РАСЧЕТ ОДИНОЧНОГО ЦИКЛОНА

Одиночные циклоны (см. рис.5.3) могут применяться на котлах малой производительности D_пе < 50…75 т/ч и на отопительных котельных сжигающих твёрдое топливо.

В энергетике в основном применяются два типа циклонов: НИИОГаз (см. рис. П.3.1,а) и ВЦНИИОТ (см. рис. П.3.1,б).

3.1. Обозначения и пояснения по выбору и расчёту:

Q_г – объёмный расход уходящих газов, м³/с; определяется по уравнению

Q_г = a V⁰ B

где a– коэффициент избытка воздуха в сечении, для которого производится расчет [6],

V⁰ – теоретически необходимое количество воздуха, м³/кг [6];

n_пот – количество потоков, на которых устанавливаются циклоны; на котлах малой паропроизводительности n_пот = 1..2;

w_опт, w – оптимальная и действительная скорости газов, м/с;

D – диаметр циклона, м;

d – диаметр выходящего патрубка, м;

R – радиус поворота выходного патрубка циклона, м;

l – длина входного патрубка, м;

– коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм; индекс “С” означает, что циклон работает в гидравлической сети; “П” – без сети, т.е. на выход в атмосферу;

_, d₅₀ – теоретический и действительный эквивалентный диаметр частиц золы, осаждаемых в циклоне с эффективностью 50 %;

d_m – размер частиц, при котором количество частиц крупнее d_m равно количеству частиц мельче d_m; величину d_m можно найти по фракционному составу летучей золы заданного топлива (табл. П.3.7 или П.4.3);

d_84.1 – размеры частиц золы, улавливаемых с эффективностью 84,1%;

r_г – плотность газов при рабочих температурах, кг/м³; может быть определена из соотношения

;

r_г.о ,t₀– плотность и температура газов, кг/м³, °С; при t₀ = 20 °С можно принять r_г = 1,2…1,4 кг/м³;

t_р – температура уходящих газов, °С; обычно t_р = 130…200 °С;

m_Т,m – динамическая вязкость газов теоретическая и рабочая, Па∙с;

С_вх – запылённость газов на входе, г/м³; может быть определена из уравнения

;

r_r – плотность частицы золы, кг/м³; обычно r_r = 1900…2500 кг/м³.

По окончании расчёта полученное значение h_зу следует сравнить с требуемой величиной h_т. Если h_зу оказывается меньше необходимой, то следует выбрать другой тип циклона с большим значением гидравлического сопротивления.

3.2. Расчёт одиночного циклона производится в следующем порядке.

3.2.1. Выбрать оптимальную скорость газов:

w_опт = w_г Þ табл. П.3.1, П.3.2.

3.2.2. Определить площадь сечения циклона:

.

3.2.3. Диаметр циклона рассчитывается по уравнению

.

3.2.4. Коэффициент гидравлического сопротивления выбирается в зависимости от типа циклона.

3.2.4.1. Коэффициент гидравлического сопротивления z, циклона типа ВЦНИИОТ, определяется по данным табл. П.3.2.

3.2.4.2. Для циклона типа НИИОГаз коэффициент гидравлического сопротивления определяется по уравнению

z = К₁ К₂ +К_3..

3.2.4.2.1. Коэффициент сопротивления условного одиночного циклона D = 500 мм определяется по условиям табл. П.3.3.

3.2.4.2.2. Поправочные коэффициенты на: диаметр циклона, запылённость газа, компоновку в группу выбираются:

К₁ – по табл. П.3.4; К₂ – по табл. П.3.5; К₃ – по табл. П.3.6.

3.2.5. Потери давления рассчитываются по формуле