2.4. Пример расчета батарейного циклона

Для расчета батарейных циклонов должны быть заданы: количество очищаемого газа при номинальной нагрузке котла V, м3/с, дисперсный состав пыли, требуемая эффективность очистки газов.

1. Необходимое сечение всех элементов батарейного циклона определяется по выражению

=V/u,

где u – скорость газа, отнесенная к поперечному сечению циклона, м/с. Рекомендуемое значение u = 4,5 м/с.

2. Число элементов батарейных циклонов на один котел

Z = / ц,

где ц подбирается по табл. 8.7 с учетом типоразмера батарейных циклонов и их количества на котел.

3. Определяется параметр улавливания для каждой фракции по выражению

где di – средний диаметр частиц данной фракции, мкм; k – коэффициент учитывающий тип циклона: k = 0,3 для батарейных циклонов с циклонами типа розетки БЦ, k = 0,5 для циклонов с улиточным подводом типа БЦУ.

4. По параметру Пi с помощью формулы р=ехр(-П) определяется степень проскока для каждой фракции рi, а затем общая степень проскока для золоуловителя по формуле

где рi – степень проскока для i-ой фракции, которой соответствует скорость осаждения vi и параметр золоулавливания Пi, Фi – доля i-ой фракции при входе в золоуловитель, %.

5. Аэродинамическое сопротивление циклонов определяется по выражению

р u 2 ,

2

308

где = 90 для циклонов БЦ;

= 115 для циклонов БЦУ.

2.5.Пример расчета золоуловителя с трубой Вентури

1. Необходимое сечение всех каплеуловителей определяется по выражению

Vu , м2,

где u – скорость газов, отнесенная к поперечному сечению каплеуловителя. Рекомендуется принимать u = 5 м/с.

V – количество очищаемых газов при номинальной нагрузке котла,

м3/с.

2. По табл. 8.10 определяют типоразмер золоуловителя и их число на

котел

Z ,

цс

где цс – сечение центробежного скруббера (каплеуловителя), м2.

3.По формуле р = ехр(-П) в зависимости от требуемой степени проскока находят параметр золоуловителя П.

4.Затем подбирают значения Qж и uг таким образом, чтобы параметр П численно соответствовал величине полученной по эмпирической формуле без учета получаемой размерности

П Qж uг ,

расход газов на один золоуловитель, м3/с.

6. Общее гидравлическое сопротивление золоуловителя определяется по формуле

309

где - плотность газов перед золоуловителем, кг/м3;

uвх – скорость газов на входе в каплеуловитель; uвх = 20 м/с.

2.6. Выбор и расчет электрофильтров

Целью расчета является выбор типа электрофильтров и определение их числа в зависимости от расхода газов и допустимых скоростей в сечении аппарата с определением степени очистки газов. Расчет завершается выбором способа питания электрофильтра выпрямленным током.

1. Выбор типа электрофильтра.

Параметром, определяющим степень очистки электрофильтра, является время пребывания газов в активной зоне электрофильтра эф, с. Этот параметр можно определить по формуле

эф = L Fак N/V, с,

где L – длина активной зоны электрофильтра, м; Fак – площадь активного сечения, м2;

N – число полей;

V – объемный расход газов, проходящих через электрофильтр, м3/с. Зависимость степени улавливания золы в электрофильтре (при благоприятных электрофизических свойствах золы) от времени пребывания

газов в активной зоне представлена на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Зависимость степени очистки газов в электрофильтрах от времени их пребывания в активной зоне электрофильтров; Н – номинальная высота электродов, м

310

Из приведенной зависимости видно, что электрофильтры с высотой электродов 12 м по сравнению с электрофильтрами с электродами меньшей высоты при равном времени эф имеют значительно меньшую степень очистки. Поэтому при подборе типоразмера электрофильтра следует в первую очередь использовать электрофильтры с высотой электродов менее 12 м..

Некоторое представление об электрофизических свойствах золы дает предложенный ВТИ критерий

где Аl2О3 и SiО2 – содержание этих соединений в золе, %; Ар, Wр, Нр, Sр – зольность, влажность, содержание водорода и серы на рабочую массу топлива,

%.

Для наиболее характерных топлив Кф приведен ниже

Для топлив с Кф 46 время пребывания газов в активной зоне электрофильтра должно быть увеличено в 1,5 раза.

Гидравлическое сопротивление вертикальных и горизонтальных двухпольных электрофильтров составляет порядка 150 Па, горизонтальных трех- и четырехпольных 200 Па.

2. Выбор числа электрофильтров.

Для обеспечения высокой степени улавливания золы скорость газов в активном сечении электрофильтра должна быть W = 1,0 – 1,5 м/с для карманных электродов и 2,0 – 2,5 м/с для желобчатых (меньшие значения принимаются для сухих топлив, большие для влажных).

Число параллельно устанавливаемых электрофильтров определяется по формуле

n V . FакW

3. Критическая напряженность электрического поля электрофильтра.

311

Критическая напряженность электрического поля определяет устойчивый коронный разряд, при котором напряженность электрического поля у коронирующего электрода максимальна, а у осадительного электрода ее значение невелико. Такое распределение напряженности электрического поля в электрофильтре возможно, если коронирующий электрод имеет отрицательный заряд, т.е. корона отрицательная.

Критическая напряженность электрического поля определяется по приближенной формуле

где - отношение плотности газов при рабочих условиях к их плотности при стандартных условиях (t = 20 оС, р = 1,013 105 Па); r – радиус коронирующего электрода, м; для провода ромбического сечения принимается равным половине стороны ромба ( r = 0,5 а).

При работе электрофильтра под разрежением

а при работе под наддувом

где Б – барометрическое давление, Па; Sр – величина разрежения, Па;

Рг – избыточное давление, Па.

4. Критическое напряжение коронного разряда.

Критическое напряжение зависит от формы поля электрофильтра. Для пластичного электрофильтра определяется по формуле

где В – расстояние от коронирующих электродов до осадительных пластин, м;

S – расстояние между коронирующими электродами, м.

Для достижения устойчивой короны рабочее напряжение U должно быть больше критического

U Uкр

312

5. Рабочие ток и напряжение короны.

Ток короны пластинчатого электрофильтра определяется по формуле

где i – плотность тока на погонный метр длины коронирующего электрода, а/м;

- величина, зависящая от взаимного расположения

коронирующих и осадительных электродов. Для пластинчатых электрофильтров определяется из следующего ряда

k – подвижность ионов в дымовых газах, (м/с)/(в/м); для отрицательных ионов ориентировочно можно принимать k = 1,0 10-4 (м/с)/(в/м).

Рабочее напряжение U должно обеспечивать плотность тока

i = (0,08 – 0,1) 10-3 а/м для электрофильтров с желобчатыми электродами. Задаваясь величиной i, можно из приведенной формулы определить U. Меньшие значения токов принимаются для сухих топлив, большие для влажных.

6. Напряженность электрического поля работающего электрофильтра. Для пластинчатого электрофильтра с достаточной точностью

напряженность электрического поля определяется по формуле

где о – диэлектрическая проницаемость вакуума;

7. Зарядка частиц золы.

Число элементарных зарядов, приобретаемых частицей размером более 1 мкм за время эф, определится

313

10. Потребляемая мощность и источники питания электрофильтров. Электрическая мощность короны определяется по формуле

Nкор =u i Lак, Вт.

Суммарная мощность, необходимая для создания короны и привода механизмов очистки, определяется следующим образом:

N= Nкор(1+ ), Вт,

где - доля мощности, идущей на привод механизмов очистки. Для расчетов можно принять = 0,2.

315

Электронный учебно-методический комплекс

Раздел контроля знаний

ПИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ТЭС

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ВЫНОСИМЫХ НА ЭКЗАМЕН

Минск 2017

316