1 использование циклонных камер в промышленности 6

• Название: 1 использование циклонных камер в промышленности 6
• Дата: 10.01.2020
• Размер: 390.55 Kb.
• Имя файла: Kursovoy_proekt_GGD.docx
• Тип: Документы; #103461
• страница: 1 из 7

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИКЛОННЫХ КАМЕР В ПРОМЫШЛЕННОСТИ 6

2 ОБЩАЯ КАРТИНА ДВИЖЕНИЯ ГАЗОВ В ЦИКЛОННОЙ КАМЕРЕ, ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НА АЭРОДИНАМИКУ ЦИКЛОННОЙ КАМЕРЫ 13

3 ОПИСАНИЕ ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ 26

4 РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ И ДАВЛЕНИЯ В ЦИКЛОННОЙ КАМЕРЕ 29

5 РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ И ДАВЛЕНИЯ ПО МЕТОДИКЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА 33

Список использованных источников 38

ПРИЛОЖЕНИЕ А 39

(обязательное) 39

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 41

(обязательное) 41

ПРИЛОЖЕНИЕ В 42

(обязательное) 42

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 44

(обязательное) 44

ПРИЛОЖЕНИЕ Д 45

(обязательное) 45

ПРИЛОЖЕНИЕ Е 46

(обязательное) 46

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 47

(обязательное) 47

1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИКЛОННЫХ КАМЕР В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

При решении задач реализации Энергетической программы и энергосбережения перспективным является использование сильно закрученных высокотурбулентных потоков теплоносителей, генерируемых в циклонных устройствах. Широкое распространение закрученных потоков и циклонно-вихревых устройств в различных областях техники обусловлено главным образом возможностью дальнейших интенсификаций рабочих процессов.

Идея использовать тепловой поток (создания циклонной печи) появилась примерно в то же время, что и идея о возможности его применения для создания циклонной топки, в тридцатых годах прошлого столетия. Однако отсутствие необходимого опыта, рекомендаций по проектированию и расчёту, а также специальных исследований значительно задержало идо сих пор сдерживает широкое внедрение таких печей в промышленность.

Однако, несомненно, при этом важную роль играют простота, компактность и надёжность конструкции циклонных устройств. Эти основные особенности полностью соответствуют наиболее перспективным направлениям в развитии термических путей.

1) Циклонные сепараторы предназначены для отделения крупноразмерных частиц компрессорного конденсата. Когда сжатый воздух выходит из компрессора, он содержит влагу в виде взвеси воды и пара. В качестве первой ступени подготовки сжатого воздуха к использованию используется циклонный сепаратор, установленный на выходе из компрессора, который механически удаляет аэрозоль воды из сжатого воздуха. Работает он следующим образом:



Рисунок 1 – Схема циклонного сепаратора

Сжатый воздух с аэрозолью воды попадает в циклон. После выхода из направляющего патрубка (1) сжатый воздух вовлекается во вращательное движение с высокой скоростью вокруг оси цилиндра в циклонной области (2). Под воздействием сильных центробежных сил капельки воды оседают на стенках сепаратора и затем стекают в коллекторную область (3). Коллекторная область отделяется от циклонной области при помощи изогнутого экрана (4) для того, чтобы поток воздуха не уносил часть конденсата с собой. Сжатый воздух выходит из циклонного сепаратора через газоотводный патрубок (5). Конденсат удаляется через отверстие (6), расположенное в нижней части коллекторной области. Для отвода конденсата устанавливается электронный конденсатоотводчик, так как уровень конденсата не должен выходить за пределы изогнутого экрана. Большие циклонные сепараторы имеют дополнительное смотровое окно в нижней части сепаратора (7); оно предназначено в основном для демонтажа и очистки коллектора.

Использование циклонных сепараторов позволяет значительно снизить нагрузку на магистральные фильтры и осушители сжатого воздуха, так как в них удаляется порядка 99% частиц конденсата размером от 3 мкм и выше. Важным преимуществом циклонных сепараторов является то, что они не нуждаются во внешнем источнике энергии и практически не требуют обслуживания (за исключением периодической, как правило, требующейся не чаще 1 раза в год очистки).

2) Циклонная топка — камерная топка, в которых осуществляется спиральное движение газо-воздушного потока, несущего частицы топлива и шлака. Циклонная топка используется в качестве предтопков камерных топок топочных устройств, например, на тепловых электростанциях и как технологические печи, например, для обжига медных руд.

В топках частицы топлива поддерживаются во взвешенном состоянии за счёт несущей силы мощного вихря, вследствие чего в ней не выпадают даже крупные частицы (5-10 мм и более). В современных циклонных топках сжигаются куски твёрдого топлива размером 2-100 мм, при скорости струи подаваемого воздуха 30--150 м/с. Существуют горизонтальные и вертикальные циклонные предтопки, причём последние применяются значительно реже. Диаметр (D) горизонтальных циклонных предтопков - 1,2-4 м, относительная длина их (L/D) не превышает 1,5-1,6. Топки этого типа широко используются за рубежом (США, Германия, Чехия и др.), в России - значительно реже. Циклонные топки характеризуются высоким тепловым напряжением сечения топочной камеры 42-63 ГДж/(м2·ч) или (10-15) · (106ккал·/(м2·ч), её объёма (8,5-21) ГДж/(м3·ч) или (2-5) · (106 ккал/(м3·ч). В камерной топке тепловое напряжение объёма в 10-20 раз меньше, а степень улавливания шлака не превышает 80%. Одна крупная циклонная топка позволяет обеспечить паропроизводительность котла лишь до 150-180 т пара/ч, поэтому у котлов большой мощности устанавливают до 12-14 горизонтальных циклонных предтопков.

Принципиальная схема циклонной топки с горизонтальным расположением камеры и жидким шлакоудалением показана на (рисунок 2, а). Топливо подают в циклонную камеру с первичным воздухом. На схеме показан ввод топливно-воздушной смеси через улитку в центральную часть камеры. По оси вводится только дробленка. При сжигании угольной пыли она вводится через тангенциальные сопла.

Вторичный воздух подают в камеру тангенциально через сопла-щели с большой скоростью (более 100 м/с), обеспечивая движение топливных частиц к стенкам камеры. Образующиеся в циклонной камере вихри способствуют интенсивному смесеобразованию и горению топлива как в объеме циклона, так и на его стенках. Развиваемая в циклонной камере высокая температура (1700-1800 °С) приводит к расплавлению золы и образованию на стенках шлаковой пленки. Жидкий шлак вытекает из камеры через летку. Улавливание золы в пределах камеры составляет 85-90 % и более. Отбрасываемые на стенки свежие частицы топлива прилипают к шлаковой пленке, где они интенсивно выгорают при обдувании их воздушным потоком.

В выходной части циклонной камеры имеется пережим (ловушка), через который продукты горения поступают в камеру дожигания. Наличие пережима приводит к уменьшению уноса. Крупные частицы циркулируют в камере до полной газификации. Выносимые из циклона мельчайшие частицы топлива догорают в камере дожигания. Циклонные камеры работают с высокими объемными плотностями тепловыделения qV = 1,5/З МВт/м3 и плотностью теплового потока на сечение циклона qF = 11/16 МВт/м2 при малом коэффициенте избытка воздуха в циклоне а = 1,08/1,1.