Методика технологічного розрахунку масляного вертикального пиловловлювача

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Гідравлічний розрахунок пиловловлювача

Визначаємо втрати:

при раптовому розширенні газу на вході в пиловловлювач:

W = qс / (2·0,785·d2) = 3,73 / (2· 0,785 ·0,42) = 14,8 м/с

де d -- діаметр патрубка, що підводить, рівний 0,4 м.

h1 = 0,3·0,672·14,82 / 2 = 22,08 Па

при раптовому звуженні при вході в контактні трубки:

h2 = 0,53·0,672·14,82 / 2 = 39,00 Па

при раптовому розширенні при виході з контактних трубок

h4 = 1·0,672·1,662 / 2 = 1,85 Па

при раптовому звуженні на виході газу з пиловловлювача:

h6 = 0,5·0,672·0,472 / (2·9,8) = 0,04 м

в контактних трубках з L = 1,4 м

h3 = [л?(W'o - W"0)2 ·L/ d]·[с' -(с' -с")·W"o / (W'о + W"o)]=[0,01?(1,66 - 1,5)2 ·1,4/ 0,089]·[800 -(800 -0,672)·1,66 / (1,5 +1,66)]= 1,53 Па

в жалюзійному краплеуловлювачі:

h5 = о·с·W2ж·L / (2·F2а·m)

Коефіцієнт о знаходимо залежно від числа Рейнольдса, визначуваного по формулі:

Fа = б / (б+в) = 0,1 / ( 0,1 + 0,008) = 0,99

Fс = Н·б = 1,34 ·0,1= 0,13 м2

m=Fс / П = 0,13 / 0,216 = 0,6 м

dэ = 4 · 0,6 = 2,4 м

Re = 0,34·2,4·0,672 / (10,2·10-7·0,99) = 543030

Відповідно до Rе=543030 і о =0,2:

h5 = 0,2·0,672·0,342·1,4 / (2·0,992·0,02) = 0,56 Па

Загальні втрати в пиловловлювачі:

h=h1 + h2+h3 + h4 +h5+h6 = 22,08+39,00+1,53+1,85+0,56+0,04 = 65,06 Па

2. Методика технологічного розрахунку циклонного пиловловлювача

Вхідні данні:

Витрати газ (3.06 )

Температура газу ;

Розмір твердих частинок (18м);

Розрахункова густина твердих частинок ;

Початкова концентрація частинок в потоці (при 0та 0.1 МПа);

Надлишковий тиск на вході в циклон 0.7 бара;

Необхідна ефективність очистки газу ;

Склад газу (% об):

CH4=55,2%; C2H6=7,8%; C3H8=5,0%; C4H10=8,1%; C5H10=7,0%;

N2=7,9%; CO2=5,0%; H2S=4,0%.

Розрахунок циклонів проводиться методом послідовних приближень в наступному порядку:

Задавшись типом циклону по таблиці 1 знаходимо оптимальну швидкість газу в апараті .

Таблиця 1. Параметри, які визначають ефективність циклонів НДІОГАЗ

Задаємось циклоном ЦН-15, для якого параметри ефективності складають:

=4.50 мкм; =0.352; =3.5 .

Знаходимо необхідну площу перерізу циклонів, м2:

F = QP / щопт,

де - кількість очищаючого повітря при робочих умовах, ;

- середня швидкість газу в циклоні, ;

F = 3,06 / 3,5 = 0,87 м2

Знаходимо діаметр циклону, задаючись кількістю циклонів N:

D = (F / 0,785·N)0,5

Вибираємо кількість циклонів N=2

D = (0,87 / 0,785·2)0,5 = 0,744 м2

При цьому, діаметр циклону округляємо до величини, яка рекомендується в таблиці 2.

При цьому швидкість газу в циклоні не повинна відрізнятись від оптимальної більш ніж на 15%.

Даний діаметр (D = 0,8 м) задовольняє рекомендаціям по компоновці циклонів.

Вичислюємо дійсну швидкість газу в циклоні, :

щ = QP / (0,785· N·D2)

щ = 3,06 / (0,785· 2·0,82) = 3,05 м/с

При розрахунку швидкості, різниця від оптимальної склала 13%.

Таблиця 2. Рекомендації по компоновці циклонів ЦН в групи

П - групи ,які рекомендуються для переважного застосування; О - групи обмеженого застосування (по можливості не використовувати).

По табл. 3 приймаємо коефіцієнт гідравлічного опору, який відповідає заданому циклону.

Таблиця 3. Значення коефіцієнтів опору циклонів

де - коефіцієнт гідравлічного опору одинарного циклону, діаметром 500 мм, який приймаємо по таблиці 3. Індекс «м» означає, що циклон працює в гідравлічній мережі, а «п» - без мережі, тобто прямо на вихлоп в атмосферу; К1 - поправочний коефіцієнт на діаметр циклона, який визначається по таблиці 4; К2 - поправочний коефіцієнт на запиленість газу, який визначається по таблиці 5; К3 - коефіцієнт, який враховує додаткові втрати тиску газу, зв'язані з компоновкою циклонів в групу, визначається по таблиці 6.

Таблиця 4. Поправочний коефіцієнт К1 на вплив діаметру циклона

Таблиця 5 Значення поправочних коефіцієнтів К2 на запиленість газів (D=500 мм).

Таблиця 6. Значення поправочних коефіцієнтів К3 для груп циклонів ЦН

о=К1К2+К3,

де о - уточнююча поправка.

По таблицям знаходимо значення коефіцієнтів:

Поправочний коефіцієнт на діаметр циклона К1=1.0;

Поправочний коефіцієнт на запиленість газу К2=1.0;

Поправочний коефіцієнт для груп циклонів К3=35.

о=11+ 35=190

Знаходимо втрати тиску в циклоні:

ДP = о?сс?щ2 /2

де - густина суміші газу.

с = У (сі ·Vі),

де - густина і-ого елементу; - об'ємна доля і-ого елементу;

=(0.7160.552+1.25220.078+1.34200.05+0.0812.595+3.2210.07+1.2510.079+1.9640.05+1.5220.04)=1.254

ДP = 190?1,254?3,052 /2 = 1108 Па

Знаходимо значення d50 при робочих умовах по формулі:

d50 = dт50 ·[(D/Dт)·(сч.т. / сч)·(м /мт )·(щ / щт)]0,5

де , , - дані циклону для знаходження параметрів, які визначають ефективність;

Знаходимо для даного газу:

Рпр = Р / Рпк

Рпк = У (Рпкі?Vі)

де - критичний тиск і-ого елементу;

=(4.730.552+4.980.078+4.340.05+3.870.081+3.440.07+3.460.079+7.530.05+9.180.04)=4.79 МПа

Тпр = Т / Ткр

Тпк = У (Тпкі?Vі)

де - критична температура і-ого елементу;

=(1920.552+3050.078+3700.05+452.20.081+4700.07+1270.079+3040.05+3730.04)=258

=1.64;

Знайдемо параметр х по формулі:

x=lq(dm/d50) / (lq2уз + lq2уч)0,5

де - середнє квадратичне відхилення, і для даного значення концентрації частинок в потоці складає .

x=lq(1,8?10-5/1,64?10-6) / (0,3522 + 0,3202)0,5 = 2,19

По таблиці 7 знаходимо значення , що представляє собою повний коефіцієнт повного очищення газу, виражений в долях.

Знаходимо ступінь ефективності очищення газу в циклоні:

з=0.5

з=0.5.

Знайдене значення К.К.Д. задовольняє необхідну ефективність очистки газу.

Використовуючи перевідні коефіцієнти, знаходимо основні геометричні параметри циклону:

· Діаметр циклону D=800 мм; Діаметр вихлопної труби d=480 мм; Діаметр пиловідвідного патрубку d1=240 мм; Висота конусної частини hк=1600 мм; Висота циліндричної частини hц =1665 мм; Висота вихлопної труби hт =1358 мм; Повна висота циклону H=3615 мм.

Таблиця 7. Значення нормальної функції розподілення

пиловловлювач еліптичний циклон

3. Механічний розрахунок пиловловлювача

1. Згідно ГОСТ 14249 - 89 товщину стінки корпусу визначають по формулі:

де р -- тиск, МПа; D -- внутрішній діаметр пиловловлювача, м; [д] -- напруга, що допускається, на розтягування, МПа (для сталі маркі 16 ГС - [д] = 184 МПа); ц -- коефіцієнт міцності зварних швів, ц =0,8- 1,0 ; с - надбавка до розрахункової товщини стінки для компенсації корозії, с = 0,002 м;

2. Допустимий внутрішній надмірний тиск слід розраховувати по формулі:

3. Товщину стінки еліптичних і півсферичних днищ розраховують по формулі:

де с1 -- надбавка на витяжку; с = 0,002 м; R -- радіус кривизни у вершині днища.

R=D -- для еліптичних днищ з Н=0,25·D; R = 0,5·D -- для півсферичних днищ з Н=0,5·D; Н-- висота днища, м.

4. Допустимий внутрішній надмірний тиск слід розраховувати по формулі:

Размещено на Allbest.ru