10160

где индекс «1» относится к расчетным значениям параметров, а индекс «2» – к

требуемым значениям параметров циклона.

Эффективность очистки газов в установке, состоящей из двух или более последовательно установленных циклонов, удобно определять по графикам парциальных проскоков через каждый из циклонов, нанесенным на вероятност-

но-логарифмическую систему координат. Расчет ведется в следующей обще-

принятой последовательности:

1.Определяют значения δ =50 согласно расчета циклонов для каждого из

последовательно установленных аппаратов.

2.Определяют =15.9 для каждого циклона: lg =15.9 = lg + lg =50.

3. В вероятностно-логарифмической системе координат (ординаты сетки

должны быть представлены в относительных долях) наносят точки =50 и =15.9

каждого из циклонов. Точки δ -50 и lgδ =15.9 соединяют прямыми парциальных проскоков через циклоны.

4. Определяют общий парциальный проскок через систему из двух по-

следовательно установленных циклонов по уравнению ε1,2 = ε1ε2, где ε1,2 – об-

щий парциальный проскок; ε1 – парциальный проскок для первого циклона; ε2 –

парциальный проскок для второго циклона. Кривую ε1,2 – наносят на график.

5. Проводят прямую линию, аппроксимирующую кривую ε 1,2, и находят

значения δ =50 и lgδ , характеризующие эту прямую.

6. Определяют η0 по таблице 5.

Мощность на валу электродвигателя вентилятора или дымососа, обеспе-

чивающего работу циклонной установки Nдв, кВт, определяют по формуле:

где L – производительность системы, м3/ч; р – расчетное сопротивление аппа-

рата, Па; вен* – КПД вентилятора (принимается по характеристике вентилято-

ра); пер* – КПД передачи (при непосредственной насадке рабочего колеса вен-

тилятора на вал электродвигателя пер* = 1; при муфтовой и клиноременной пе-

редаче пер*= 0,96).

29

Установочная мощность электродвигателя определяется по формуле:

Если вентилятор предназначен для транспортирования среды с парамет-

рами, отличающимися от нормальных, то следует определять условное давле-

ние русл, Па, по следующей зависимости:

где р – расчетное сопротивление аппарата, Па; tг – температура воздуха, °С;

рбар – бар барометрическое давление в месте установки вентилятора, мм рт.ст.; ρв и ρг – плотность соответственного воздуха и газа, кг/м3.

1.5. Эксплуатация циклонов и вихревых пылеуловителей

Новые или реконструированные пылеуловители перед вводов в эксплуа-

тацию отлаживаются на оптимальный режим работы.

После пуска пылеулавливающие установки проводятся ее испытания,

при которых проверяются принятые в проекте параметры и определяется эф-

фективности очистки газов. На каждый аппарат составляется паспорт, где ука-

зываются основные технические характеристики, время ввода в эксплуатацию и результаты испытаний. К паспорту прилагаются описания устройства аппара-

тов, инструкция по эксплуатации и установочные чертежи.

30

В процессе эксплуатации пылеуловителей периодически контролируется соответствие значений режимных характеристик паспортным, а также оценива-

ется эффективность улавливания пыли.

Обслуживающий персонал регулярно производит наружный и внутрен-

ний осмотр аппаратов. Наружный осмотр делается каждую смену, внутренний-

если не обнаруживается отклонений в работеобычно приурочивают к оста-

новке основного технологического оборудования.

При наружном осмотре циклонов проверяют состояние тепловой изоля-

ции, герметичность фланцевых соединений, люков и устройств выгрузки пыли.

Если система работает под избыточным давлением, неплотности легко обнару-

жить по выбросам запыленного газ. Наличие подсосов воздуха в систему, нахо-

дящуюся под разряжением, качественно можно установить при помощи дыма.

Засасывание клубов дыма свидетельствует о негерметичности проверяемого места. Понятно, что такой способ обнаружения подсосов применим только для невзрывных производств и негорючей пыли.

Количественно величине подсосов воздуха находят на основе определе-

ния расходов газа на входе и выходе из установки или анализа газов по какому-

либо из его компонентов, практически отсутствующего в воздухе, например по двуокиси углерода. Изменение концентрации СО2 обуславливается разбавлени-

ем газа атмосферным воздухом. Измеряя ее, рассчитывают величину подсоса наружного воздуха в аппарат.

Негерметичность системы сопровождается выбросами пыли и ухудшени-

ем санитарно-гигиенических условий на рабочих местах для систем под избы-

точным давлением или приводит к увеличению газовой нагрузки аппаратов,

работающих под разряжением. Кроме того, в местах подсоса холодного воздуха происходит локальное снижение температуры, вследствие чего возможна кон-

денсация влаги и налипание пыли на внутренние стенки газоходов и аппара-

тов. Для предупреждения подсосов воздуха в аппарат смотровые люки, как правило, не размещают на корпусе циклонов, а устанавливают их на выходной улитке или крышке коллектора для вывода газа.

31

Особо тщательно следует проверять герметичность бункера и устройств выгрузки пыли. Как отмечалось, подсосы в бункер могут полностью расстроить работу циклона и свести эффективность улавливания к нулю. Необходим пом-

нить, что подсос воздуха в бункер может происходить даже в том случае, если циклон стоит на нагнетающей линии (т.е. работает под давлением).

Устройства выгрузки пыли проверяются на регулярность удаления осадка из бункеров. Производительность устройств выгрузки пыли должна быть со-

гласована с количеством улавливаемой пыли. Если производительность недос-

таточна, бункер может переполниться, тогда дальнейшее накопление пыли бу-

дет происходить в корпусе циклона. Это приводит к выносу уловленной пыли из циклонов. С другой стороны, если осажденная пыль будет выводиться из-

лишне интенсивно, бункер может полностью опорожниться, в тракте пыле-

выгрузки не успеет образоваться уплотняющих скоплений пыли и последний перестанет быть герметичным.

При внутреннем осмотре циклонных пылеуловителей проверяют наличие пыли во входной патрубке, на стенках корпуса, конуса, бункера и в случае не-

обходимости удаляют отложения пыли. В процессе эксплуатации циклонов не-

обходимо регулярно контролировать величину гидравлического сопротивле-

ния. Уменьшение гидравлического сопротивления с одновременным ухудше-

нием очистки газа является следствием падения расхода газа. Возрастания гид-

равлического сопротивления происходит вследствие повышения расхода газа или когда конус циклона частично забит пылью.

Совершенно недопустима эксплуатация циклонов при температуре газов ниже температуры точки росы. Образующаяся при этом капельная влага смачи-

вает пыль, циклон быстро забивается и становится неработоспособным. Темпе-

ратура газов должна быть вше температуры точки росы не меньше чем на 20 ÷ 25 °С. В необходимых случаях циклоны оборудуют обогревом. При компонов-

ке в группу должно быть идентичным гидравлическое сопротивление каждого из входящих в группу циклонов. В противном случае возможны перетоки газов между циклонами, что резко снижает эффективность улавливания пыли. Ци-

32

клоны в группе должны быть однотипными, а подводом и отводом газов дол-

жен обеспечивать равномерное распределение потока между циклонами.

Особенно важно равномерно распределить газ и предупредить циркуля-

цию газа между циклонными элементами через общий бункер в батарейных циклонах. При этом навстречу падающей пыли в отдельных элементах подса-

сывается газ из бункера, что увеличивает вынос пыли из аппарата. В процессе эксплуатации батарейных циклонов величина гидравлического сопротивления должна контролироваться особенно тщательно. Отклонение ζ от нормы являет-

ся признаком наличия неисправностей в аппарате. Характерные нарушения в работе батарейных циклонов – забивание пылью циклонных элементов и раз-

герметизация перегородки между раздающей камерой и камерой очищенного газа. В результате часть запыленного газа проходит через аппарат, миную ци-

клонные элементы. Наиболее часто в батарейных циклонах образуются отло-

жения пыли на входных участках циклонных элементов с тангенциальным вводом потока или на лопастях закручивающих устройств в прямоточных эле-

ментах, а так же в горловине конусов. На это необходимо в первую очередь обращать внимание при внутреннем осмотре. Для регулярного осмотра и про-

чистке циклонных элементов в корпусе батарейного циклона должны быть предусмотрены герметичные люки. При улавливании абразивной пыли необ-

ходимо иметь в виду возможность износа циклонных элементов. При необхо-

димости предусматривают их защиту в виде сменных щитков. В батарейных циклонах с рециркуляцией потока наиболее интенсивному абразивному износу подвержен выносной циклон тракта рециркуляции. В одиночных или в груп-

повых циклонах должны быть защищены в первую очередь наиболее быстро изнашиваемые места – участок корпуса, примыкающий к входному патрубку, и

нижняя треть конической части, где образуется интенсивный вихрь с повышен-

ной концентрацией пыли. Эти участки целесообразно выполнять утолщенными или сменными. В ряде случаев при циклонной очистке газов от слипающейся пыли для удаления осадка с внутренних стенок буккера предусматривают во-

33

рошители, представляющие собой цепи или тяги, проводимые в действие вруч-

ную.

Техника безопасной эксплуатации циклонных пылеуловителей включает мероприятия, предупреждающие возможность соприкосновения с горячими поверхностями или ожогов от горячей пыли и газов, правила обслуживания устройств, находящихся на высоте, и другие меры, предусмотренные инструк-

циями, действующими на данном предприятии.

Для предупреждения ожогов горячие поверхности должны быть изолиро-

ваны, а места, откуда возможны выбросы газа или пыли, надежно уплотнены.

При улавливании взрывоопасных пылей, при работе во взрывоопасных услови-

ях циклоны должны иметь предохранительные мембраны. В бункерах цикло-

нов, а также в других местах системы в этих случаях не допускается накапли-

вание пыли. Для доступа к шиберам, люкам и другой арматуре на высоте более

1,8 м должны быть установлены площадки с ограждениями и стационарные лестницы. Во многих случаях эксплуатация циклонов их эффективность очист-

ки воздуха от пыли значительно ниже проектной. Причинами этого являются. 1. Неплотность пылесборного бункера. При этом благодаря разрежению в

нижней части конусной части циклона в нее по пылевому патрубку всасывается воздух, которую увлекает значительную часть выделенной пыли и уносит по выходному патрубку наружу. Эффективность очистки резко снижется при под-

сосе атмосферного воздуха внутрь циклона, особенно через бункер, поэтому подсос должен быть сведен к минимуму (не превышать 4÷5 %). Следует отме-

тить, что даже при установке циклона за вентилятором (на нагнетательном участке аспирационной системы) в нижней части конуса образуется отрица-

тельное давление (разряжение), близкое по величине к динамическому давле-

нию по входной патрубке. Если пылевой патрубок открыто сообщается с атмо-

сферой, то эффективность пылеулавливания может быть сведена к нулю.

2.Коническая часть корпуса циклона не должна служить пылесборником,

иесли под циклоном нет бункера, эффективность циклона не может быть

удовлетворительной. Бункер является неотъемлемой часть циклона, процессы

34

в нем происходящие – составная часть общего процесса пылеотделения. По-

этому форма, размеры, техническое состояние, уровень заполняемости бункера должны соответствовать техническим условиям на рассматриваемый циклон.

3. Если циклон выбран большого размера, чем требуется, т.е. скорость в циклоне ниже минимальной рекомендованной, то эффективность пылеотделе-

ния будет заведено ниже оптимальной.

Типы и размеры пылеуловителей должны строго соответствовать проекту и техническим условиям на изготовление. Циклон не допускается к эксплуата-

ции, если обнаружены выступы или вмятины и ржавчина на его стенках. Швы и соединения циклонов должны быть прочными и плотными, фланцевые соеди-

ненияна резиновых прокладках, толщиной 3÷5 мм.

В групповых циклонах (УЦ и пр.) необходимо произвести ревизию шне-

ков и шлюзовых затворов. Шнек должен быть исправным, свободно провора-

чиваться от руки. В рабочей полости не должно быть посторонних предметов.

Циклоны монтируют внутри или вне здания: на кровлях, площадках, пе-

рекрытиях. Первоначально изготавливают поддерживающие конструкции, на которых затем монтируют циклоны - одиночные или групповые с выверкой по вертикали по уровню или отвесу.

Болтовые соединения, фиксирующие положение циклона, затягивают только после присоединения входного и выходного патрубка (до этого их кре-

пят временными связями, которые снимают после выверки установки). Допус-

каемые отклонения циклона 1 мм на 1 мм.

Муфты, цепи и прочие движущиеся части ограждают. На установленное оборудование наносят пояснительные надписи.

В шлюзовых затворах необходимо проверить при помощи щупа зазор между крыльчаткой и цилиндрической частью корпуса. Шлюзовые затворы,

имеющие зазор более 0,15 мм, выбраковывают. Торцовые крышки шлюзовых затворов должны быть уплотнены. Перед монтажом шлюзовые затворы вскры-

вают, производят ревизию, очищают крыльчатку и детали от грязи и промыва-

ют от консервационной смазки. Подшипники шлюзовых затворов должны быть

35

заполнены смазкой. Шлюзовой затвор с приводом соединяется при помощи муфт. Прежде чем включить шлюзовой затвор в работу, нужно убедиться в том, что крыльчатка вращается в правильном направлении. Свободные от про-

дуктов секции ротора должны проходить со стороны продувочных отверстий.

Шлюзовые затворы, смонтированные на одной станине и имеющие общий привод, должны быть выверены на соосность и продувочными пробками обра-

щены в одну сторону. Все муфтовые соединения шлюзовых затворов ограждают.

Все аспирационные установки должны быть пронумерованы (в том числе и все пылеуловители). На каждую аспирационную установку составляют пас-

порт, к которому должна быть приложена аксонометрическая схема установки

(с указанием расположения лючков для обслуживания и для проведения аэро-

динамических и пылевых измерений). В паспорте указывают аспирируемое оборудование, типы пылеуловителей, вентилятор, электродвигателей, диаметры воздуховодов. В паспорт и в схему вносят все производимые изменения в ас-

пирационной установке. Поскольку основной задачей эксплуатации аспираци-

онной установки является использование ее в расчетном режиме, желательно иметь расчет каждой установки для сравнения измеренных (фактических) па-

раметров работы установки с расчетными. Кроме паспорта на установку необ-

ходимо составить паспорт на каждый пылеуловитель. На все аспирационные установки заводят журналы для записи обнаруженных неполадок в их работе.

Квалифицированная эксплуатация циклонов состоит в обеспечении сле-

дующих условий, необходимых для их эффективной работы:

1)герметичность самотечных труб для вывода пыли;

2)поддержание в требуемом состоянии внутренней поверхности (она должна быть гладкой, без вмятин и шероховатостей, резиновые прокладки не должны выступать внутрь циклона);

3)герметичность самотечных труб для вывода пыли;

4)бесперебойность вывода уловленной пыли;

5)отсутствие отложений на внутренних поверхностях корпуса циклона,

входного, выходного и пылевого патрубков;

36

6) периодическая проверка (с помощью контрольно-измерительных при-

боров) производительности циклона по воздуху, пылевой нагрузки, эффектив-

ности пылеулавливания, аэродинамического сопротивления, подсоса воздуха.

Для обеспечения бесперебойного вывода уловленной пыли и эффектив-

ной защиты самотечных труб от подсоса воздуха рекомендуется использовать специальный шлюзовой затвор.

Ремонт циклона заключается в основном в поддержании герметичности во всех соединениях элементов циклона: протягивания болтовых соединений;

смене прокладок и устранения перекосов в местах примыкания фланцев. При ремонте устраняют погнутости, поломки и другие дефекты. Кроме того, устра-

няют оставшиеся после сварки неравномерности и наплавы на внутренних по-

верхностях. Если стыковые соединения выполнены внахлестку, на листах сни-

мают фаску для предотвращения образования выступов внутри циклона.

1.6. Применение циклонов в составе рециркуляционных аспирационных систем деревообрабатывающих производств

Основным типом пылеулавливающего оборудования, применявшегося на деревообрабатывающих производствах, до недавнего времени являлись цикло-

ны [17, 18, 19]. В последние годы с развитием рециркуляционных аспирацион-

ных систем (РАС) циклоны постепенно вытесняются рециркуляционными ру-

кавными фильтрами (РРФ), что соответствует общим тенденциям замены менее эффективного пылеулавливающего оборудования более эффективным. Эти тенденции обусловлены ужесточением экологических, санитарно-гигиени-

ческих и энергетических требований к современным производствам [20, 21].

Основными марками циклонов для деревообрабатывающей промышлен-

ности являются: Ц (Гипродревпрома), УЦ-38, РИСИ, Л (ОЭКДМ), бочкообраз-

ные циклоны Гипродрева и Промстройпроекта (ПСП). Их конструкции отли-

чаются от конструкций циклонов общепромышленного назначения. Эти отли-

чия обусловлены свойствами древесных частиц (волокон).

37

Частицы достаточно крупные, но имеют низкую плотность, и неправиль-

ную форму (неизометричны), что и определяет трудности и специфику их отде-

ления от воздушного потока. Аэродинамические характеристики наибольших типоразмеров циклонов приведены в таблице 7. Как видно из таблицы 7 наи-

меньшим гидравлическим сопротивлением в отдельном режиме работы обла-

дают циклоны конструкции Гипродрев и Промстройпроекта (ПСПроект), но они же обладают наименьшей эффективностью пылеулавливания и поэтому в последнее время практически не применяются. Кроме того, эти циклоны обла-

дают наибольшими габаритами размерам и, соответственно, металлоемкостью.

Одним из положительных качеств этих конструкций является возможность ра-

боты при практически неограниченном содержании отходов деревообработки в очищаемом воздухе, что в ряде случаев является достаточно существенным фактором эксплуатации пылеулавливающего оборудования.

Таблица 7 Аэродинамические характеристики наибольших типоразмеров циклонов (tг = 0 °С)

Циклоны типа К рекомендуется применять в качестве разгрузителей в системах пневмотранспорта измельченной древесины с низким содержанием пыли (щепа, дроблёнка, кора, витая стружка, сырые стружка и опилки). Поло-

жительными свойствами этих циклонов являются: простота конструкции; отно-

сительно небольшая высота; неограниченное содержание взвешенных частиц в очищенном воздухе; сравнительно низкие энергетические затраты [22]. Основ-

ной недостаток – низкая эффективность улавливания пылей фракции.

Циклоны РИСИ предназначены для очистки воздуха в аспирационных системах (АС) от всех видов волокнистых и слипающихся при отсутствии кон-

38