Debido al bajo costo y la simplicidad de diseño y operación, la resistencia relativamente baja y el alto rendimiento, son el tipo más común de colector de polvo mecánico. Los colectores de polvo ciclónicos tienen las siguientes ventajas sobre otros dispositivos:

• sin partes móviles;
• funcionamiento fiable a temperaturas de hasta 500 °C sin cambios de diseño;
• el polvo se recoge en forma seca;
• la capacidad de capturar polvo abrasivo, para lo cual las superficies activas de los ciclones están recubiertas con materiales especiales;
• la capacidad de operar ciclones a altas presiones;
• valor estable de resistencia hidráulica;
• facilidad de fabricación y posibilidad de reparación;
• Un aumento en la concentración de polvo no conduce a una disminución en la eficiencia fraccionaria del dispositivo.

Las desventajas incluyen alta resistencia hidráulica, alcanzando 1250-1500 Pa, y baja eficiencia en la captura de partículas de< 5 мкм.

El funcionamiento del ciclón se basa en el uso de fuerzas centrífugas que surgen cuando el flujo de gas y polvo gira dentro del cuerpo del aparato. Como resultado de la acción del ciclón de fuerzas centrífugas, las partículas de polvo suspendidas en el flujo son arrojadas a las paredes de la carcasa y caen del flujo. El gas limpio, continúa girando, hace un giro de 180° y sale del flujo. ciclón a través de un tubo de escape ubicado a lo largo del eje (Fig. 2.8). Las partículas de polvo que han alcanzado las paredes de la carcasa, bajo la influencia de un flujo que se mueve en dirección axial y las fuerzas de gravedad, se mueven hacia la salida de la carcasa y se eliminan del ciclón.

Fig. 2.8 Esquema de funcionamiento del ciclón.

El área de proceso del ciclón, o área de recolección de polvo, está ubicada entre el extremo del tubo de escape y la salida de polvo del ciclón. Parte de esta zona está ocupada por un tubo cónico, en el que termina el vórtice del ciclón. En un ciclón cilíndrico (sin tubo cónico), el vórtice ciclónico descansa sobre la capa de polvo en la tolva del aparato. En este caso, las partículas son arrastradas por segunda vez fuera del búnker, es decir, se produce un fenómeno similar al efecto de los vórtices atmosféricos sobre los objetos situados en la superficie de la Tierra. El arrastre secundario de partículas también se produce cuando se selecciona un ángulo de cono excesivamente grande del ramal inferior del ciclón.

Aunque los primeros ciclones aparecieron en la industria hace más de 100 años, se continúa trabajando para mejorar su diseño y eficiencia.

En la URSS se utilizan más de 20 tipos de ciclones. Para unificar los ciclones, se llevaron a cabo pruebas comparativas de varios ciclones en VNIIOT (Leningrado) utilizando una metodología unificada aprobada por el Comité Estatal de Construcción de la URSS. Según los resultados de las pruebas (Fig. 2.9), el Gosstroy de la URSS se incluyó en la gama unificada de equipos de recolección de polvo. ciclón tipo TsN-11 como el más efectivo y conveniente para la disposición en grupos. Los dibujos estándar del ciclón TsN-11, desarrollados en el Instituto Proektpromventiliya, son enviados por el Instituto Central de Diseño Estándar (Tbilisi). Los ciclones del tipo TsN-15, diseñados por SIOT y VTSNIIOT, son equivalentes en grado de purificación y algo inferiores a los dispositivos del tipo TsN-11. Pero el diámetro del ciclón TsN-15 es un 10% menor, lo que proporciona ciertas ventajas cuando se dispone en grupos. El ciclón de diseño SIOT tiene casi un 30% menos de altura que el ciclón del tipo TsN-11, pero un 17% más de diámetro. El ciclón T 4/630 mostró una alta eficiencia, sin embargo, en comparación con el TsN-11, su masa es casi 2 veces mayor y su altura es 1,5 veces mayor, lo que no nos permite recomendarlo como un dispositivo unificado. En ausencia de condiciones especiales, la gama recomendada de ciclones para su uso puede limitarse a dispositivos cilíndricos y cónicos.

Arroz. 2.9. Dependencia del grado de depuración de la resistencia hidráulica con la misma productividad de los ciclones.

1 - T-4/630; 2 - TSN-11; 3 - TSN-15; 4 - diseños VTsNIIOT, 5 - diseños SIOT; 6 - diseños LIOT; 7 - TSN-15 Ud; 8 - TSN-24; 9 - "Matrioska".

Arroz. 2.10 Ciclón cilíndrico diseñado por NIIOgaz.

Los ciclones se clasifican como dispositivos de alto rendimiento, mientras que los dispositivos cónicos se clasifican como de alta eficiencia. El diámetro de los ciclones cilíndricos no suele superar los 2000 mm y los cónicos, los 3000 mm. Con un aumento en el diámetro del ciclón a una velocidad de flujo tangencial constante, la fuerza centrífuga que actúa sobre las partículas de polvo disminuye y la eficiencia de recolección de polvo disminuye. Además, la instalación de un ciclón de alto rendimiento resulta complicada debido a su gran altura. En este sentido, los ciclones de grupo y de batería han encontrado un uso generalizado en la tecnología de recolección de polvo.

En las configuraciones de grupo, según los estándares de NIIOgaz, se utilizan ciclones del tipo TsN-15, y según los estándares estándar aprobados por el Comité Estatal de Construcción de la URSS, se utilizan ciclones del tipo TsN-11. Se instalan en parejas con un número total de ciclones de 2 a 8 o alrededor de un conducto de suministro vertical de 10 a 14 piezas. (Figura 2.12).

Tabla 2.1. Relación de tamaños en fracciones de diámetro interno D para los ciclones TsN-11, TsN-15. TSN-15U, TSN-24.

Los ciclones cónicos, con igual productividad que los cilíndricos, se diferencian de estos últimos por sus mayores dimensiones y, por tanto, no suelen utilizarse en el diseño de grupos. Se recomienda utilizar colectores para suministrar gas a ciclones individuales cuando se instalan en grupo. Los tubos de derivación de los ciclones están conectados al colector mediante bridas. El colector está formado por uno o varios tubos, que por un lado están conectados a ciclones y por el otro extremo a una cámara común.

Arroz. 2.11. Ciclón espiral-cónico CN.

La eliminación del gas purificado en ciclones se puede realizar de varias formas: mediante una voluta, que sirve para convertir el movimiento de rotación de los gases en movimiento de traslación, un codo, un colector común para un grupo de ciclones o mediante un tubo de escape. Las secciones de la salida de la voluta y del tubo de entrada del ciclón deben ser las mismas.

En grupos, los ciclones están dispuestos en dos filas o tienen una disposición circular de acuerdo con las recomendaciones que figuran en la tabla. 2.3. Se recomienda tomar los volúmenes de trabajo de los bunkers para grupos de ciclones según la tabla. 2.4. Para aumentar la vida útil de los ciclones sometidos a desgaste abrasivo, en los lugares de mayor desgaste (en la parte inferior del cuerpo, en la parte de entrada de la voluta), se recomienda soldar láminas adicionales en el exterior de las paredes del aparato. Ciclones de diámetro.< 0,8 м из-за повышенного абразивного износа нельзя применяют для улавливания абразивных пылей.

Arroz. 2.12. Ciclones grupales.

a - diseño escalonado; b - disposición circular.

Tabla 2.4. Volúmenes de trabajo de bunkers para grupos de ciclones m 3.

En algunos casos, para reducir la resistencia hidráulica, solo ciclones tipo TsN-15, TsN-15U, TsN-24 están equipados con rotores de cuchillas. El desenrollador está soldado al fondo del tubo de escape.

Los grupos suelen estar formados por ciclones de la serie principal TsN (tipo TsN-24, TsN-15U, TsN-15, TsN-11). Como regla general, los grupos de ciclones tienen un colector común para el gas sucio y un colector común para el gas purificado en un depósito de polvo común. Los contenedores de basura de los grupos ciclónicos pueden tener forma redonda o rectangular. Para grupos de dos y cuatro ciclones se utilizan ambas formas de búnkeres, y para grupos de seis y ocho ciclones sólo se utilizan los rectangulares. Los volúmenes necesarios de contenedores de basura están determinados por su finalidad. El volumen de una tolva equipada con dispositivos para la descarga continua de polvo se puede seleccionar menor que el volumen de una tolva destinada a la acumulación y descarga periódica de polvo. La distancia mínima desde el eje del ciclón hasta la pared de la tolva debe ser de al menos 0,4D, donde D es el diámetro del ciclón. La altura de la parte rectangular (o cilíndrica) de la tolva debe ser de al menos 0,5. Se supone que el ángulo de inclinación de las paredes del búnker con respecto al horizonte es de al menos 60°. Los conos de ciclón se bajan al búnker a una profundidad igual a 0,8 del diámetro del agujero que hay en ellos. Para reducir la altura total de la tolva durante la descarga continua de polvo, se permite instalar varias tolvas en un grupo de ciclones.

Recomendado en tabla. Para otros tipos de ciclones se pueden utilizar 2,4 volúmenes de trabajo de búnkeres. Los volúmenes de búnkeres para grupos de ciclones del tipo SK-TsN-34, sin deteriorar la aerodinámica del proceso ciclónico, se pueden tomar algo menores que los recomendados en la Tabla. 2.4. Pero con un alto contenido de polvo de gases y una baja masa volumétrica de polvo, los volúmenes de los búnkeres de ciclones individuales y grupales pueden ser mayores en comparación con los volúmenes recomendados en la tabla. 2.4.

La influencia de los procesos aerodinámicos que ocurren en el búnker de ciclones sobre el grado de limpieza se confirma con los resultados de las pruebas de dos ciclones conectados a un búnker común. Dos opciones para suministrar aire a través de tuberías tangenciales dieron como resultado dos patrones diferentes de rotación del flujo en el búnker (Fig. 2.13). La experiencia ha demostrado que cuando en la zona de interacción de los vórtices las velocidades tangenciales tenían la misma dirección (Fig. 2.13, a) y el modo principal de rotación de los flujos en el búnker no estaba alterado, el grado de purificación era mayor (no inferior que con un solo ciclón); Si el diseño es incorrecto (Fig. 2.13.6), se reduce la eficiencia del dispositivo. Por lo tanto, la instalación de ciclones sin tolvas, con un orificio de extracción de polvo conectado en el cono del ciclón, por ejemplo, directamente a un sinfín de descarga de polvo, siempre conduce a un deterioro en el grado de limpieza. Cuando el orificio de extracción de polvo del cono está ubicado ligeramente debajo de la cubierta superior de la tolva, se recomienda conectar el cono ciclón a la tolva.

La rotación del flujo en el tubo de escape, si no se reduce a la salida del ciclón de su diámetro, continúa a una distancia de 20 o más calibres. Si se reduce el diámetro del tubo de escape, la resistencia hidráulica aumenta considerablemente. Por lo tanto, cuando el ciclón no está ubicado al final de la rama de descarga o está instalado en el lado de succión del ventilador, el tubo de escape no debe estrecharse, sino que se le debe proporcionar una voluta giratoria.

Arroz. 2.13. Interacción de vórtices en un búnker bajo dos ciclones.

a - diseño correcto; b - diseño incorrecto.

Símbolo de los tamaños estándar de un ciclón individual y de grupo: CN - ciclón diseñado por NIIOgaz; 15 - ángulo de inclinación del eje del tubo de entrada con respecto a la horizontal (grados); P - rotación “derecha” (“izquierda”) del gas en el “caracol”; el número después del guión es el diámetro interno de la parte cilíndrica del ciclón (mm); la siguiente cifra es el número de ciclones en el grupo; U - con una cámara de gas purificado en forma de colección; P - forma piramidal del búnker. Por ejemplo, TsN-15P-600P y TsN-15L-600×2UP. Los ciclones del tipo TsN-15 se fabrican de acuerdo con OST 26-14-1385 - 75 y OST 26-14-1268 - 75; Material de construcción: acero al carbono.

El ciclón tipo STs-TsN-34 está diseñado para purificar gases de un producto tan difícil de recoger como el hollín. Los ciclones de este tipo se caracterizan por una mayor eficiencia que los ciclones convencionales, lograda aumentando las pérdidas hidráulicas como resultado del estrechamiento de las secciones transversales de las aberturas de entrada y salida (Fig. 2.14). Los ciclones se fabrican como ciclones individuales con un diámetro de pieza cilíndrica de 600 a 3600 mm, con rotación "izquierda" y "derecha" del flujo de polvo y gas.

Los dispositivos se presentan en las siguientes versiones: con tolva y calentador; con tolva sin calentador.

Símbolo del tamaño del ciclón: SK - espiral cónico; CN - ciclón diseñado por NIIOgaz; 34 - relación entre el diámetro del tubo de escape y el diámetro de la parte cilíndrica (igual a 0,34); 5P - con tolva y calentador; B - con tolva sin calentador (en ausencia de B o BP - sin tolva ni calentador); el último número es el diámetro de la parte cilíndrica del ciclón (mm); P o L: rotación “derecha” o “izquierda” del flujo de polvo y gas. Por ejemplo, SK TsN-34BTs-6000L, SK-TsN-34-600P.

A continuación se muestra una gama estándar de ciclones SK-TsN-34 de rotación “izquierda” y “derecha” con tolva y calentador.

En el caso de utilizar ciclones SK-TsN-34 dia.< 800 мм для слипающихся пылей следует диаметр пылевыводящего отверстия циклона увеличивать, сохранив его прежнюю конусность. В этом случае d 1 = 0,35D Н кор = 1,8D.

Los ciclones Kreisel se utilizan principalmente para depurar gases de hornos rotatorios durante la quema de cal, en la industria del cemento, etc. Un rasgo característico de su diseño es un cono hueco con un orificio en la parte superior, instalado en la parte inferior del cuerpo. Entre el cuerpo del ciclón y el cono hay una ranura anular de 4,5 mm de ancho, prevista para liberar el polvo acumulado en la tolva. El búnker es parte integral del ciclón (Fig. 2.15).

Estos ciclones se caracterizan por una mayor productividad de un solo aparato y una eficiencia bastante alta que los ciclones de los tipos TsN-15 y TsN-24.

Arroz. 2.14. tipo ciclón SK-TSN-34.

1 - tubo de entrada; 2 - tubo de salida 3 - voluta; 4 - cono; 5 - puestos de apoyo; 6 - búnker; 7 - calentador.

Arroz. 2.15. Ciclón Kreisel.

1 - tubo de escape; 2 - tubo de entrada; 3 - parte cilíndrica del ciclón; 4 - orificio para gas; 5 - cono hueco; 6 - ranura anular para liberación de polvo.

Para reducir la resistencia de los ciclones con su alta productividad y alto grado de purificación, se recomienda aumentar 1,5 veces la altura del tubo de entrada y la espiral de entrada del dispositivo.

Arroz. 2.16. Dependencia de la resistencia al ciclón de su desempeño.

Los ciclones diseñados por VTSNIIOT (Fig. 2.17, Tabla 2.5) con un cono en expansión se utilizan para capturar polvo seco, antiadherente, no fibroso y abrasivo, así como débilmente pegajoso (hollín, talco). Un rasgo característico de este ciclón es el método de transporte del polvo separado desde la carcasa hasta la tolva colectora. El flujo de polvo y gas pasa al interior de la tolva a través de una ranura anular formada por dos superficies cónicas coaxiales. El flujo libre de polvo regresa al cuerpo del ciclón a través del orificio central del cono interior. Este diseño de eliminación de polvo en la tolva permite el uso de un dispositivo para recolectar polvo con mayores propiedades abrasivas.

Arroz. 2.17. Ciclón diseñado por VTSNIIOT.

1 - tubo de entrada; 2 - tubo de escape; 3 - cuerpo; 4 - cono interno; 5 - cámara colectora de polvo; 6 - ranura anular.

Arroz. 2.18. Ciclón diseñado por tipo Giprodrevprom. do.

1- tubo de entrada; 2 - cuerpo; 3 - separador.

Fig.2.19. Diseños de ciclones CIOT A.

1 - cuerpo; 2 - desenrollador; 3,4 - tubos de entrada y salida; 5 - tapa de la carcasa; 6 - tubo de eliminación de polvo; 7 - plancha de pelo; 8 - gorra.

Tabla 2.7. Diseños de ciclones CIOT A.

La velocidad recomendada de flujo de polvo y gas en la tubería de entrada es de 16-20 m/s, el coeficiente de resistencia local relacionado con esta velocidad es 5,4; La eficiencia del ciclón es del 98 -98,5%.

El ciclón de diseño SIOT (Fig. 2.19, Tabla 2.7) tiene una forma triangular de tuberías de entrada y salida. Se recomienda utilizar ciclones de este diseño para recolectar polvo seco, no fibroso y no coalescente. Al instalar un ciclón en el lado de succión del ventilador, el flujo de gas y polvo sale a través de un rotor con tapa de rosca, y cuando se instala en el lado de descarga, a través de un eje con tapa o rotor en forma de escudo plano. El coeficiente de resistencia local, relacionado con la velocidad de entrada del flujo de polvo y gas, es de 4,2 para un ciclón con hélice y de 6 sin él. Vacío máximo 5 kPa.

Cálculo y selección de ciclones. Los ciclones se calculan o seleccionan utilizando varios métodos. Se considera que el método más apropiado es la generalización y uso de indicadores obtenidos al probar ciclones en condiciones industriales o en soportes semiindustriales. Con este método, para varios ciclones de varios tipos, se obtuvieron datos sobre el grado fraccionario de recolección para ciertos valores de la velocidad del gas purificado y la densidad del polvo, sobre el coeficiente de resistencia hidráulica, etc. reflejados con suficiente exhaustividad en las normas pertinentes y en la documentación técnica adjunta.

Para calcular o seleccionar ciclones se requieren los siguientes datos: caudal volumétrico de gases a desempolvar en condiciones de funcionamiento, Q p, m 3 /s; viscosidad dinámica de gases a temperatura de funcionamiento μg, Pa-s; densidad del gas en condiciones de funcionamiento p g, kg/m 3 ; composición dispersa del polvo, especificada por los parámetros d m, µm, log och; concentración de polvo en instalaciones de almacenamiento de gas, g/m 3 ; densidad de las partículas de polvo рh, kg/m3; grado de purificación requerido ȵ, %.

1. Habiendo especificado el tipo de ciclón, según tabla. 2.8 y 2.9 determinan la velocidad óptima del gas en el aparato w opt.

2. Calcule el área de la sección transversal requerida de los ciclones, m2.

F = Q p /w opt (2.3)

3. Determine el diámetro del ciclón, m, dado por el número de ciclones N:

D = √F/0,785N. (2.4)

El diámetro del ciclón se redondea al valor recomendado en la tabla. 2.1 o 2.2.

4. Calcule la velocidad real del gas en el ciclón:

w = Q p /0.785ND 2 (2.5)

La velocidad del ciclón no debe desviarse más del 15% de la óptima.

Tabla 2.10 Valores de los coeficientes de resistencia a ciclones.

(D = 500 mm; ancho = 3 m/s)

5. Calcule el coeficiente de resistencia hidráulica de un solo ciclón o de un grupo de ciclones:

£ = K 1 K 2 £c(n)ts 500 + K 3 (2,6)

donde £c(p)ts 500 es el coeficiente de resistencia hidráulica de un solo ciclón de diámetro. 500 mm, seleccionado según tabla. 2.10. El índice “c” significa que el ciclón opera en red hidráulica, y el índice “p” significa sin red, es decir, funciona directamente para expulsar a la atmósfera; K 1: factor de corrección para el diámetro del ciclón, determinado a partir de la tabla. 2.11; K 2: factor de corrección para el contenido de polvo de gas, determinado según la tabla. 2.12; K 3: coeficiente que tiene en cuenta las pérdidas de presión adicionales asociadas con la disposición de los ciclones en un grupo, determinado a partir de la tabla. 2.13.

Tabla 2.12 Valores de los factores de corrección para el contenido de polvo de gas (D = 500 mm)

Para ciclones individuales K 3 = 0.

6. Determine la pérdida de presión en el ciclón, Pa, según la fórmula.

∆Р = £ ц pw 2 /2 (2,7)

Si la pérdida de presión ∆р resulta aceptable, se procede a calcular el factor total de purificación de gas en el ciclón. Se supone que el coeficiente de purificación de gas en un solo ciclón y en un grupo de ciclones es el mismo. De hecho, el coeficiente de purificación de gases en un grupo puede ser ligeramente menor que en un solo ciclón. Esto se explica por la posibilidad de que el gas fluya a través de un búnker común, reduciendo el coeficiente de purificación del gas en un grupo de ciclones.

7. Tomar de la mesa. 2.8 o 2.9, dos parámetros que caracterizan la eficiencia parcial del tipo de ciclón seleccionado en las condiciones especificadas en la tabla, determine el valor del parámetro d 50 en condiciones de operación (diámetro del ciclón, velocidad de flujo, densidad del polvo, viscosidad dinámica del gas) de acuerdo con la ecuación

d 50 = d t 50 √ (D/D t)(p ht /r h)(μ/μ t)(w t /w) (2.8)

Tabla 2.13. Coeficiente K3, que tiene en cuenta las pérdidas de presión adicionales asociadas con la disposición del grupo.

8. Determine el parámetro x usando la fórmula.

(2.9)

9. Según tabla. 1.6 determine el valor Ф(x), que es el factor total de purificación de gas, expresado en acciones.

Al final del cálculo, se compara el valor obtenido ȵ con el requerido. Si resulta ser menor de lo requerido, es necesario seleccionar otro tipo de ciclón con un valor mayor del coeficiente de resistencia hidráulica. Para cálculos aproximados del valor requerido, se recomienda la siguiente relación:

(2.10)

donde el índice "1" se refiere a los calculados y el índice "2" se refiere a los parámetros requeridos del ciclón.

Cálculo de ciclones instalados secuencialmente. Es conveniente determinar el coeficiente de purificación de gas en una instalación que consta de dos o más ciclones instalados en serie utilizando gráficos de avances parciales a través de cada uno de los ciclones compilados en un sistema de coordenadas probabilístico-logarítmico. El cálculo se realiza en la siguiente secuencia:

1. Determine los valores de d 50 para cada uno de los ciclones instalados secuencialmente.

2. Determina los valores de d = 15,9 para cada uno de los ciclones según la ecuación
(2.11)

3. En un sistema de coordenadas logarítmico-probabilístico (las ordenadas de la cuadrícula deben presentarse en proporciones relativas), se trazan los puntos d50 y dɛ = 15,9 para cada uno de los ciclones. Los puntos d 50 y d ɛ = 15,9 están conectados por líneas rectas de avances parciales a través de ciclones.

4. Determinar el avance parcial total a través de un sistema de dos ciclones instalados en serie:
ɛ 1-2 = ɛ 1 ɛ 2 (2.12)

donde ɛ 1-2 es el deslizamiento parcial total; ɛ 1 - avance parcial del primer ciclón; ɛ 2 - lo mismo para el segundo.

La curva se traza en el mismo gráfico.

5. Traza una línea recta que se aproxime a la curva ɛ 1-2 y encuentra los valores de d 50 que caracterizan esta línea recta.

6. Calcule el coeficiente de purificación de gas usando la ecuación 1.28.

La elección del tipo y tamaño del ciclón se realiza en función del caudal de gas especificado, las propiedades físicas y mecánicas del polvo, el coeficiente de limpieza requerido, las dimensiones de la instalación, la confiabilidad operativa y los costos de limpieza. Al limpiar grandes volúmenes de gases, los ciclones individuales del tipo TsN-11, TsN-15, TsN-15U TsN-24 se combinan en grupos de 2, 4, 6 y 8 elementos dispuestos en dos filas, con 10, 12 y 14. elementos en un diseño de patrón circular. El diámetro de los ciclones del tipo TsN-11, TsN-15, TsN-15U, combinados en grupos con una disposición rectangular, no debe exceder los 1800 mm, y con una disposición circular, 1000 mm.

Al elegir ciclones diseñados por NIIOgaz, se debe prestar atención a la confiabilidad del sistema, especialmente en los casos en que la reparación o revisión del sistema de purificación de gas es imposible sin detener el equipo de proceso. Una amplia gama de tamaños estándar de ciclones permite satisfacer muchos requisitos, incluida la fiabilidad. Las violaciones más típicas del funcionamiento normal de los ciclones son la abrasión de las paredes del ciclón con polvo abrasivo y adherencia.

Los ciclones del tipo TsN-15U se caracterizan por indicadores técnicos y económicos bajos, y su uso sólo puede justificarse en los casos en que existen restricciones estrictas en cuanto a las dimensiones de altura. Para limpiar gases de polvo fino con un diámetro medio medio. 5,6 micras, y también con altos requisitos de calidad de limpieza, debería ser
Utilice los ciclones cónicos más eficientes del tipo SDK-TsN-33. Si existen restricciones de tamaño, se recomienda utilizar ciclones del tipo SK-TsN-34, que tienen una alta eficiencia con altos costos de energía. Para garantizar un funcionamiento estable y evitar la obstrucción de las salidas de polvo, la velocidad convencional de los ciclones del tipo SK-TsN-34 debe ser de al menos 2,0 m/s. Cuando el hollín es capturado por los ciclones, dia. > 1 m la velocidad puede disminuir a 1,5 m/s. Las desventajas de los ciclones cónicos son sus grandes dimensiones, la dificultad de agruparlos y el consumo relativamente alto de metal por cada 1000 m 3 /h de gases a purificar.

1. Los ciclones individuales y grupales se instalan tanto en las rutas de succión como de descarga del sistema de conductos de gas.

2. Para limpiar los gases del polvo abrasivo que causa desgaste en los impulsores de los ventiladores, se deben instalar ciclones frente a los ventiladores.

3. La presión de los gases que entran en la depuradora y su temperatura pueden ser cualquiera, siempre que se garantice la necesaria resistencia y estanqueidad del aparato. Los ciclones normalizados están diseñados para una presión (o vacío) de 2500 Pa y una temperatura de hasta 400 °C.

4. Al diseñar conductos de suministro de gas a los ciclones, es necesario garantizar una distribución uniforme del flujo de gas y polvo en la entrada del ciclón haciendo secciones rectas directamente frente a la tubería de entrada o instalando dispositivos especiales, por ejemplo, paletas guía. que distribuyen el flujo sobre la sección transversal de los conductos de gas. Los giros bruscos en los conductos de salida de humos en las inmediaciones de los ciclones pueden afectar negativamente la uniformidad de la distribución del gas en los ciclones y aumentar la resistencia de los dispositivos, por lo que deben evitarse. Para instalaciones con flujo de gas variable, por ejemplo, en salas de calderas de plantas metalúrgicas con diferente productividad en verano e invierno, se prevé utilizar varios ciclones individuales o grupales equipados con dispositivos de bombeo.

5. No se permite la presencia de dispositivos de cierre o estrangulamiento en el interior del grupo ciclón, en los colectores o tubos de escape para evitar la violación de la igualdad de resistencia hidráulica entre los elementos del ciclón. Los estudios han demostrado que, en ausencia de una resistencia hidráulica igual, puede ocurrir que el gas fluya desde el búnker hacia el ciclón con baja resistencia, lo que conduce a una disminución significativa en la eficiencia de la limpieza.

6. La conexión de los conductos de entrada y salida de gas a los ciclones debe realizarse principalmente mediante soldadura, sobre vendajes, lo que asegura la fiabilidad y estanqueidad de la conexión. En algunos casos, con conductos de entrada y salida de gas de tamaño pequeño (por ejemplo, para ciclones individuales), es posible instalar conexiones bridadas.
según los GOST pertinentes.

7. La instalación de ciclones individuales y grupales se realiza verticalmente, de modo que la salida de polvo quede hacia abajo.

En algunos casos, se permite la disposición horizontal de ciclones individuales. En este caso, el búnker debe tener un diseño especial.

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Ministerio de Educación de la Federación de Rusia

Universidad Técnica Estatal de Nizhny Novgorod

Sucursal Dzerzhinsky

Departamento de "Procesos y aparatos de tecnología química y alimentaria"

Curso "Procesos y aparatos de tecnología química"

para trabajos de laboratorio

PRUEBA DE CICLÓN

Grupo 08-HTOSA

Estudiante Runova M.A.

Objeto del trabajo: Familiarización con el principio de funcionamiento de la instalación ciclónica, así como determinación del coeficiente de resistencia y eficiencia del ciclón.

Datos experimentales y calculados.

Número de experiencia

Peso del polvo Gn, g

¿Tiempo de vaciado del alimentador?, s

Peso del polvo en el receptor Gк

Espectáculo. medidor diferencial 8

Espectáculo. Manómetro de agua 9

Consumo de gas Q*103, m 3/s

Consumo de polvo q, g/s

Contenido de polvo del gas X, g/m 3

¿Eficiencia del ciclón?

Velocidad del gas en el tubo de entrada, m/s

¿Coeficiente de resistencia?,en

mm. enfermedad venérea. calle

mm. enfermedad venérea. calle

1. Determinación del consumo de segundo gas:

Q=wtr*Ftr,

donde w tr es la velocidad del aire en la tubería,

F tr - área de la sección transversal de la tubería,

w tr =0.488v?P 1 /?,

¿Dónde? P 1 = mm.in.st.*9,81

Caída de presión según manómetro diferencial 8 en Pa,

1,2 kg/m 3 - densidad del aire,

Ftr =0,785*d2 =0,00785 m2

donde d=0,1m es el diámetro de la tubería,

w t r 1 =0,488*v26*9,81/1,2=7,114 m/s,

w t r 2 = 6,835 m/s,

w t r 3 = 6,544 m/s,

w t r 4 = 6,239 m/s,

w t r 5 = 5,919 m/s,

w t p 6 = 5,58 m/s,

w t r 7 = 5,22 m/s,

w t r 8 = 4,833 m/s,

w t r 9 = 4,412 m/s,

w t r 1 0 = 3,946 m/s,

w t r 1 1 = 3,417 m/s,

w t r 1 2 = 2,79 m/s,

w t r 1 3 = 1,972 m/s,

Q1 =7,114*0,00785=0,055 m3/s,

Q2 = 0,053 m3/s,

Q3 = 0,051 m3/s,

Q4 = 0,048 m3/s,

Q5 = 0,046 m3/s,

Q6 = 0,043 m3/s,

Q7 = 0,04 m3/s,

Q8 = 0,037 m3/s,

Q9 = 0,034 m3/s,

Q10 = 0,03 m3/s,

Q11 = 0,026 m3/s,

Q12 = 0,021 m3/s,

Q13 = 0,015 m3/s.

2. Determinación del segundo consumo de polvo:

donde G n es la cantidad de polvo, g,

Tiempo de vaciado del alimentador, s,

q=40*14=560 g/s.

3. Determinación del contenido de polvo de gas:

X1 =560/0,055=10181,818 g/m3,

X2 = 10566,037 g/m3,

X3 = 10980,392 g/m3,

X4 = 11666,667 g/m3,

X5 = 12173,913 g/m3,

X6 = 13023,255 g/m3,

X7 = 14000 g/m3,

X8 = 15135,135 g/m3,

X9 = 16470,588 g/m3,

X10 = 18666,667 g/m3,

X11 = 21538,461 g/m3,

X12 = 26666,667 g/m3,

X 1 3 = 37333,334 g/m3.

4. Determinación de la eficiencia del ciclón:

G k / G n =37/40=0,925.

5. Determinación del coeficiente de resistencia al ciclón:

Вх =2?Р/?w en x 2,

¿dónde?P=mm.in.st.*9.81

Resistencia hidráulica del ciclón en Pa,

w in - velocidad en el tubo de entrada, m/s,

w en =w tr *F tr /F en

donde Fin =3.8*10 -3 =0.0038 m2,

ancho x 1 = 7,114*0,00785/0,0038=14,696 m/s,

w x 2 =14,119 m/s, coeficiente de resistencia de instalación del ciclón

ancho x 3 = 13,518 m/s,

ancho x 4 = 12,888 m/s,

ancho x 5 = 12,227 m/s,

ancho x 6 = 11,527 m/s,

ancho x 7 = 10,783 m/s,

ancho x 8 = 9,983 m/s,

ancho x 9 = 9,114 m/s,

w en x 1 0 =8.151 m/s,

w en x 1 1 = 7,058 m/s,

w en x 1 2 = 5,763 m/s,

ancho x 1 3 = 4,073 m/s,

B x 1 =2*30*9,81/1,2*(14,696) 2 =2,271,

B x 2 = 2,296,

B x 3 = 2,147,

B x 4 = 1,968,

B x 5 = 1,968,

B x 6 = 1,968,

B x 7 = 1,828,

B x 8 = 1,968,

B x 9 = 1,968,

B x 1 0 = 1,722,

B x 1 1 = 1,969,

B x 1 2 = 1,969,

B x 1 3 = 1,971,

Promedio de pulgadas = 2,001.

Publicado en Allbest.ru

...

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GOST R 51708-2001

NORMA ESTATAL DE LA FEDERACIÓN DE RUSIA

COLECTORES DE POLVO CENTRÍFUGOS

NORMA GOST DE RUSIA

Moscú

Prefacio

1 DESARROLLADO por la Sociedad Anónima "Instituto de Investigación para la Purificación de Gases Industriales y Sanitarios" (JSC "NIIOGAZ")

PRESENTADO por el Comité Técnico de Normalización TC 264 “Equipos de limpieza de gases y captación de polvo”

2 ADOPTADO Y ENTRADO EN VIGOR por Resolución de la Norma Estatal de Rusia de 29 de enero de 2001 No. 38-st

3 PRESENTADO POR PRIMERA VEZ

GOST R 51708-2001

NORMA ESTATAL DE LA FEDERACIÓN DE RUSIA

COLECTORES DE POLVO CENTRÍFUGOS

Requisitos de seguridad y métodos de prueba.

Colectores de polvo centrífugos.

Requisitos de seguridad y métodos de prueba.

Fecha de introducción 2001-07-01

1 área de aplicación

1.1 Esta norma se aplica a los colectores de polvo centrífugos (en adelante, ciclones) diseñados para limpiar gases y aire (incluida la aspiración) de partículas en suspensión (polvo). Con bajos costos de capital y operación, los ciclones brindan purificación de gas a partir de partículas de polvo de más de 10 micrones con una eficiencia del 80 al 95%.

Los ciclones se utilizan para capturar:

1) cenizas de los gases de combustión de las plantas de calderas;

2) productos polvorientos procedentes de distintos tipos de secadoras;

3) catalizador granular en procesos de craqueo catalítico;

4) polvo eliminado después del pulido;

5) productos granulados y polvorientos que se desplazan mediante transporte neumático;

6) polvo transportado desde dispositivos en los que se llevan a cabo procesos con partículas suspendidas en gases;

7) polvo emitido por las unidades de ventilación.

Los ciclones se utilizan para la purificación preliminar de gases y se instalan delante de dispositivos de limpieza fina (filtros de mangas, precipitadores eléctricos).

La norma establece los siguientes tipos y diseños de ciclones:

- dependiendo del método de suministro del flujo de gas al aparato

con entrada tangencial, regular o helicoidal,

con entrada en espiral,

con entrada axial (roseta).

Los ciclones con suministro de gas axial (roseta) funcionan con y sin retorno de gas a la parte superior del aparato (ciclones de flujo directo);

- dependiendo del número de elementos de trabajo en el dispositivo

soltero,

grupo (de dos, cuatro, seis, ocho o más ciclones),

batería (multiciclones).

Los ciclones de grupo y de batería permiten procesar una gran cantidad de gases sin aumentar el diámetro del elemento ciclónico, es decir. sin reducir la eficiencia de la recolección de polvo.

La concentración permitida de polvo en los gases que se purifican depende de las propiedades del polvo (pegajosidad y abrasividad), así como del diámetro del ciclón.

Los principales parámetros de los ciclones se establecen en GOST 25757, ,.

Esta norma se puede utilizar para la certificación de ciclones.

Todos los requisitos de esta norma son obligatorios.

2 referencias normativas

Esta norma utiliza referencias a las siguientes normas:

4.1 Cada ciclón, utilizado de forma independiente o como parte de un complejo tecnológico, está equipado con documentación operativa que contiene requisitos (reglas) para evitar situaciones peligrosas durante la instalación (desmontaje), puesta en servicio y operación.

4.2 El ciclón deberá cumplir con los requisitos de seguridad durante todo el período de operación, siempre que el consumidor cumpla con los requisitos establecidos en la documentación operativa.

4.3 El diseño de los ciclones debe excluir, en todos los modos de funcionamiento previstos, cargas sobre piezas y unidades de montaje que puedan provocar destrucciones y representar un peligro para los trabajadores.

Si pueden surgir cargas que conduzcan a la destrucción peligrosa de piezas individuales o unidades de ensamblaje para los trabajadores, entonces el ciclón debe estar equipado con dispositivos que eviten la aparición de cargas destructivas, y dichas piezas y unidades de ensamblaje deben cercarse o ubicarse de manera que sus partes colapsantes no crear situaciones traumáticas.

4.4 El diseño del ciclón y sus partes individuales debe excluir la posibilidad de que caigan, vuelquen y se desplacen espontáneamente en todas las condiciones previstas de operación e instalación (desmontaje). Si, debido a la forma del ciclón, la distribución de masa de sus partes individuales y (o) las condiciones de instalación (desmontaje), no se puede lograr la estabilidad necesaria, entonces se deben proporcionar medios y métodos de fijación, para lo cual se debe presentar la documentación operativa. contener los requisitos correspondientes.

4.5 Los elementos estructurales de los ciclones no deben tener esquinas afiladas, bordes, rebabas o superficies irregulares que representen un riesgo de lesiones para los trabajadores.

4.6 Las partes del ciclón (incluidas tuberías de sistemas hidráulicos, de vapor, neumáticos, válvulas de seguridad, cables, etc.), cuyo daño mecánico pueda causar peligro, deben protegerse con vallas o ubicarse de manera que se eviten daños accidentales al operar. o medios técnicos.

4.7 El diseño del ciclón debe evitar el aflojamiento o desconexión espontánea de las fijaciones de las unidades y piezas de montaje.

4.8 El ciclón debe ser a prueba de fuego y explosión en las condiciones de funcionamiento previstas.

4.9 El diseño del ciclón debe realizarse de tal manera que se excluya la acumulación de cargas de electricidad estática en cantidades que representen un peligro para el trabajador y la posibilidad de incendio y explosión.

4.10 El ciclón no debería ser una fuente de ruido y vibración.

4.11 El ciclón debe diseñarse de modo que la concentración de sustancias nocivas en el área de trabajo, así como sus emisiones al medio ambiente natural durante la operación, no excedan los valores permisibles establecidos por GOST 12.1.005 y las normas sanitarias.

Un ciclón diseñado para funcionar en un entorno de gas explosivo debe cumplir con los requisitos de GOST 12.1.010. El ciclón debe estar equipado con dispositivos que eliminen la onda expansiva dirigida.

Los sellos de ciclón destinados a trabajar en entornos con fuego y explosivos deben evitar la formación de mezclas inflamables y explosivas en los estados operativos y no operativos del ciclón de acuerdo con OST 14/26/2011.

4.12 El diseño del ciclón debe excluir la posibilidad de que un trabajador entre en contacto con piezas calientes o esté muy cerca de dichas piezas, si esto pudiera provocar lesiones o sobrecalentamiento del trabajador.

La temperatura de la superficie exterior de la carcasa con aislamiento térmico en las zonas de servicio no debe superar los 45 °C.

El aislamiento térmico debe realizarse con materiales termoaislantes minerales u orgánicos. La capa de aislamiento térmico, si es necesario, debe estar protegida por una capa impermeable.

Si el propósito del ciclón y las condiciones de su operación (por ejemplo, uso fuera de las instalaciones industriales) no pueden eliminar completamente el contacto del trabajador con sus partes calientes, entonces la documentación operativa debe contener un requisito para el uso de equipo de protección personal.

4.13 El diseño del lugar de trabajo, sus dimensiones y la disposición relativa de los elementos (controles, dispositivos de visualización de información, equipos auxiliares, etc.) deben garantizar la seguridad en el uso del ciclón para el propósito previsto, mantenimiento, reparación y limpieza, y también cumplir con los requisitos ergonómicos. requisitos.

La necesidad de contar con equipos de extinción de incendios y otros medios utilizados en situaciones de emergencia en los lugares de trabajo debe estar establecida en normas y documentos reglamentarios para ciclones de grupos, tipos, modelos (marcas) específicos.

Si la ubicación del lugar de trabajo requiere mover y (o) mantener al trabajador por encima del nivel del piso, entonces el diseño debe prever plataformas, escaleras, barandillas y otros dispositivos, cuyo tamaño y diseño deben excluir la posibilidad de que los trabajadores se caigan. y garantizar la realización conveniente y segura de las operaciones laborales, incluidas las operaciones de mantenimiento.

4.14 El diseño de los ciclones debe garantizar la seguridad de los trabajadores durante la instalación (desmontaje), puesta en servicio y operación, tanto en el caso de uso autónomo como como parte de complejos tecnológicos, sujeto a los requisitos (condiciones, reglas) previstos por la documentación operativa.

4.15 Los ciclones deberán estar equipados con dispositivos de señalización y bloqueo que se activen cuando se viole el modo de funcionamiento tecnológico establecido.

4.16 Se permite el servicio de ciclones a trabajadores que hayan estudiado sus técnicas de diseño y mantenimiento.

4.17 El diseño de los ciclones debe estar diseñado para la máxima presión operativa (exceso) o vacío máximo que pueda surgir durante la operación.

4.18 Los ciclones diseñados para funcionar con un exceso de presión superior a 0,07 Pa deben cumplir los requisitos establecidos en.

4.19 Está prohibido apagar los ciclones por razones económicas o de otro tipo no previstas en el proceso tecnológico.

4.20 Los ciclones deberían funcionar de acuerdo con los requisitos.

4.21 Los trabajos relacionados con la activación, operación y reparación de ciclones deben realizarse cumpliendo con las instrucciones de seguridad vigentes en la empresa.

4.22 Todo tipo de trabajo dentro del cuerpo del ciclón debe realizarse con ropa especial y otros equipos de protección para los trabajadores de acuerdo con GOST 12.4.011 de acuerdo con el procedimiento y las reglas de seguridad establecidas en una empresa en particular.

4.23 Los funcionarios de una empresa u organización directamente involucrados en la operación o reparación de ciclones, así como las personas a cargo del servicio específico de una empresa u organización que sean culpables de violar las normas de seguridad, asumen responsabilidad penal, administrativa o disciplinaria en la forma establecido por la legislación de la Federación de Rusia.

5 métodos de prueba

5.1 La verificación de la apariencia, integridad y calidad de la instalación de los ciclones se realiza mediante inspección visual del equipo ensamblado y sus elementos individuales.

Durante la inspección, es necesario asegurarse de que no haya objetos extraños dentro del cuerpo del ciclón y del estado del aislamiento térmico y de los revestimientos anticorrosión; verificar la disponibilidad de los lugares para conectar instrumentos de medición, la calidad de la instalación de válvulas y trampillas, la ejecución de soldaduras y conexiones que afecten la estanqueidad del equipo.

5.2 La verificación de las dimensiones totales del ciclón debe realizarse utilizando instrumentos de medición de longitud utilizados por el fabricante.

5.3 La comprobación del peso del ciclón debe realizarse pesando el conjunto del ciclón vacío o sus piezas en una báscula o utilizando un dinamómetro.

5.4 Al fabricar un ciclón, control de calidad de las soldaduras realizadas mediante soldadura por arco de acuerdo con GOST 5264, GOST 11534, GOST 14771, GOST 14776, GOST 14806, GOST 16037, GOST 16038, GOST 27580; soldadura con gas protector según GOST 23518; soldadura por arco sumergido según GOST 8713, GOST 11533; soldadura por electroescoria según GOST 15164; Soldadura por contacto según GOST 15878, realizada mediante los siguientes métodos:

Inspección y medición visual;

Pruebas mecánicas;

Prueba de resistencia a la corrosión intergranular;

Investigación metalográfica;

Steelscoping;

Detección de fallas por ultrasonidos;

Método de radiación;

Medir la dureza del metal de soldadura;

Detección de defectos de color o partículas magnéticas;

Otros métodos (emisión acústica, control luminiscente, determinación del contenido de fase ferrita, etc.) previstos en el diseño técnico.

5.5 Después de la expiración de la vida útil designada, se prueba la confiabilidad del ciclón para un funcionamiento posterior verificando el espesor de las paredes de la carcasa utilizando un método ultrasónico de acuerdo con GOST 14782, radiación de acuerdo con GOST 7512 u otro método determinado por el desarrollador, y se establece el cumplimiento de los principales indicadores técnicos con los documentos reglamentarios del ciclón.

5.6 prueba de fugas

El método para comprobar si hay fugas en el ciclón lo determina el desarrollador.

Las pruebas de soldaduras para detectar defectos pasantes se llevan a cabo mediante métodos capilares, hidráulicos o neumáticos.

La superficie exterior de la junta bajo prueba debe cubrirse con una solución de tiza y el interior debe humedecerse generosamente con queroseno durante todo el período de prueba. El tiempo de espera no debe ser inferior al indicado en la tabla.

Mesa 1 - Tiempo de mantenimiento de la soldadura al realizar pruebas con queroseno

Las soldaduras se consideran impenetrables si no aparecen manchas de queroseno en la superficie de la costura controlada con la solución de tiza aplicada durante el período de exposición.

5.6.2 Prueba hidráulica

5.6.2.1 La prueba hidráulica deberá realizarse en el banco de pruebas del fabricante. Está permitido realizar pruebas hidráulicas de ciclones sobredimensionados, transportados en piezas y ensamblados en el lugar de instalación, una vez finalizados el montaje, soldadura y otros trabajos en el lugar de instalación.

5.6.2.2 La prueba hidráulica del ciclón debe realizarse con los sujetadores y juntas especificados en los documentos reglamentarios para un dispositivo específico.

(1)

Dónde R - presión de diseño determinada según GOST 14249, MPa (kgf/cm2),

[σ] 20 y [σ] t- tensiones admisibles para el material a 20 °C y temperatura de diseño, respectivamentet, MPa (kgf/cm2).

Notas

1 Si el material de una pieza individual o unidad de ensamblaje (carcasa, fondo, brida, sujetador, tubería) de un recipiente es menos duradero o si su presión o temperatura de diseño es menor que la de otras partes o unidades de ensamblaje, entonces el ciclón debe probarse con una presión de prueba determinada para esta pieza o unidad de ensamblaje.

2 Se permite que los ciclones diseñados para las zonas climáticas correspondientes determinen la presión de prueba teniendo en cuenta las condiciones de esta zona, cuya presión de diseño o temperatura de diseño tenga un valor menor.

3 si R pr, determinado por la fórmula (), requiere engrosar la pared del cuerpo del ciclón que opera bajo presión externa, luego, para pruebas hidráulicas, está permitido calcular la presión de prueba usando la fórmula

Dónde mi 20 Y y t- módulos elásticos del material a 20 °C y temperatura de diseño, respectivamente t, MPa (kgf/cm2).

4 La presión de prueba al probar un ciclón destinado a funcionar con varios parámetros de diseño (presiones o temperaturas) debe tomarse igual al máximo de los valores de presión de prueba experimentales determinados para los distintos parámetros de diseño.

5 La desviación máxima de la presión de prueba no debe ser superior al 5%.

5.6.2.4 Las pruebas hidráulicas de ciclones instalados verticalmente se podrán realizar en posición horizontal, siempre que se garantice la resistencia del cuerpo del ciclón.

Los cálculos de resistencia deben ser realizados por el desarrollador de los documentos reglamentarios para este ciclón.

En este caso, la presión de prueba debe tomarse teniendo en cuenta la presión hidrostática, si esta última actúa sobre el ciclón en condiciones de funcionamiento, y debe controlarse con un manómetro instalado en la generatriz superior del cuerpo del ciclón.

5.6.2.5 Se utiliza agua para las pruebas hidráulicas de ciclones. Previo acuerdo con el desarrollador, es posible utilizar otro líquido como medio de prueba.

La diferencia de temperatura entre la pared del ciclón y el aire ambiente durante la prueba no debe causar que se forme humedad en la superficie de las paredes del ciclón.

5.6.2.6 La presión en el ciclón sometido a prueba debería aumentarse y disminuirse suavemente de acuerdo con las instrucciones del fabricante. La tasa de aumento y caída de presión no debe ser superior a 0,5 MPa (5 kgf/cm2) por minuto.

El tiempo de permanencia del ciclón (piezas, unidades de montaje) bajo presión de prueba no debe ser inferior a los valores indicados en la tabla.

Mesa 2 - Tiempo de permanencia del ciclón bajo presión de prueba

Después de mantener el ciclón (pieza, unidad de ensamblaje) bajo presión de prueba, es necesario reducir la presión a la presión de diseño y realizar una inspección visual de la superficie exterior, las uniones desmontables y soldadas. No está permitido golpear el ciclón durante la prueba.

Nota: La inspección visual de los ciclones que funcionan bajo vacío debe realizarse a presión de prueba.

5.6.2.7 La presión de prueba durante las pruebas hidráulicas debería controlarse utilizando dos manómetros. Ambos manómetros eligen el mismo tipo, límite de medición, clase de precisión y el mismo valor de división. Los manómetros deben tener una clase de precisión de al menos 2,5.

5.6.2.8 Después de la prueba hidráulica, se debe eliminar completamente el agua.

5.6.2.9 Las pruebas de ciclones que funcionan sin presión (bajo llenado) deberían realizarse humedeciendo las soldaduras con queroseno de acuerdo con.

5.6.2.10 Las pruebas hidráulicas podrán, de acuerdo con el desarrollador, ser reemplazadas por pruebas neumáticas (aire comprimido, gas inerte o una mezcla de aire con gas de prueba), si las pruebas hidráulicas son imposibles debido a: alta tensión de la masa de agua en el ciclón o los cimientos del banco de pruebas; difícil eliminación de agua del ciclón; posible daño a los revestimientos internos; temperatura del aire ambiente inferior a 0 °C; no resistir la carga creada cuando el ciclón se llena de agua, estructuras portantes y cimientos de bancos de pruebas, etc.

5.6.3 Prueba neumática

Antes de realizar una prueba neumática, el ciclón debe someterse a una inspección interna y externa, y las soldaduras deben someterse a una detección de fallas 100% ultrasónica o prueba de radiación.

La presión de prueba debe ser determinada por.

El tiempo de permanencia del ciclón bajo presión de prueba debe ser de al menos 0,08 horas (5 minutos).

Después de mantener la presión de prueba, es necesario reducir la presión al valor calculado, inspeccionar la superficie del ciclón y verificar la estanqueidad de las uniones soldadas y desmontables con una solución jabonosa u otro método.

El control durante las pruebas neumáticas debe realizarse mediante el método de emisión acústica.

5.6.4 Los resultados de las pruebas se consideran satisfactorios si durante las pruebas no hay:

Caída de presión según manómetro;

Fugas del medio de prueba (fugas, sudoración, burbujas de aire o gas) en uniones soldadas y en el metal base;

Signos de ruptura;

Fugas en conexiones desmontables;

Deformaciones residuales.

Nota: Las fugas del medio de prueba a través de fugas en los accesorios no se pueden considerar fugas si no interfieren con el mantenimiento de la presión de prueba.

5.6.5 El valor de la presión de prueba y los resultados de la prueba deben incluirse en el pasaporte del ciclón.

5.7 El muestreo para determinar la concentración de sustancias nocivas en la entrada y salida del ciclón se lleva a cabo de acuerdo con GOST R 50820 de acuerdo con el programa y los métodos acordados por todas las organizaciones interesadas.

5.8 La resistencia hidráulica se calcula como la diferencia de presión total a la entrada del ciclón y a la salida del mismo según . , kJ/1000 m 3, se gasta en superar la resistencia hidráulica del ciclón con gas y se calcula mediante la fórmula

I es = ∆ R, (3)

donde ∆ R - Resistencia hidráulica del ciclón, Pa.

Estos cálculos no tienen en cuenta las pérdidas en el ventilador, ya que su eficiencia puede variar según el diseño y modo de funcionamiento.

APÉNDICE A

(informativo)

Bibliografía

Palabras clave:purificación de gas, ciclón

Los ciclones centrífugos son los representantes más típicos de los colectores de polvo inerciales secos, que, por regla general, tienen un diseño simple, un alto rendimiento y son fáciles de operar. Del gran número de diseños diferentes de ciclones centrífugos, los ciclones NIIOGAZ, VTSNIIOT, SIOT y LIOT (NIIOGAZ - Instituto de Investigación Científica sobre Purificación de Gas, LIOT - Instituto de Seguridad Ocupacional de Leningrado, SIOT - Instituto de Seguridad y Salud Ocupacional de Sverdlovsk) son comunes (Figura 1). Como regla general, los ciclones centrífugos están hechos de chapa de acero con un espesor de aproximadamente 4 a 8 mm (para el polvo abrasivo se elige una chapa más gruesa).

Arroz. 1. Diseños de ciclones de tipos principales:

a – NIIOGAZ TSN – 15; b – CIOT; c - VTsNIIOT; d – Giprodreva;

1 – tubo de entrada; 2- tubo de escape; 3 – cuerpo cilíndrico;

4 – parte cónica; 5 – búnker; 6 – voluta a la salida; 7 – orificio del tubo de escape; 8 – inserto cónico; 9 – particiones.

Ciclones de niogas tipo CN

Los más difundidos entre los ciclones centrífugos son los ciclones NIIOGAZ del tipo TsN. El diseño de los ciclones NIIOGAZ tipo TsN se muestra en la Fig. 2. Una característica distintiva de este tipo de ciclones es el tubo de entrada inclinado (en lugar de estar ubicado en un ángulo de 90° con respecto al eje vertical del ciclón).

do El iklon consta de un tubo de entrada rectangular 2, una parte cilíndrica del cuerpo del ciclón 1 y un tubo de salida 3. En la parte cilíndrica superior del cuerpo del ciclón hay una tapa 4, doblada a lo largo de una línea helicoidal 360°, con un paso igual a la altura del tubo de entrada; la parte inferior del cuerpo 5 tiene forma de cono. En el tubo de salida se puede instalar una voluta 7, que sirve para convertir el movimiento de rotación de los gases en uno de traslación. Se debe instalar un búnker debajo del ciclón para recoger el polvo acumulado (con un grupo de ciclones hay un búnker común).

Hay tres tipos de ciclones NIIOGAZ, que se diferencian entre sí por diferentes ángulos de inclinación del tubo de entrada: tipo TsN-15 - normal y TsN-15u - acortado, ángulo de 15°; tipo TsN-24 – mayor productividad (con el menor coeficiente de resistencia hidráulica ξ, diseñado para capturar polvo grueso), ángulo de 24°; tipo TsN-11 – mayor eficiencia (con el mayor coeficiente de resistencia hidráulica ξ), ángulo de 11°.

El más extendido entre los ciclones NIIOGAZ es el ciclón tipo TsN-15. Este ciclón proporciona el mayor grado de recolección de polvo con el valor más bajo del coeficiente de resistencia hidráulica.

La Tabla 4.1 muestra las dimensiones geométricas de todos los tipos de ciclones NIIOGAZ, expresadas en fracciones del diámetro interno de la parte cilíndrica del ciclón. D(Figura 3).

Las relaciones de tamaño comunes a todos los tipos son: diámetro exterior del tubo de salida d = 0,6 . D; Diámetro interior del orificio de escape de polvo. d 1 = 0,3 . D– cuando es pequeño, y, d 1 = 0,4 . D– cuando el contenido inicial de polvo de los gases que se están depurando es elevado; ancho de entrada b 1 = 0,26 . D, a, en el punto de su conexión con el cuerpo del ciclón b = 0,2 . D; longitud de entrada yo = 0,6 . D; distancia desde el fondo del ciclón hasta la brida h fl = 0,24…0,32 . D.

norte Según los materiales de prueba comparativos, los ciclones NIIOGAZ son bastante avanzados en términos de eficiencia de purificación de gas y coeficiente de resistencia hidráulica moderado.

Los ciclones pueden diseñarse para rotación “derecha” e “izquierda” del flujo de gas. "Derecha" generalmente se denomina rotación en el sentido de las agujas del reloj del flujo de gas en el ciclón cuando se ve desde el tubo de escape, "izquierda" es rotación en sentido antihorario. Según GOST 9617-67, se acepta el siguiente rango de diámetros para ciclones: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 y 3000 mm.

Limitar el número de tamaños estándar; Se recomienda, si es posible, no utilizar ciclones grupales, conjuntos de dispositivos con diámetros de 300, 500 y 700 mm (ver Tabla 4.2), sino reemplazarlos por grupos de ciclones de otros diámetros de igual rendimiento.

En todos los ciclones individuales, los bunkers son cilíndricos.

Los grupos de ciclones suelen estar formados por ciclones de la serie principal TsN (TsN-24, TsN-15u; TsN-15, TsN-11). Como regla general, los grupos de ciclones tienen un colector común de diferentes gases, un colector de gas purificado y un depósito de polvo. Los contenedores de basura de los grupos ciclónicos pueden tener forma redonda o rectangular. Para grupos de dos y cuatro ciclones se utilizan ambas formas de búnkeres, y para grupos de seis y ocho, sólo rectangulares.

Los ciclones cónicos, con igual productividad que los cilíndricos, se distinguen de estos últimos por su mayor tamaño y por tanto no se suelen utilizar en diseños grupales.

Se cree que los ciclones centrífugos NIIOGAZ proporcionan la mayor eficiencia de recolección de polvo al mismo costo, es decir El "costo" de la purificación de gases es el más óptimo.

Tabla 4.1.

Dimensiones de los ciclones NIIOGAZ

Elementos estructurales (en fracciones del diámetro interno de la parte cilíndrica D) y coeficiente ξ	tipo ciclón
tubo de entrada (tamaño interno), A tubo de salida con brida, h t parte cilíndrica del cuerpo del ciclón, h ts cono de ciclón h a parte exterior del tubo de salida h V Altura total del ciclón H Coeficiente de resistencia hidráulica ξ, relacionado con la sección transversal completa de la parte cilíndrica del ciclón
2. Para ciclones con un diámetro de hasta 150 mm de altura. h en y altura h Se deben agregar 30 mm.

Mostrado en la Fig. 4.2. Su característica distintiva es un tubo de entrada inclinado, una parte cilíndrica relativamente corta y un tubo de escape, así como un pequeño ángulo de apertura de la parte cónica. La inclinación del tubo de entrada y la cubierta superior en forma de tornillo ayudan a dirigir el flujo de gas giratorio hacia abajo, lo que reduce la resistencia hidráulica del ciclón. A veces se instala un caracol en el tubo de escape de un ciclón, que hace girar un flujo de gas giratorio.

Arroz. 4.2. Principales tipos de ciclones: A - diseños NIIOgaz; b - diseños LIOT; c — Diseños SIOT.

Se instala un búnker debajo del ciclón para recoger el polvo acumulado. En ningún caso se debe acumular polvo en la parte cónica del ciclón para evitar agitación y arrastre secundario hacia el tubo de escape.

Hay tres tipos de ciclones cilíndricos diseñados por NIIOgaz de la serie principal TsN, que se diferencian en el ángulo de inclinación del tubo de entrada hacia el horizonte:

a) TsN-15 con un ángulo de inclinación de 15°, normal y acortado (TsN-15u);

b) TsN-11 con un ángulo de inclinación de 11°, con mayor eficiencia, con alta resistencia hidráulica;

c) TsN-24 con un ángulo de inclinación de 24°, con mayor rendimiento a menor eficiencia y reducida resistencia hidráulica.

Los más utilizados son los ciclones del tipo TsN-15, que proporcionan una eficiencia bastante alta con una resistencia hidráulica moderada. Sin embargo, el Comité Estatal de Construcción de la URSS incluyó el ciclón TsN-11 en la gama unificada de equipos de recolección de polvo como el más eficaz y conveniente para su disposición en grupos.

Todos los ciclones diseñados por NIIOgaz están normalizados. Cualquiera de los tamaños de cada tipo se puede expresar como una fracción del diámetro del ciclón. D. Según GOST 9617-67, se aceptan los siguientes valores de diámetro para ciclones, (mm): 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2400; 3000. Debido a la disminución de la eficiencia al aumentar el tamaño, no se recomienda el uso de ciclones del tipo TsN con un diámetro superior a 1000 mm. En este caso se instala un grupo de ciclones que funcionan en paralelo. Se utiliza un diseño circular y de dos filas (Fig. 4.3).

Fig.4.3. Esquema de disposición grupal de ciclones: a - dos filas; b- grupo.

El principal requisito para la disposición de ciclones en un grupo es la necesidad de condiciones de funcionamiento aerodinámicas idénticas para cada ciclón. Si no se cumple esta condición, a través de algunos ciclones pasa más gas, a través de otros menos, y el funcionamiento normal del grupo se ve interrumpido debido a los flujos de gas a través de un búnker común.

Además de los ciclones diseñados por NIIOgaz, los ciclones diseñados por LIOT (Instituto de Seguridad y Salud Ocupacional de Leningrado) y SIOT (Instituto de Seguridad y Salud Ocupacional de Sverdlovsk) han encontrado una aplicación bastante amplia; generalmente se utilizan en sistemas de ventilación industrial;

Ciclones diseñados por LIOT (ver Fig. 4.2, b) En comparación con los ciclones, los diseños de NIIOgaz tienen una parte cilíndrica alargada y un tubo de escape profundamente insertado, así como un ángulo de apertura mayor de la parte cónica. En ciclones del diseño SIOT (ver Fig. 4.2, V) no hay ninguna parte cilíndrica y el tubo de entrada tiene forma triangular. Estos ciclones también están normalizados y cualquiera de sus tamaños puede expresarse en fracciones del diámetro. En términos de eficiencia de recolección de polvo, estos ciclones se diferencian poco de los ciclones diseñados por NIIOgaz.

Además de los cilíndricos, se utilizan ciclones cónicos diseñados por NIIOgaz de la serie C (hollín) de los tipos SDK-TsN-33, SK-TsN-34 y SK-TsN-22 (Fig. 4.4), que se diferencian de los ciclones de la serie TsN por una entrada de gas en espiral, una parte cónica alargada y una relación menor entre los diámetros del tubo de escape y el ciclón (0,33, 0,34 y 0,22, respectivamente). En comparación con los ciclones de la serie CN, se caracterizan no sólo por una resistencia hidráulica significativamente mayor, sino también por una mayor eficiencia. Con la misma productividad, los tamaños de ciclones como SDK-TsN-33 (Fig. 4.4, a), SK-TsN-34 (Fig. 4.4, b) y SK-TsN-22 (Fig.4.4, V) mucho más grande que las dimensiones de los ciclones de la serie CN. Estos ciclones se pueden utilizar con diámetros de hasta 3000 mm.

Los ciclones de flujo directo (Fig. 4.5) se utilizan ampliamente como eliminadores de niebla en sistemas de limpieza de gases húmedos. El polvo húmedo coagulado y agrandado de alta densidad y las gotas de líquido se capturan en estos dispositivos de manera muy efectiva con una baja resistencia hidráulica del dispositivo (sin rotación, 180°). Los ciclones de flujo directo son prácticamente inadecuados para recoger polvo fino seco debido a su baja eficiencia.

Arroz. 4.4. Esquemas de ciclones cónicos NIIOgaz: a - SDK-TsN-33; b - SK-TSN-34; c - SK-TSN-22.

Arroz. 4.5. Diagrama de ciclón de flujo directo

Las condiciones básicas de funcionamiento de los ciclones son las siguientes:

1. Es necesario asegurarse de que no se acumule polvo en la parte cónica del ciclón. Para recogerlo, se proporciona un búnker especial debajo del ciclón.

2. Las fugas de aire en la parte inferior del ciclón son inaceptables. El contenedor de recolección de polvo debe estar sellado. El polvo se descarga de la tolva a través de un tubo con doble obturador intermitente (ver Fig. 4.1), ajustado para que las válvulas funcionen de forma alterna.

3. Los diseños de ciclones estándar pueden funcionar a una temperatura del gas no superior a 400 °C y una presión (vacío) de no más de 2,5 kPa.

4. Cuando funcionan con gas a alta temperatura, los ciclones están revestidos por dentro con tejas resistentes al fuego y el tubo de escape está hecho de acero o cerámica resistente al calor. En caso de temperaturas exteriores bajas, la temperatura mínima de la pared del ciclón debe superar la temperatura del punto de rocío en al menos 20-25 °C. Para garantizar esta condición, las paredes de los ciclones en algunos casos están cubiertas por fuera con aislamiento térmico.

5. La concentración inicial para polvos no coalescentes en ciclones con un diámetro igual o superior a 800 mm se permitirá hasta 400 g/m 3 . En el caso de polvos aglomerados y ciclones más pequeños, la concentración de polvo debería ser de 2 a 4 veces menor.

6. El ciclón debe funcionar con una carga de gas constante. En caso de fluctuaciones significativas en el flujo, se deben instalar grupos de ciclones con la capacidad de apagar elementos individuales.

La intensidad del desgaste abrasivo depende del contenido de polvo del gas, la velocidad del flujo de gas en el ciclón y las propiedades abrasivas del polvo. Una de las medidas para aumentar la resistencia al desgaste del ciclón es aplicar recubrimientos resistentes al desgaste a la superficie de desgaste, por ejemplo, revestir el ciclón con baldosas de diabasa fundida, basalto, materiales de piedra o placas de armadura. Otra forma de protegerse contra el desgaste es fabricar ciclones a partir de materiales resistentes al desgaste: hierro fundido de alta resistencia o materiales no metálicos resistentes al desgaste. También es importante mejorar los diseños de los ciclones en la dirección de seleccionar el ángulo óptimo de ataque del gas en la pared, reducir la velocidad del gas en el ciclón, elegir la altura óptima del ciclón y el ángulo de apertura del cono, reducir los flujos secundarios en el ciclón, etc. En todas estas áreas se está trabajando para aumentar la resistencia al desgaste de los ciclones, pero la implementación de los resultados obtenidos en la práctica es muy lenta.