Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Расчет скрубберов Вентури

Аналитическое определение эффективности и гидравлического сопротивления пористого фильтра | Волокнистые фильтры | Тканевые фильтры | Зернистые и металлокерамические фильтры | Фильтры-туманоуловители | Воздушные фильтры | Мокрая очистка газов и область ее применения | Захват частиц пыли жидкостью | Энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей | Форсуночные скрубберы |


Читайте также:
  1. I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
  2. I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
  3. II. Расчет зубчатых колес редуктора
  4. II. Расчет зубчатых колес редуктора
  5. II. Расчет зубчатых колес редуктора.
  6. II. Расчет редуктора
  7. III. Предварительный расчет валов редуктора

Определение эффективности. В настоящее время наиболее часто расчет эффективности проводят на основе энергетического метода

Определение гидравлического сопротивления. Потеря давления в трубе Вентури зависит от скорости газов в горловине w г и удельного расхода воды m и определяется как сумма двух слагаемых:

D р о = D р с + D р ж, (8.24)

где D р с — гидравлическое сопротивление сухой трубы {без орошения), исчисляемое по известной формуле

, (8.25)

Здесь x с — коэффициент сопротивления сухой трубы (круглого и прямоугольного сечения). При длине горловины l г = 0,15 d2; x с = 0,12÷0,15; w г — скорость газа в горловине трубы при рабочих условиях, м/с; r г—плотность газа при рабочих условиях, кг/м3.

Для труб круглого или прямоугольного сечений с удлиненной горловиной в пределах 10· d 2> l г >15· d 2 и скоростей в горловине до 150 м/с коэффициент сопротивления

, (8.26)

где Ма — число Маха; Ma = w 2/ w зв, здесь w зв — скорость звука.

Гидравлическое сопротивление, обусловленное введением жидкости, подсчитывают по формуле

, (8.27)

Коэффициент x ж определяют из выражения

, (8.28)

где А и (1+ В) — эмпирические коэффициенты (табл. 8.1).

 

Таблица 8.1. Значения коэффициентов А и (1 + В)

Способ подвода орошения Скорость газов в горловине, м/с Длина горловины, м Коэффициенты
А 1 + В
Центральны и пленочный в конфузор >80 <80 (0,15-12,0)· d э 1,68·(l г/ d э)0,29 3,49·(l г/ d э)0,266 1-1,12·(l г/ d э)0,045 1-0,98·(l г/ d э)0,026
Центральный перед конфузором или орошение площади перед батареей труб Вентури 40-150 0,15· d э 0,215 -0,54
Периферийный в конфузор перпендикулярно газовому потоку >80 <80 0,15· d э 13,4 1,4 0,024 -0,316
Центральный в конфузор трубы Вентури оптимальной конфигурации 40-150 0,15 d э 0,63 -0,3

 

Выбор и расчет каплеуловителей. Наиболее часто в качестве каплеуловителей применяют прямоточные циклоны или центробежные скрубберы системы ВТИ. Необходимый диаметр каплеуловителя выбирают исходя из условной скорости в циклоне w ц, которая должна находиться в пределах 2,5—4,5 м/с и объемного расхода газа Vг:

(8.29)

Активная высота каплеуловителя H ц в зависимости от скорости газа в циклоне принимается равной:

w ц,м/с 2.5—3 3-3,5 3,5—4,5 4,5—5,5
H ц(в долях D ц) 2,5 2,8 3,8 4,5

Гидравлическое сопротивление каплеуловителя

(8.30)

Для прямоточного циклона x = 30÷33, для циклона типа ЦН-24 с разрывом в выхлопной трубе x = 70 в циклоне принимается равной плотности газа на выходе из трубы Вентури.

Таким образом, общее гидравлическое сопротивление скруббера Вентури D р о равно сумме сопротивлений трубы Вентури D р т и каплеуловителя D рк

D р о = D р т + D рк. (8.31)

Унифицированные типоразмерные ряды скрубберов Вентури Аэродинамически оптимальными являются следующие соотношения размеров труб Вентури круглого сечения, в соответствии с которыми эти трубы нормализованы (см. рис. 8.5, б): длина горловины l 2 = 0,I5· d 2 (d 2 — диаметр горловины); угол сужения конфузора α1 = 25÷28, длина конфузора l1 = (d1 – d2)/2·tg(α1/2),угол расширения диффузора α2 = 6÷8o, длина диффузора l 3 = (d 3d 2)/2·tg(α 2/2), диаметры входного и выходного сечений конфузора и диффузора d 1 и d 3 принимают равными диаметрам подводящего и отводящего трубопроводов.

Однако в промышленности при малых скоростях газа и мелкодисперсной пыли иногда применяют трубы Вентури с удлиненной горловиной l 2 = (3÷5)· d 2, что обеспечивает повышенную эффективность.

Для очистки запыленных технологических газов НИИОгазом разработаны два типоразмерных ряда скрубберов Вентури: ряд прямоточных высоконапорных аппаратов типа ГВПВ (газопромыватели Вентури, прямоточные, высоконапорные) (рис. 8.11) и ряд кольцевых аппаратов с регулируемым сечением горловины типа СВ. Для обоих типов аппаратов концентрация пыли на входе не должна превышать 30 г/м3, а температура 400 °С.

Рис. 8.11. Труба Вентури типа ГВПВ: 1 — диффузор,; 2 — горловина; 3 — конфузор; 4 — подвод орошающей жидкости.

 

В основу типоразмерного ряда ГВПВ положены нормализованная труба круглого сечения с указанными выше соотношениями размеров и малогабаритный прямоточный циклон типа КЦТ (рис. 8.12). Подача орошающей жидкости производится в конфузор трубы Вентури с помощью одной или нескольких цельнофакельных форсунок. Удельный расход воды может изменяться от 0,5 до 2,5 дм33, а величина гидравлического сопротивления от 6 до 12 кПа. Скорость газа в каплеуловителе 4—5,6 м/с; при этом его гидравлическое сопротивление составляет порядка 350 Па, а конечная концентрация капельной влаги находится в пределах 20—40 мг/м3. При эксплуатации труба Вентури может устанавливаться в любом положении (вертикально, горизонтально, наклонно). Основные технические данные ряда ГВПВ приведены в табл. 8.2 и 8.3, а эксплуатационные показатели на рис. 8.13.

Рис. 8.12. Каплеуловитель типа КЦТ: 1 — входной патрубок; 2 — корпус; 3 - выходной патрубок.

Рис. 8.13. Производительность труб Вентури типа ГВПВ при различном гидравлическом сопротивлении; а — 6 кПа; 6 — 8 кПа; в — 10 кПа; г — 12 кПа.

 

Таблица 8.2. Технические характеристики аппаратов типа ГВПВ

Типоразмер Площадь сечения горловины, м2 Производительность (по условиям выхода), м3 Основные размеры, мм Масса, кг
d1 d2 d3 h H
ГВПВ-0,006 0,006 1700-3500            
ГВПВ-0,010 0,010 3100-6500            
ГВПВ-0,014 0,014 4140-8400            
ГВПВ-0,019 0,019 5590-11340            
ГВПВ-0,025 0,025 7450-15120            
ГВПВ-0,030 0,030 9320-18900            
ГВПВ-0,045 0,045 13800-2800            
ГВПВ-0,060 0,060 18630-37800            
ГВПВ-0,080 0,080 23460-47600            
ГВПВ-0,100 0,100 32430-65800            
ГВПВ-0,140 0,140 41400-8400            
Примечания: 1. Температура газа до 400 °С. 2. Давление жидкости перед форсункой 0,08 — 0,98 МПа. 3. Удельный расход орошающей жидкости 0,5—2,5 дм33.

Таблица 8.3 Технические характеристики циклона типа КЦТ

Типоразмер Внутренний диаметр D,мм Полная высота Н,мм Производительность, м3 Масса, кг
КЦТ-400        
КЦТ-500     3100-3890  
КЦТ-600     3890-5600  
КЦТ-700     5600-7625  
КЦТ-800     7625-9960  
КЦТ-900     9960-12600  
КЦТ-1000     12600-15560  
КЦТ-1200     15560-22410  
КЦТ-1400     22410-30500  
КЦТ-1600     30500-39840  
КЦТ-1800     39840-50420  
КЦТ-2000     50420-65245  
КЦТ-2200     62245-75315  
КЦТ-2400     75315-84000  

 

Унифицированный типоразмерный ряд скрубберов Вентури типа СВ с кольцевым сечением горловины объединяет аппараты двух модификаций. Первая модификация (рис. 8.14) охватывает четыре типоразмера аппаратов производительностью от 2 до 50 тыс. м3/ч. В аппаратах этой модификации предусмотрена регулировка сечения горловины с помощью перемещения вверх и вниз конического обтекателя с углом раскрытия 7°. Труба-распылитель имеет на диффузоре закручивающую поток розетку и устанавливается внутри центробежного каплеуловителя. Максимальное сечение горловины — при нижнем положении обтекателя, минимальное — при верхнем. Орошающая жидкость подается через форсунку с рассекающим конусом, установленную на уровне верхней кромки конфузора. Требуемый уровень гидравлического сопротивления обеспечивается за счет изменения скорости газа в кольцевой горловине в пределах 100—200 м/с и удельного расхода жидкости от 0,5 до 3,5дм33. Вторая модификация кольцевых скрубберов Вентури имеет эллиптический (плоский) обтекатель и рассчитана на производительность от 50 до 500 тыс. м3/ч. Скруббер Вентури комплектуется из трубы-распылителя с регулируемым сечением горловины и отдельно стоящих (одного или двух) циклонов-каплеуловителей (рис. 8.15). В качестве каплеуловителя используется циклон с нижним подводом газа и концентрически расположенным в нижней части коническим центробежным завихрителем. Подача орошающей жидкости производится в конфузор трубы Вентури с помощью эвольвентных форсунок, равномерно распределенных по периметру конфузора. Изменение гидравлического сопротивления аппарата от 4 до 12 кПа обеспечивается регулировкой скорости газа в сечении горловины от 80 до 180 м/с и изменением удельного расхода жидкости в пределах 0,5—3 дм33. Основные технические характеристики кольцевых скрубберов Вентури типа СВ приведены в табл. 8.4.

Рис. 8.14. Скруббер Вентури типа СВ с коническим обтекателем: 1 — форсунка; 2 — конфузор; 3 — горловина; 4 — регулирующий конический обтекатель; 5 — диффузор; 6 —направляющий патрубок; 7 — центробежный завихритель; 8 — корпус каплеуловителя; 9 — люк.

 

Рис. 8.15. Скруббер Вентури типа СВ с эллиптическим (плоским) обтекателем: 1 — труба-распылитель; 2 — регулирующая вставка с эллиптическим обтекателем; 3 — циклон-каплеуловитель; 4 — конический центробежный завихритель.

 

Таблица 8.4. Технические характеристики кольцевых скрубберов Вентури типа СВ-Кк

Типоразмер Объем очищаемых газов тыс м3 Труба Вентури Каплеуловитель Масса, т  
Диаметр, мм Ход обтекателя, мм число Диа-метр, м Скорость, м/с  
Макс. Мин.  
СВ-Кк-150/90-800     150/90     0,8 5,0/1,4 1,1  
СВ-Кк-210/120-1200     210/120     1,2 5,0/2,3 1,9  
СВ-Кк-300/180-1600     300/180     1,6 5,0/2,5 3,7  
СВ-Кк-400/250-2200     400/250     2,2 5,0/3,0 6,6  
СВ-Кк-900/820-1600     900/820     1,6 11,0/6,9 8,1  
СВ-Кк-1020/920-2000     1020/920     2,0 10,6/7,1 10,7  
СВ-Кк-1150/1020-2400     1150/1020     2,4 11,0/7,4 14,2  
СВ-Кк-1380/1120-2000     1380/1220     2,0 10,6/7,1 20,0  
СВ-Кк-1620/1420-2400     1620/1420     2,4 10,4/7,4 27,0  
СВ-Кк-1860/1620-2800     1860/1620     2,8 11,3/7,7 34,0  
1 В числителе — горловины, в знаменателе — обтекателя. 2 В числителе — максимальная, в знаменателе — минимальная.  

Скрубберы типа МС-ВТИ. Центробежные скрубберы си­стемы ВТИ предназначены для улавливания золы после паровых котлов энергоблоков мощностью до 200 МВт. В скрубберах Вентури типа МС-ВТИ (рис. 8.16) мокропрутковая решетка заменена трубой Вентури, установленной на входном тангенциально расположенном патрубке центробежного скруббера. Углы раскрытия диффузора и конфузора трубы-распылителя приняты соответственно равными 12 и 60°. Перед конфузором имеется цилиндрический участок, рассчитанный на скорость газа порядка 20 м/с. Наклон трубы-распылителя к горизонту 8° обеспечивает сток воды в корпус центробежного скруббера. Ряд скоростных золоуловителей разработан ВТИ (табл. 8.5).

Рис 8.16. Скоростной золоуловитель типа МВ-ВТИ: 1 — каплеуловитель; 2 — труба - распылитель; 3 — форсунки.

 

Таблица 8.5. Технические характеристики скоростных золоуловителей типа МС-ВТИ

Типоразмеры Диаметр аппарата, м Полная высота корпуса, м Длина трубы- распылителя, м Номинальная производи-тельность, тыс. м3 Расход воды на орошение корпуса, т/ч Масса аппарата, т
МС-ВТИ-2800 2,8 9,66 2,95   4,4  
МС-ВТИ-3000 3,0 10,32 3,27   4,7  
МС-ВТИ-3200 3,2 10,98 3,51   5,0 9,1
МС-ВТИ-3600 3,6 12,29 3,74   5,7 11,5
МС-ВТИ-4000 4,0 13,61 4,13   6,3 14,2
МС-ВТИ-4500 4,5 15,25 4,69   7,0 18,0

 

В скоростных золоуловителях типа МС-ВТИ скорость газов в горловине трубы распылителя составляет 50—55 м/с, удельный расход воды в трубе Вентури 0,12—0,18 дм33, гидравлическое сопротивление аппарата 0,8—1,1 кПа; степень очистки газов от золы 95—97%- Удельный расход электроэнергии на очистку газов 1,2—1,5 мДж/(ч·м3), а удельная стоимость аппарата 70—110 руб./(1000 м3·ч).

Для расчета аппаратов типа МС-ВТИ разработана специальная методика [6], однако эффективность можно определить применяя энергетический метод. При расчете гидравлического сопротивления аппарата коэффициент сопротивления можно принимать равным для трубы Вентури 0,25—0,4 (отнесен к скорости в горловине) и для каплеуловителя 2—3 (отнесен к скорости входа).


Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 1339 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Скрубберы Вентури| Динамические газопромыватели

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.01 сек.)