5. Золоулавливание и типы золоуловителей

При золоулавливании приходится иметь дело с частицами размером от 1мм до 1 мкм. Более тонкие частицы так называемые аэрозоли при пылевидном сжигании топлива в продуктах сгорания, как правило, отсутствуют или присутствуют в очень ограниченном количестве.

Для золоуловителей имеют значение следующие параметры летучей золы:

• размер частиц;

• физические, химические и электрические свойства золы.

Для золоулавливания применяют преимущественно следующие способы, основанные на использовании:

• гравитационных и инерционных сил;

• молекулярных сил сцепления частиц золы с пленкой воды или её струями;

• электростатических сил электрического поля;

• фильтрования через матерчатую перегородку.

В прошлом на ТЭС в ряде случаев ограничивались простыми в обслуживании циклонными золоуловителями.

6. Циклонные (инерционные) золоуловители

Очищаемый от пыли (летучей золы) газ тангенциально входит в цилиндрическую оболочку (корпус), переходящую внизу в конус. Благодаря вращательному движению потока центробежные силы отбрасывают частицы пыли к периферии, ударяясь о стенку, последние теряют скорость и вдоль стенки падают в нижнюю часть конуса, а затем удаляются из потока газов через воронку. Выход газов вниз заполнен золой, и поэтому поток газов, вращаясь, поворачивает вверх в центральный патрубок и удаляется из корпуса золоуловителя, освобождаясь от большей части летучей золы.

Циклоны просты в изготовлении, надежны в эксплуатации при высоких давлениях и температурах, обеспечивают фракционную эффективность очистки на уровне 80..95% от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны в основном рекомендуются использовать перед высокоэффективными аппаратами пылеочистки (тканевыми фильтрами и электрофильтрами). В ряде случаев циклоны обеспечивают эффективность очистки, достаточную для выброса газов или воздуха в атмосферу.

В России и СНГ для циклонов принят стандартизированный ряд внутренних диаметров D:200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000 мм. Для всех одиночных циклонов бункеры выполняются цилиндрическими с коническим днищем. Диаметр бункера принимают 1,5 D для цилиндрических и 1,1…1,2 D – для конических циклонов. Высота цилиндрической части бункера принимается 0,8 D, угол конусности стенок днища – 60.

Циклоны делятся на циклоны большой производительности и циклоны высокой эффективности. Первые имеют обычно большой диаметр и обеспечивают очистку значительных количеств воздуха. Вторые сравнительно небольшого диаметра (до 500…600 мм) и обеспечивают высокую степень очистки. Очень часто применяют групповую установку этих циклонов, соединенных параллельно по воздуху.

В промышленности применяется большое число различных типов циклонов, которые отличаются друг от друга формой, соотношением размеров элементов и т.д.

С уменьшением диаметра циклона скорость потока возрастает, и степень очистки газов от летучей золы повышается. В связи с этим в энергетике нашли применение небольшие по диаметру циклоны, объединяемые в параллельные группы для обеспечения требуемого расхода газов через них. Они получили название батарейных, или мультициклонов.

В настоящее время применяют циклонные элементы с тангенциальным подводом газов при внутреннем диаметре 230 мм. Батарейные циклоны обеспечивают улавливание до 94% летучей золы, их используют на котлах производительностью до 170 т/ч. На более мощных котлах их применяли лишь в качестве первой ступени золоулавливания в комбинации золы в газах. Возрастающие требования к качеству очистки дымовых газов от летучей золы привели в дальнейшем к вытеснению из энергетики батарейных циклонов и к замене их на более совершенные установки.

Недостатки работы сухих циклонов была вероятность вторичного захвата осевшей на стенках золы, что снижало эффективность таких аппаратов. Для предотвращения вторичного уноса золы со стенок было использовано смачивание поверхности корпуса стекающей пленкой воды. В этом случае практически все золовые частицы, достигшие стенок, удалялись вместе с водой в золовой бункер.