Золоуловители с трубой Вентури типа МВ

^* Здесь и далее приводится избыточное давление.

2.7.3. Напорный  бак (рис. 7) служит для обеспечения  постоянного давления воды, подаваемой  в коллектор орошения каплеуловителей,  в пределах 9,8 - 14,7 кПа (0,10 - 0,15 кгс/см²). Бак атмосферного типа, металлический, вместимостью 2,45 м³, максимальная производительность 60 м³/ч, максимальное давление воды перед регулятором уровня 0,393 кПа (4,0 кгс/см²).

Бак имеет  регулятор уровня 1, две фильтр-сетки 2, штуцеры 3 - 6 (соответственно перелива, отвода, дренажа и подвода воды).

Регулятор уровня поплавкового типа служит для  поддерживания постоянного уровня воды в баке вне зависимости от изменения давления (в допустимых пределах) подаваемой в бак воды.

Латунные  фильтр-сетки с ячейкой 1,0?1,0 мм² служат для тонкой очистки воды, подаваемой в сопла каплеуловителей.

Рис. 7. Напорный бак

2.7.4. Центробежные  механические форсунки орошения  труб Вентури (рис. 8) служат для  эффективного орошения водой  запыленных дымовых газов, поступающих  в трубы Вентури, и установлены  по одной на трубу в зоне  конфузора вдоль оси на расстоянии (1,25 - 1,45)d₂ от горловины (d₂ - диаметр горловины трубы Вентури из рис. 2). Факел форсунки направлен по ходу дымовых газов.

Форсунка  состоит из корпуса 1, шестизаходного завихрителя 2 и перехода 3. Корпус и  завихритель бронзовые.

На рис. 9 приведены расходные характеристики форсунок. Типоразмер форсунки выбирается на основе принятого значения расхода воды на орошение одной трубы Вентури G и известного значения давления орошающей воды перед форсункой Р.

2.7.5. Система  орошения каплеуловителя (рис. 10) служит  для равномерного орошения его  внутренней поверхности и состоит  из коллектора 1, сопл 2, направляющих  гильз 3, соединительных резинотканевых  рукавов 4, патрубков подвода 5 и дренажа 6 воды.

Коллектор диаметром 108 мм служит для равномерного распределения воды между соплами каплеуловителя.

Рис. 8. Форсунка

Обозначение форсунки	d мм	B мм	B1 мм	t мм	Шаг канавки, мм	Обозначение форсунки	d мм	B мм	B1 мм	t мм	Шаг канавки, мм
01	12	16	10	12	165	10	20	12	8	10	165
02	14	16	10	12	165	11	22	12	8	10	165
03	16	16	10	12	165	12	26	12	8	10	165
04	18	16	10	12	165	13	10	12	8	10	120
05	20	16	10	12	165	14	12	12	8	10	120
06	22	16	10	12	165	15	14	12	8	10	120
07	24	16	10	12	165	16	20	12	8	10	120
08	26	16	10	12	165	17	22	12	8	10	120
09	14	12	8	10	165	18	24	12	8	10	120

Рис. 9. Расходные характеристики форсунок

Сопла выполнены из стальной нержавеющей  либо медной трубки диаметром 10 мм и  установлены в направляющих гильзах  таким образом, чтобы струя орошающей  воды вытекала тангенциально к вращающемуся газовому потоку по ходу его вращения под углом 10° вниз к горизонту.

2.7.6. Сопла  гидрозатворов (см. рис. 4) служат  для предупрежденияпоявления отложений  золы в гидрозатворах, повышениянадежности  их работы.

2.7.7. Коммуникации  трубопроводов и арматуры (см. рис. 5) служат для подачи и распределения орошающей воды между золоуловителями, удаления воды из коллекторов, гравийных фильтров и напорного бака припромывках, длительных остановах и перед выводом установки в ремонт.

Вода  удаляется через дренажный трубопровод. С ним же соединена переливная труба напорного бака, служащая для предупреждения его переполнения при выходе из строя регулятора уровня.

Система орошения установки оборудована  запорной арматурой, служащей для отключения системы орошения установки, а также  отдельных ее элементов при остановах и ремонтах.

Рис. 10. Система орошения каплеуловителя

2.8. Система  контрольно-измерительных приборов  служит для обеспечениянепрерывного  контроля работы и состояния  золоуловителя и поддержания  оптимального режима его эксплуатации  и включает (рис. 11) приборы замера:

- расхода  воды на орошение труб Вентури;

- расхода  воды на орошение каплеуловителей;

- аэродинамического  сопротивления установки;

- температуры  очищенных газов;

- давления  воды до и после гравийных  фильтров, перед форсунками и  в коллекторах орошения каплеуловителей.

Тип примененного прибора определяется возможностями электростанции при соблюдении условия установки вторичных показывающих приборов (за исключением приборов замера давления воды) на главном щите котла; вторичные приборы замера расхода воды рекомендуется выполнить самопишущими. Класс примененных приборов должен быть не ниже 2,5.

Рис. 11. Установка контрольно-измерительных приборов

2.9. Принцип  улавливания в золоуловителях  типа МВ основан на коагуляции (укрупнении) золовых частиц путем  осаждения их на капляхорошающей  воды в трубе Вентури и последующей  сепарации их, атакже крупнофракционных нескоагулированных золовых частиц в каплеуловителе.

Запыленные  дымовые газы поступают в трубу  Вентури, в конфузоре которой  орошаются водой и ускоряются до скоростей 50 - 75 м/ч. Капли орошающей  воды, вместе с газом поступающие  в трубу Вентури, дробятся скоростным газовым потоком до значений среднего диаметра 140 - 210 мкм и ускоряются. В связи с тем, что плотность воды значительно (на три порядка) выше плотности газа, капли воды приобретают в конфузоре и горловине трубы Вентури меньшие (на 15 - 25 м/с) скорости, вследствие чего происходит своеобразная фильтрация запыленного газового потока через движущийся водяной мелкозернистый фильтр, на зернах (каплях) которого происходит инерционное осаждение золовых частиц, содержащихся в газе.

Скоагулированная  и крупнофракционная сухая золовая пыль выделяется в каплеуловителе за счет тангенциального (улиточного) ввода газов, вызывающего его закручивание в каплеуловителе и инерционное осаждение частиц на смоченной внутренней поверхности. Уловленные золовые частицы смываются с внутренней поверхности каплеуловителя орошающей водой через гидрозатвор в канал ГЗУ.

3. РАСЧЕТ  ЗОЛОУЛОВИТЕЛЯ

3.1. Метод  расчета основан на обобщении  обширныхэкспериментальных материалов, полученных в результате исследований  промышленных золоуловителейтипа МВ котлов ряда электростанций, сжигающихразличные виды твердого топлива.

В объем  расчета золоуловителя входит определение:

- эффективности  очистки дымовых газов;

- охлаждения  дымовых газов;

- аэродинамического  сопротивления установки.

3.2. В  основу расчета эффективности очистки газов от золы положено раздельное определение неполноты улавливания(осаждения) золы каплями в собственно трубе Вентури и неполноты улавливания «проскока» (золы, не осевшей на каплях в трубе Вентури) в каплеуловителе.

3.2.1. Неполнота улавливания i-й фракции золы в трубе Вентури:

?'_i = exp{-N_чi}, (1)

lg ?'_i = 0,4343N_чi, (2)

где N_чi - число единиц переноса.

Значение  числа единиц переноса с достаточным  приближением к действительным условиям и при определенных допущениях может  быть определено по формуле

 (3)

где q_тв - удельный расход воды на орошение трубы Вентури, кг/м³ газа при нормальных условиях;

?_в - плотность воды, подаваемой на орошение, кг/м³;

D₀ - средний диаметр капель в трубе Вентури, м;

Э_i - коэффициент вероятности осаждения на каплях частиц фракции золы;

L - полная длина трубы Вентури, м;

 - среднее значение  скоростного члена.

Средний диаметр  капель D₀ определяется по графику (рис. 12) в зависимости от скорости газов в горловине трубы Вентури ?_г и известной ее производительности по газу V'_г.

Рис. 12. Зависимость  среднего диаметра капель и максимальной разности скоростей газа и капель от скорости газа в горловине трубы Вентури

Значения q_тв = 0,14 ? 0,16 кг на 1 м³ газа при нормальных условиях и ?_г = 50 ? 75 м/с принимаются, исходя из обеспечения необходимой эффективности и надежности золоулавливания.

Полная длина  трубы Вентури L определяется из табл. 1 по известным ?_г и V'_г.

Значение Э_i для всех используемых в расчете значений фракций золы с достаточной точностью принимается равной 1,0.

Среднее значение скоростного члена для каждой фракции золы определяется из табл. 3 по известным V'_г и ?_г (таблица составлена для трех значений V'_г и трех значений ?_г; для промежуточных значений скоростной член определяется интерполяцией).

Таблица 3

Значения  скоростного члена 

Объем (расход) газов V'г, м3/ч	Скорость газов ?г, м/с	Фракция золы, мкм
		0 - 10	10 - 20	20 - 30	30 - 40	40 - 50	50 - 60	Более 60
50 · 103	40	0,221	0,212	0,200	0,185	0,168	0,148	0,126
	60	0,250	0,238	0,220	0,194	0,167	0,135	0,104
	80	0,258	0,240	0,215	0,186	0,156	0,123	0,088
100 · 103	40	0,214	0,204	0,194	0,183	0,168	0,148	0,128
	60	0,248	0,232	0,215	0,195	0,172	0,147	0,117
	80	0,231	0,211	0,191	0,167	0,140	0,108	0,074
200 · 103	40	0,206	0,199	0,191	0,180	0,166	0,150	0,133
	60	0,195	0,187	0,177	0,165	0,149	0,132	0,112
	80	0,178	0,167	0,153	0,137	0,119	0,097	0,074

Общая неполнота улавливания золы в  трубе Вентури:

 (4)

где Ф'_i - относительное содержание i-й фракции золы после котла задается заказчиком или принимается по табл. 4.

Дисперсный  состав сухой золы на входе в каплеуловитель вычисляется по формуле

 (5)

3.2.2. Степень  неполноты улавливания «проскока»  золы в каплеуловителе ?" определяют  для каждой фракции золы по  графику (рис. 13).

Общая неполнота улавливания «проскока» сухой золы в каплеуловителе определяется по формуле.

 (6)

Таблица 4

Фракционный состав золы твердого топлива, сжигаемого в камерных топках котлов (%)

Топливо	Тип мельницы	Размер частиц, мкм
		0 - 10		0 - 20	20 - 30	30 - 40	40 - 50	50 - 60	60 - 86	86 - 100	Более 100
Антрацит АШ	Шаровая барабанная	21			21	17	10	8	7	8	8
То же АРШ	То же	17			14	11	11	11	10	16	10
Донецкий уголь	-"-	32			31	11	7	4	4	6	5
Кузнецкий тощий уголь	-"-	31			31	9	6	5	5	5	8
Кемеровский уголь	-"-	21			22	17	10	8	6	8	8
Челябинский уголь	-"-	18			20	16	9	7	6	11	13
Подмосковный уголь	-"-	29			23	14	8	7	5	9	5
Интинский уголь	Среднеходная	20			27	14	9	6	5	8	11
Воркутинский уголь	-"-	25			35	14	7	4	3	6	6
Ткварчельский уголь	-"-	9			12	22	16	9	5	12	15
Подмосковный уголь	«Резолютор»	24			27	16	9	7	5	6	6
То же	Молотковая	17			23	16	11	7	5	7	14
Ленинский уголь	-"-	9			16	22	15	6	6	10	16
Интинский уголь	-"-	21			32	22	9	6	2	4	4
Воркутинский уголь	-"-	25			34	16	12	5	3	2	3
Канский уголь	-"-	12			22	19	13	10	6	9	9
Александрийский уголь	Молотковая	16			29	20	12	8	4	4	7
Фрезерный уголь	-"-	23			11	10	9	9	4	9	25
Каширский сланец	-"-	14			21	18	13	9	9	9	7
Гдовский сланец	-"-	20			46	15	6	4	2	3	4
Богословский уголь	Шаровая барабанная	19,4	19,4		9,6	7,2	4,1	3,5	0	36,8	0
Экибастузский уголь	То же	21,1	21,1		18,5	11,6	5,2	6,2	0	13,3	0
Фрезерный торф	Молотковая	26			16	11	7	6	5	10	19