Пример расчета рукавного фильтра

Задание 3.1. Рассчитать и выбрать по расчетам из каталога рукавный фильтр из ткани лавсан, предназначенный для очистки газов электросталеплавильной печи, при следующих исходных данных: расход газа при нормальных условиях V¢_0г =125000 м³¤ч, температура газа перед фильтром Т_г =145 ^оС, барометрическое давление Р_бар =101,3 кПа, разрежение перед фильтром Р_г =300 Па, динамический коэффициент вязкости m₀ =17,9×10^-6 Па×с (константа с = 124), плотность газа r_г = 1,3 кг¤м³, концентрация пыли в газе перед фильтром z₀ =13,3 кг¤ м³, средний размер частиц пыли d_m =3 мкм, плотность частиц пыли r_ч = 5500 кг¤ м³. Гидравлическое сопротивление фильтра не должно превышать D р = 1,4 кПа.

Решение

1. Принимая допустимую температуру газа для ткани лавсан равной 130 ^оС, определим подсос воздуха перед фильтром V_Ов из окружающей среды с температурой 20 ^оС, необходимый для охлаждения газа с Т¢_г = 145 ^оС до Т_г = 130 ^оС:

=

= = .

2. Полный расход газа, идущего на фильтрование, при нормальных условиях:

= =

= 125000 × (1+ 0,136) = 142000 м³/ч.

3. Полный расход газа, идущего на фильтрование, при рабочих условиях:

V_г =

V_г = 142000 = 210242 м³/ч.

4. Запыленность газа перед фильтром при рабочих условиях:

z₁ =

z₁ = = 7,9 г ¤м³.

5. Допустимая газовая нагрузка на фильтр (скорость фильтрации) в данных условиях определяется по формуле (3.1):

q¢ = q_н×С₁×С₂×С₃×С₄×С₅

q¢ = = 0,57 м³ ¤(м²×мин)

(w_ф = 0,0095 м ¤с)

6. Полное гидравлическое сопротивление фильтра D р складывается из сопротивления корпуса D р_к и сопротивления фильтровальной перегородки D р_ф:

D р = D р_к + D р_ф.

7. Плотность газа при рабочих условиях:

r_г =

r_г = 1,3 = 0,88 кг/ м³.

8. Гидравлическое сопротивление корпуса фильтра:

D р_к =

D р_к = = 56,3 Па

где w_вх – скорость газа на входе в фильтр, принимаем w_вх = 8 м ¤с;

z - задаваемый коэффициент сопротивления, z = 2.

9. Сопротивление фильтровальной перегородки D р_ф складывается из сопротивления запыленной ткани D р₁ и сопротивления накапливающегося слоя пыли D р₂. Постоянные фильтрования принимаем:

А = 2300 × 10⁶ м^-1; В = 80 × 10⁹ м/кг.

10. Динамический коэффициент вязкости газа при рабочих условиях:

m =

m = = 24,3×10^-6 Па×с.

где Т_га = 403 ^оК - абсолютная температура газа после охлаждения.

11. Гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки при D р = 1,4 кПа:

D р_ф = D р - D р_к

D р_ф = 1400 - 56,3 @ 1344 Па.

12. Продолжительность периода фильтрования между двумя регенерациями:

t_ф =

t_ф = = 580 с.

13. Количество регенераций в течение 1 часа:

n_p = 3600¤ (t_ф + t_р)

n_p = 3600¤ (580 + 40) = 5,8» 6,

где t_p = 40 c - задаваемая продолжительность регенерации.

14. Расход воздуха на регенерацию при условии, что скорость обратной продувки равна скорости фильтрования определим из выражения:

=

= = 14016 м³/ч.

15. Предварительно определяем необходимую фильтровальную площадь:

= )

= (210242 + 14016)/ 60 × 0,57 = 6557 м².

16. По каталогу [4] или из таблиц Приложения 7 выбираем фильтр марки ФРО-7000 с поверхностью фильтрования F_ф = 7182 м², состоящий из N_c = 14 секций с поверхностью фильтрования по F_c = 513 м².

17.Площадь фильтрования F_p, отключаемая на регенерацию, в течение 1 ч.:

F_p =

F_p = = 479 м².

18. Уточненное количество воздуха, расходуемое на обратную продувку в течение 1 ч.:

V_p =

V_p = = 16375 м².

19. Окончательная площадь фильтрации:

F_ф =

F_ф = = 7105 м²,

что близко к площади фильтрования выбранной марки фильтра.

20. Продолжительность периода фильтрования должна быть больше суммарного времени регенерации остальных секций:

t_ф > (N_c - 1) t_p; 580> (14 - 1) × 40; т.к. 580 > 520,

то есть в данном случае необходимое условие выполнено.

21. Фактическая удельная газовая нагрузка:

=

= = 0,569 м³/м²×мин,

то есть близка к расчетной и, следовательно, фильтр выбран правильно.

Дата добавления: 2015-07-11