2015-01-30
2626
Циклоны предназначены для сухой очистки газов от пыли со средним размером частиц более 10...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 пре-
- 44 -
вышать 2500 Па. Температура газов во избежание конденсации паров жидкости выбирается на 30...50°С выше температуры точки росы, а по условиям прочности конструкции - 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 превывать 50 г/ 
.
Для расчетов циклонов необходимы исходные данные: объем очищаемого газа Q, 
; плотность газа при рабочих условиях r, кг/ вязкость газа при рабочей температуре m, Па•с; диаметр и дисперсный состав пыли dп и 
; входная концентрация пыли Свх, г/ плотность частиц пыли 
; требуемая эффективность очистки газа h.
Расчет циклонов ведется методом последовательных приближений в следующем порядке:
1. Задавшись типом циклона, определяют оптимальную скорость газа w опт 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
(4.1)
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
(4.2)
- 45 -
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
(4.3)
где К1 - поправочный коэффициент на диаметр циклона (табл. 4.1); K2 - поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 4.2); 
- коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм (табл. 4.3).
Таблица 4.1. Поправочный коэффициент на диаметр циклона
| ТИП циклона | Значение К1 для Д, мм | ||||
| ³500 | |||||
| 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 |
| СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-33М | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
Таблица 4.2. Поправочный коэффициент на запыленность газа
| Тип циклона | Значение К2 при Свх, г/м3 | ||||||
| ЦН-11 | 0.96 | 0.96 | 0.92 | 0.90 | 0,87 | - | |
| ЦН-15 | 0,93 | 0.92 | 0,91 | 0.90 | 0,87 | 0,88 | |
| ЦН-24 | 0,95 | 0.93 | 0.92 | 0.90 | 0.87 | 0,86 | |
| СДК-ЦН-33 | 0.81 | 0,785 | 0.78 | 0.77 | 0.76 | 0,745 | |
| СДК-ЦН-34 | 0.98 | 0,947 | 0,93 | 0.915 | 0,91 | 0.90 | |
| СК-ЦН-34М | 0.99 | 0,97 | 0.95 | - | - | - |
Таблица 4.3. Коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 500 мм.
| Значение x500 | Тип циклона | |||||
| ЦН-11 | ЦН-15 | ЦН-24 | СДК-ЦН-33 | СК-ЦН-34 | СК-ЦН-34М | |
| При выхлопе в атмосферу При выхлопе в сеть | - |
- 46 -
5. Определяют гидравлическое сопротивление циклона. Па, по формуле
(4.4)
где r и w - соответственно плотность и скорость газав расчетном сечении циклона; x - коэффициент гидравлического сопротивления.
6. По табл. 4.4 находят значения параметров пыли 
и 
для выбранного типа циклона.
Таблица 4.4. Значения параметров пыли 
| Тип циклона | ЦН-24 | ЦН-15 | ЦН-11 | СДК-ЦН-33 | СК-ЦН-34 | СК-ЦН-34М |
| , мкм | 8,5 0,308 | 4,5 0,352 | 3,65 0,352 | 2,31 0,364 | 1,95 0,308 | 1,3 0,340 |
7. Ввиду того, что значения , приведенные в табл. 4.4, определены по условиям работы типового циклона (Дт = 0,6 м;
rпт = 1930 кг/м3; mт = 22,2х 
Па*с; w т = 3,5 м/с), необходимо учесть влияние отклонений условий работы от типовых на величину d50, мкм, по формуле
; (4.5)
8. Рассчитывают параметр х по формуле
. (4.6)
а по табл. 4.5 находят параметр Ф (х).
Таблица 4.5. 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 (X) | 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 (X) | 0.8413 | 0.8849 | 0.9192 | 0.9452 | 0.9641 | 0.9772 | 0.9985 |
9. Определяют эффективность очистки газа в циклоне по формуле
(4.7)
где Ф(х) - табличная функция от параметра х, рассчитанного по формуле (4.6).
- 47 -
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
(4.8)
где индексы 1 и 2 соответствуют двум разным циклонам.
