Вспомогательное оборудование

Расчет газового тракта. Аппараты для очистки газов от пыли вместе с подводящими и отводящими газоходами, вспомогательным оборудованием и тягодутьевыми агрегатами составляют пылегазоулавливающую установку (ПГУ). Для того, чтобы установка эффективно работала необходимо произвести подбор и расчет газоходов и вспомогательного оборудования.

При разработке проекта газопылевых трактов составляют принципиальные схемы, выбирают для каждого участка оптимальные скорости движения потока, определяют потери напора на каждом из участков и в целом в системе и подбирают тягодутьевые машины. Схемы газоходов выбирают с учетом минимального гидравлического сопротивления и необходимого распределения газов и пыли по отдельным пылеулавливающим аппаратам. При проектировании подводящих газоходов к пылеулавливающим аппаратам следует обеспечить равномерное распределение газопылевого потока на входе в аппараты. Этого можно достичь установкой непосредственно перед входным патрубком прямолинейных участков газоходов или за счет использования специальных устройств, например, направляющих лопаток, распределяющих поток по сечению газоходов. Резкие повороты на газоходах значительно увеличивают гидравлическое сопротивление, и их следует по возможности избегать.

Тягодутьевые машины обычно устанавливают в тех местах, где температура газа или воздуха наименьшая.

Существенное влияние на гидравлическое сопротивление, размеры и стоимость тракта, а также на количество энергии, затрачиваемой на привод тягодутьевых машин, оказывает скорость газового потока.

Для газоходов диаметром 300–800 мм при запыленности газа не более 5 мг/м³ скорость принимается в пределах 5–8 м/с. Для диаметров 1000–2000 мм она увеличивается до 10–16 м/с. При высокой концентрации пыли в газах, скорость газового потока выбирают с таким расчетом, чтобы пыль не могла оседать в газоходах.

Перед электрофильтрами, батарейными и групповыми циклонами скорость газа в подводящих газоходах обычно принимают в пределах
12–15 м/с. При наличии грубой пыли с частицами более 25 мкм скорость газов повышают до 15–20 м/с.

Газовому потоку, движущемуся по тракту, приходится преодолевать сопротивление трения Δp_тр и местное сопротивление Δp_м. Сопротивление трения Δp_тр (или гидравлические потери на трение) вызывается вязкостью газовой среды и является результатом обмена количеством движения между отдельными частицами соседних слоев газа, движущихся с разной скоростью. Его рассчитывают по формуле, Па

, (88)

где λ – коэффициент гидравлического трения; l, d_э – длина и эквивалентный диаметр расчетного участка тракта соответственно, м; ρ и v – плотность и средняя скорость газа на расчетном участке соответственно, кг/м³ и м/с.

Местные гидравлические потери возникают при нарушениях течения потока в местах изгиба, сужения, расширения, разветвления, запорных устройств. К местным сопротивлениям также принято относить и потери скоростного давления при выходе из сети. Потери давления на преодоление местных сопротивлений Δp_м, Па

, (89)

где ζ_м – коэффициенты местных сопротивлений (приводятся в справочной литературе [19]).

Общие потери давления определяют суммированием Δp_тр,_, Δp_м. и потерь давления в пылеочистных аппаратах.

Газовоздушные тракты промышленных предприятий характеризуются большим числом поворотов, в углах которых возникают застойные зоны, способствующие отложению пыли, и вихри, обусловливающие большие гидравлические сопротивления. Путем скругления поворотов можно уменьшить коэффициент гидравлического сопротивления в 3–4 раза и избежать отложения пыли.

Основные требования, предъявляемые к газоходам, – долговечность и надежность в эксплуатации. Газоходы, изготавливаемые обычно из листовой стали и находящиеся на открытом воздухе, подвержены коррозионному разрушению под действием атмосферных осадков и химических реагентов, содержащихся обычно в транспортируемом газе.

Для снижения коррозионного износа металлические газоходы внутри и снаружи должны иметь специальное покрытие на основе глифталевых смол или пентафталеых эмалей, при невысоких температурах можно использовать битумные лакокрасочные материалы. При температуре газа, проходящего по газоходу, выше 300°С стальные газоходы следует футеровать кирпичом или изготавливать из специальных сталей. При транспортировании газа с температурой, близкой точке росы, газоходы следует теплоизолировать. Теплоизоляция необходима и для газоходов, горячего газа, чтобы избежать ожогов.

Газоходы для пропуска больших объемов газов при невысоком избыточном давлении изготовляют из железобетонных блоков или кирпича, они имеют, как правило, прямоугольное сечение. Для длинных газоходов, по которым подается газ с температурой более 70°С, следует предусматривать устройства для компенсации температурных удлинений. В некоторых случаях перемещение газопроводов под действием температуры обеспечивается гибкостью имеющихся на трассе колен. Если этого недостаточно, устанавливают специальные компенсаторы (рис.61). П-образные компенсаторы используют при газоходах небольших диаметров. При диаметре газоходов более 0,5 м применяют обычно линзовые или сальниковые компенсаторы. Линзовые компенсаторы используют для давлений до 0,6 МПа, сальниковые компенсаторы — при давлениях в газопроводе не более 0,04 МПа и транспортировании неагрессивных газов. Компенсаторы обычно устанавливают вблизи дымососов, задвижек и другого неподвижного оборудования с тем, чтобы исключить передачу на них недопустимых нагрузок, вызываемых термическими напряжениями.

Газоходы с элементами оборудования соединяют на болтах при помощи фланцев. В качестве прокладочного материала используют асбестовый картон толщиной 4 мм или асбестовый шнур диаметром 8–10 мм.

Важный элемент системы газоходов – запорные устройства. Для кирпичных и бетонных газоходов прямоугольного сечения запорными устройствами служат листовые задвижки, тарельчатые и поворотные клапаны. Недостаток листовых задвижек – возможность коробления и пропуск газа по периметру рамки. При высоких температурах газов более удобны тарельчатые клапаны, обеспечивающие высокую герметичность газоходов.

Больше всего применяют поворотные клапаны. Круглые клапаны имеют одну заслонку, а прямоугольные изготовляют с несколькими заслонками. Межведомственные нормы предусматривают изготовление круглых поворотных клапанов из чугуна с условным проходом 300– 1400 мм. Некоторые газоходы, в соответствии с правилами эксплуатации, снабжают предохранительными клапанами, представляющими собой мембрану, зажатую между фланцами. Мембраны диаметром до 400 мм изготовляют из листового асбеста, а большего диаметра – из мягкой жести толщиной не более 0,5 мм со швом посередине либо из алюминиевого листа толщиной 0,5–1 мм с надрезом по средней линии. Предохранительные клапаны должны располагаться в верхней части газоходов. У клапанов, устанавливаемых вблизи мест прохода обслуживающего персонала, ставят вытяжные короба.

Устройства для выгрузки пыли. Пыль из разных пылеуловителей удаляют как сухим, так и мокрым способом. Сухой способ предусматривает переток пыли из бункеров через систему пылевыгрузочных устройств и транспортировку пыли действием ее веса либо транспортирующими устройствами в сухом виде. Мокрый способ предполагает выгрузку пыли в потоке жидкости, обычно воды, через систему гидрозатворов, линий гидротранспорта в отстойники. Предпочтительнее использование для этой цели оборотной воды. Мокрый способ удаления, как правило, применяют после пылеуловителей мокрой очистки.

Предпочтительнее сухой способ, так как при этом исключена очистка сточных вод. Обычно уловленная в аппарате пыль скапливается в его нижней бункерной части, откуда ее удаляют через пылевыгрузочные устройства, состоящие из пылевого затвора и приспособлений для транспортировки пыли. Одним из широко используемых сухих методов транспортирования пыли является пневмотранспорт.

К пылевыгрузочным устройствам предъявляют следующие требования. Они должны быть небольших габаритов, особенно по высоте (так как в противном случае приходится располагать выше всю установку), герметичны, способны работать как при повышенном давлении, так и при разрежении, удобны и надежны в работе.

Пылевые затворы. Основное технологическое требование к пылевым затворам – обеспечить герметичность пылеулавливающего оборудования. Если в бункере пылеочистного аппарата давление выше атмосферного, негерметичность пылевыгрузочных устройств ведет к выбросу пыли в окружающую среду, а при наличии в бункере разрежения – вызывает резкое снижение коэффициента очистки газов от пыли, особенно заметное в циклонах.

Выгружать пыль из пылеулавливающих аппаратов можно непрерывно или периодически. При непрерывном пылеудалении применяют автоматически действующие затворы и затворы с электроприводом. Автоматически действующие затворы работают за счет уравновешивающего контргруза, и их устанавливают, если перепад давления между бункером и золоотводящим трактом не превышает 1000 Па.

Одним из распространенных типов затворов являются затворы типа «Мигалка» (рис. 62), которые бывают одинарными и двойными. Двойные затворы типа «Мигалка» устанавливают при разрежении до 2000 Па. Недостаток затворов типа «Мигалка» – наличие значительных подсосов воздуха, что отрицательно сказывается на степени очистки пылеулавливающих аппаратов.

Более высокую герметичность обеспечивают затворы с электроприводами, выполненные в виде вращающихся лопастных роторов или шнеков (рис. 63). Лопастные затворы могут обеспечивать удовлетворительную герметичность при условии, что их пропускная способность соответствует расходу пыли. Практически такой режим обеспечить очень трудно.

Высокая герметичность при выгрузке пыли достигается при использовании шнековых или винтовых затворов с пылевой пробкой. Особенность затвора – наличие винта с переменным шагом и тяжелой уплотняющей крышкой на конце корпуса шнека. При работе между винтом и крышкой создается уплотняющая пылевая пробка, обеспечивающая необходимую герметичность. В промышленности строительных материалов винтовые затворы широко используют в пневмотранспортных установках (рис.64), подающих цемент и другие материалы тонкого помола.