. 3 корисні об’єми бункерів були розроблені для груп циліндричних циклонів НДІОГАЗ типу ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у та ЦН-24 та можуть бути застосовані і для спірально-конічних циклонів. Також об’єми пилових бункерів груп спірально-конічних циклонів типу СК-ЦН-34 та СДК-ЦН-33 без погіршення аеродинамічних характеристик циклонного процесу дозволяється приймати дещо меншими, ніж ті, що рекомендуються у цій таблиці. Але при високій концентрації пилу в газах, котрі поступають на очищення та його низькій об'ємній вазі об’єм бункерів як одиночних циклонів будь-яких типів, так і їх групи може прийматися у великому діапазоні у бік збільшення порівняно з об’ємами, зазначеними на відповідних малюнках або рекомендованими табл. 3.