Батарейные циклоны

Увеличение диаметра циклона приводит к снижению его эффективности, что существенно ограничивает пропускную способность газоочистной установки. Даже группа из восьми одиночных циклонов типа ЦН-15, например, имеет пропускную способность не более 50 тыс. м³/ч.

Для повышения пропускной способности циклонной установки очистки применяются батарейные циклоны, в которых простые циклонные элементы небольшого диаметра, а, следовательно, высокой эффективности объединяются в большие группы (от 96 до 160 элементов в секции), где они работают параллельно. В батарейных циклонах применяют отдельные циклонные элементы с диаметром цилиндрической части корпуса 100, 150, 250 мм.

Придать вращательное движение газов внутри циклонных элементов батарейного циклона за счет тангенциального подвода газов, как в одиночных циклонах, весьма сложно, поэтому для закручивания потока газов применяются специальные закручивающие устройства, представляющие собой либо двухлопастной винт, либо розетку, состоящую из лопаток, установленных к оси под углом =25-30^о. Розетки работают эффективнее, однако они чувствительны к засорению, поэтому при высоких концентрациях пыли применять их не рекомендуется.

На работу батарейного циклона существенное влияние оказывает равномерность распределения газов по циклонным элементам. Неравномерное распределение газа по циклонным элементам приводит к перетеканию газа из одних элементов в другие через общий пылевой бункер. Подсос в слабозагруженные элементы газа из бункера резко ухудшает процесс осаждения в них пыли и создает предпосылки для забивания пылью завихривающих устройств.

Расчет батарейных циклонов

Расчет батарейных циклонов аналогичен расчету группы обычных циклонов. Сначала в зависимости от запыленности газов и свойств пыли выбирают диаметр циклонного элемента D (при большой запыленности газов и слипающейся пыли принимают элементы больших диаметров).

Далее определяют расход газа V₁ (м³/с) через один циклонный элемент при оптимальной условной скорости газа по формуле:

V₁=0,785 D ² w_опт , (2.14)

где w_опт - оптимальная условная скорость газов в циклонном элементе. Для большинства циклонных элементов w_опт = 4,5 м/с.

Необходимое число циклонных элементов n_опт при оптимальных условиях работы равно:

n_опт = V /V₁ ,

где V - общий объемный расход газов, поступающих на очистку, м³/с.

Руководствуясь правилами компоновки элементов в батарее, а также каталожными данными, определяем число элементов в батарее n и действительную скорость газа в элементе, которая не должна отличаться от оптимальной более чем на 10 %.

Действительная скорость газа в циклоне (м/с):

w_ц = V/0,785D ²n . (2.15)

Потеря давления в батарейном циклоне, р (Па) определяется, как и для одиночных циклонов, по формуле:

p = , (2.16)

где  - коэффициент сопротивления батарейного циклона, который можно принимать равным:

•  = 85 для винтовых завихрителей,

•  = 65 для розеточных завихрителей с  = 30^о,

•  = 90 для розеточных завихрителей с  =25^о.

Эффективность батарейных циклонов можно рассчитывать по той же методике, что и одиночных циклонов, используя при этом приведенные выше расчетные формулы (2.10) - (2.12). Параметры и lg для различных типов батарейных циклонов можно принять из таблицы 2.6.

Таблица 2.6

Параметры и lg для различных типов батарейных циклонов

Параметры	Тип закручивающего устройства
	Винт	Розетка	Розетка
Угол , град	25	25	30
D, мм	250	250	250
, мкм	4,5	3,85	5,0
lg	0,46	0,46	0,46

Приведенные в табл. 2.6 данные соответствуют следующим условиям работы циклонов:

• скорость газов w_Т = 4,5 м/с;

• диаметр циклона D_Т = 0,250 м;

• плотность частицы пыли _пТ = 2200 кг/м³;

• динамический коэффициент вязкости газа _Т = 23,710^-6 Нс/м²

Опыт эксплуатации показывает, что эффективность батарейного циклона на 10-20 % ниже эффективности отдельного циклонного элемента.