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

Співвідношення енергоефективності та ефективності пиловловлення циклонів аспіраційних установок

Співвідношення енергоефективності та ефективності пиловловлення циклонів аспіраційних установок

Для безперебійної експлуатації технологічного, транспортного та іншого обладнання необхідно використовувати аспірацій ні установки. У випадку пневмотранспорту та пневмоочищення сипучих матеріалів без аспірації здійснення технологічного процесу взагалі не можливе. Однією із основних складових аспірації являється установка очищення газів (осадові камери, циклони, фільтри і т. д.). У різних галузях найбільше поширення набули наступні види циклонних пиловловлювачів:

Зернопереробна промисловість

Циклони ЦОЛ – рис. 1а

Циклони 4БЦШ – рис. 1б

Циклони УЦ-38 – рис. 1в

Циклони УЦ-45 – рис. 1г

Циклони УЦМ-38 – рис. 1д

Циклони ОТІ – рис. 1е

Циклони ЦР – рис. 1ж

Деревопереробна промисловість

Циклони ЛТА – рис. 2б

Циклони ОЭКДМ-К – рис. 2в

Циклони Ц – рис. 2а

Циклони РІСІ – рис. 2з

Циклони УЦ-38 – рис. 2г

Циклони УЦ-45 – рис. 2д

Циклони УЦ-52,5 – рис. 2е

Циклони УЦ-60 – рис. 2ж

Циклони НДІОГАЗ

Циклони ЦН-11 – рис. 3а

Циклони ЦН-15 – рис. 3б

Циклони ЦН-15у – рис. 3в

Циклони ЦН-24 – рис. 3г

Циклони СДК-ЦН-33 – рис. 3д

Циклони СК-ЦН-34 – рис. 3е

Циклони СЦН-40 – рис. 3ж

Циклони СИОТ – рис. 3з

Циклони із зворотнім конусом

Циклони РІСІ – часто використовуються в деревопереробній промисловості – рис. 2г

Циклони ЦОК

Циклони ЦОМ

Загальні види перелічених циклонів наведено на рис. 1-3.

 

Рис. 1

 

Рис. 2

 

Рис. 3

Циклони НДІОГаз поділяються на високоефективні та високопродуктивні. Апарати першого типу відрізняються високою ефективністю, але характеризуються високим гідравлічним опором; у других – гідравлічний опір нижчий але ефективність теж нижча. До високопродуктивних відносяться циліндричні циклони НДІОГаз наступних типів: СЦН-40, ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24. Останній тип називають також розвантажувачем, тому що він може забезпечувати надійну роботу при високих значеннях запиленості газів (більше 100 г/м3). Відмінними конструктивними особливостями циліндричних циклонів НДІОГаз є: подовжена циліндрична частина корпусу, кут нахилу кришки і вхідного патрубка а, рівний відповідно 11, 15 і 24, і однакові співвідношення розмірів вихлопної труби Дв до внутрішнього діаметру циліндричної частини циклону Дц, рівне 0,59.

До високоефективних відносяться циклони НДІОГаз конічного типів СК-ЦН-22, СДК-ЦН-33 і СК-ЦН-34. Вони  характеризуються подовженою конічною частиною, спірально-плоским вхідним патрубком і малим відношенням Дв/Дц, котре становить 0,22, 0,33 та 0,34 відповідно. Цим циклонам аналогічні циклони УЦ-38 зернопереробні та деревопереробні циклони УЦ-38, УЦ-45, УЦ-52,5 і УЦ-60.

Особливості циклонів типу «К» і «Ц», що застосовуються тільки в деревообробних виробництвах, полягають у відведенні потоку очищеного повітря з корпусу у вихлопну трубу, куди надходять два потоки. При цьому в циклоні типу «К» частина потоку повітря входить до кільцевого зазору між вихлопною трубою та її нижньою конусною частиною, не змінюючи напрямки обертання, а в циклоні типу «Ц» — у лопатевий сепаратор, встановлений під вихлопною трубою. Завдяки цьому зазначені типи циклонів більш пристосовані для уловлювання деревних частинок, що мають значну парусність, ніж циклони НДІОГаз. Для уловлювання деревної стружки циклони типу «Ц» не рекомендується застосовувати, оскільки стружка забиває лопаті сепаратора.

Циклони встановлюють тільки з бункерами, призначення яких полягає у створенні умов для відокремлення частинок від повітряного потоку та збору уловлених частинок. Кожен бункер повинен бути забезпечений затвором, який періодично спрацьовує або безперервно.

Циклони НДІОГаз розміщують як на всмоктувальній, так і на нагнітальній стороні вентиляторів або димососів. У першому випадку циклони працюють під розрідженням та їх ефективність у таких умовах може значно знижуватися через підсмоктування зовнішнього повітря, через негерметичність циклону, особливо з боку бункера циклону, у другому – під тиском.

Циклони типів "К" і "Ц", в більшості випадків, встановлюють на нагнітальній стороні вентиляторів, вони працюють прямо на вихлоп в атмосферу. Тому їх вихлопні труби забезпечені пристроями, що захищають ці апарати від атмосферних опадів.

Циклони котрі використовуються в зернопереробній промисловості також можна розподілити на високоефективні (4БЦШ, УЦ-38, ОТІ) та високопродуктивні (ЦОЛ). У циклонів 4БЦШ відношення циліндричної частини до конічної складає 1,2, вхід запиленого повітря здійснюється по гвинтовій поверхні. У циклонах УЦ-38 відношення циліндричної частини до конічної складає 2,9, вхід запиленого повітря здійснюється тангенційно по плоскій поверхні. У циклонах ОТІ відношення циліндричної частини до конічної складає 3,3, вхід запиленого повітря проходить по гвинтовій поверхні. У циклонах ЦОЛ відношення конічної частини до циліндричної складає 1,5, вхід запиленого повітря проходить по гвинтовій поверхні під кутом 7 град.

Розглянуті типи циклонів застосовують як одиночні, і групові. Компонування циклонів у групу дозволяє не тільки очищати необхідну кількість газів або повітря, але й не застосовувати циклони великих діаметрів, ефективність яких наведена нижче (Т - означає стандартні умови).

Табл. 1.

Циклон

d50

lg ση

Vу

Циклони ЦОЛ

6,90

0,280

2,7

Циклони 4БЦШ

5,10

0,281

2,5

Циклони УЦ-38

4,51

0,260

1,9

Циклони ОТІ

6,91

0,380

2,2

Циклони ЛТА

6,72

0,290

2,8

Циклони ОЭКДМ-К

3,10

0,250

1,1

Циклони Ц

4,12

0,340

3,3

Циклони РІСІ

5,63

0,325

2,0

Циклони УЦ-38

4,95

0,280

1,9

Циклони УЦ-45

5,80

0,280

1,9

Циклони УЦ-52,5

6,31

0,280

1,9

Циклони УЦ-60

7,27

0,280

1,9

Циклони ЦН-11

3,65

0,352

3,5

Циклони ЦН-15

4,50

0,352

3,5

Циклони ЦН-15у

6,10

0,352

3,5

Циклони ЦН-24

8,50

0,308

4,5

Циклони СДК-ЦН-33

3,31

0,364

2,0

Циклони СК-ЦН-34

1,95

0,308

1,7

Циклони СЦН-40

5,55

0,340

3,2

Циклони СИОТ

6,53

0,300

2,5

 З циклонів НДІОГаз для компонування групи зазвичай використовують циліндричні циклони. Кожна група має загальні колектор запилених газів, збірник очищених газів та бункер із затвором.

Розрахунок ступеня очищення газів у циклонах проводиться з врахуванням значеннь d50 і lg ση , які наведені вище.

Значення d50 відповідають наступним умовам роботи циліндричних циклонів НДІОГаз: умовна швидкість газів у циклоні Vу = 3,5 м/с; діаметр циклону Дц= 0,6 м; густина частинок ρч = 1930 кг/м3; динамічна в'язкість газу μГ = 22,2 · 10-6 Па·с.

Для циклонів типів «К» і «Ц» значення d50 відповідають наступним умовам роботи циклонів: умовна швидкість Vу становить (1,1 м/с для типу «К» і 3,3 м/с для типу "Ц"); Дц= 0,6 м; ρч = 230 кг/м3; динамічна в'язкість газу μГ = 22,2 · 10-6 Па·с.

За інших умов роботи циклонів d50 розраховується по емпіричним формулах.

Гідравлічний опір циклонів ΔНц, що є їх найважливішим технічним показником, розраховується за формулою.

ΔНц = 0,5 ζц ρ V2вх

Значення коефіцієнтів гідравлічного опору циклонів ζц, котрі використовуються в галузях, віднесених до швидкості газів (повітря) в перерізі вхідного патрубку циклону, наведені в табл. 2.

Табл. 2. Значення коефіцієнтів гідравлічних опорів циклонів аспіраційних установок

Циклон

ζц за умови виходу газів (повітря) з циклона

при роботі на аспіраційну установку

при роботі на вихлоп в атмосферу

без додаткових пристроїв

з розкручувачем на виході

з кільцевим дифузором

Циклони ЦОЛ

4,0

3,6

3,4

4,6

Циклони 4БЦШ

5,2

4,68

4,42

5,98

Циклони УЦ-38

12Д*

10,8Д*

10,2Д*

13,6Д*

Циклони ОТІ

6,0

5,4

5,1

6,9

Циклони ЛТА

5,6

5,04

4,76

6,44

Циклони ОЭКДМ-К

5,0

4,5

4,25

5,75

Циклони Ц

6,3

5,67

5,355

7,245

Циклони РІСІ

6,7

6,03

5,695

7,705

Циклони УЦ-38

12Д*

10,8Д*

10,2Д*

13,6Д*

Циклони УЦ-45

10Д*

9Д*

8,5Д*

11,3Д*

Циклони УЦ-52,5

8Д*

7,2Д*

6,8Д*

9,1Д*

Циклони УЦ-60

6,3Д*

5,6Д*

5,4Д*

7,2Д*

Циклони ЦН-11

10,9

9,81

9,265

12,535

Циклони ЦН-15

7,6

6,84

6,46

8,74

Циклони ЦН-15у

8,2

7,38

6,97

9,43

Циклони ЦН-24

6,1

5,49

5,185

7,015

Циклони СДК-ЦН-33

20,3

18,27

17,255

23,345

Циклони СК-ЦН-34

24,9

22,41

21,165

28,635

Циклони СЦН-40

9,3

8,37

7,905

10,695

Циклони СІОТ

11,5

10,35

9,775

13,225

Д* внутрішній діаметр циклонів

Коефіцієнт гідравлічного опору групи циклонів визначається за формулою ζ = К · ζц (де К-безрозмірний коефіцієнт, що дорівнює 1,30 – 1,65 залежно від числа циклонів у групі).