Устройство циклона

Циклон – устройство, предназначенное для очистки дымовых газов от взвешенных частиц при сгорании золосодержащего твердого топлива в паровых и водогрейных котлах, а также при очистке любых газовоздушных смесей содержащих частицы золы или пыли. Работа циклонов основана на действии центробежных сил, воздействующих на дымовые газы, покидающие топку. Горизонтальный циклон устанавливаемый в схему газохода твердотопливного котла, называется золоуловитель.

Сухие инерционные циклоны обязательны для установки во всех областях промышленности и муниципальных хозяйствах, эксплуатирующих котельные, работающие на твердом топливе.

Устройство циклона

Устройство циклона

Устройство циклона

В общем виде циклон состоит из:

  • корпуса;
  • крышки с винтообразным ходом (улитки);
  • впускного и выпускного патрубков для подвода неочищенных и отвода очищенных газов;
  • центрального патрубка, по которому очищенный газ поднимается в выпускной ход;
  • бункера для сбора золы;
  • механизма для удаления золы.

Количество циклонов в одном золоуловителе может быть от одного до нескольких – 2, 4, 6 или 8. В последнем случае они представляют собой блок или батарею, обычно обозначаемую буквой «Б». Циклоны в блоке подключаются параллельно, при небольшом объеме очищаемых газов отдельные из них отключаются с помощью языковых шиберов.

Циклоны могут устанавливаться в качестве компонента в золоуловителях, которые производят очистку комбинированным способом – «мокрым» или с помощью электрофильтров.

Принцип действия

Циклон золоуловитель

Циклон золоуловитель

Попадая в циклон, дымовые газы закручиваются в «улитке» и направляются в корпус. Здесь тяжелые частички золы отжимаются под действием центробежных и гравитационных сил к стенкам и скользят вниз в сборный бункер, откуда выгружаются вручную, или эвакуируются винтовым конвейером или золосмывным аппаратом в шлакоудаляющий канал.

Очищенные газы поднимаются по центральному патрубку вверх и отводятся в атмосферу через колено, общий сборник батарейного циклона или выхлопную трубу.

Параметры

В зависимости от своей конструкции и количества в батарее, циклоны могут перерабатывать разные объемы отработанных газов.

  • Одиночные – 600…20 000 м³;
  • Батарейные – 15 000…150 000 м3/ч;
  • Батарейные рецеркуляционные – более 100 000 м3/ч.

Степень очистки (КПД) при использовании циклонов достигает 82…90%. КПД – это отношение массы осажденной в золоуловителе золы к количеству поступившей на очистку. Оно зависит от свойств твердых частиц, прежде всего их размера и способности к слипанию.

Циклоны, оснащенные отсосом, возвращающим до 10% газа на повторную обработку, обеспечивают степень очистки до 94%.

Максимальная температура газа на входе в циклон – 400 °C.

Требования для нормальных условий работы циклонов

Конструкция циклонов, место установки и условия отсоса дымовых газов должны отвечать определенным требованиям.

  • Отсутствие подсосов атмосферного воздуха.
  • Своевременное очищение бункера от накопившейся золы.
  • Возможность полной разгрузки бункера при неработающем котле.
  • Если котлы работают исключительно на твердом топливе, то у циклонов должны отсутствовать обходные каналы.

Монтаж циклонов и золоуловителей

Циклон устанавливается на линии всаса дымососа. Размещение циклона должно обеспечивать кратчайший (и по возможности прямой) подвод газоходов от источника газов, для уменьшения аэродинамического сопротивления. Размещение должно обеспечивать доступ для ремонта и обслуживания, очистки и вывоза золы. Желательно установка в помещении для исключения возможного образования конденсата. Трубы газоходов не должны создавать своим весом нагрузки на корпус циклона.

Достоинства и недостатки золоулавливающих циклонов

К достоинствам циклонных золоуловителей относится простота конструкции, невысокая стоимость, надежность, высокопроизводительность, возможность применять для очистки высокотемпературных и агрессивных газов.

К недостаткам – относительно низкая степень очистки в сравнении с золоуловителями, основанными на другом принципе работы. Например, «мокрые» золоуловители обеспечивают степень очистки 92…96%, золоуловители с электрофильтрами – 96…99%. К недостаткам циклонов можно также отнести значительные размеры по высоте (4-5 м), и большое аэродинамическое сопротивление.