Устройства для сухой выгрузки пыли

Устройства для сухой выгрузки пыли, уловленной аппаратами газоочистки, осуществляется через течки бункеров с помощью затворов, основная функция которых заключается в своевременном выводе пыли из бункеров аппаратов без подсосов наружного воздуха.

Подсосы воздуха в значительной мере увеличивают вторичный вынос пыли из газоочистных аппаратов, повышают нагрузку на дымососы, вызывают коррозию стенок бункеров, ухудшают истечение пыли из бункеров, снижают производительность затворов, приводят к прекращению выгрузки пыли из бункеров.

Выбор эффективно и надежно действующих затворов определяется конструкцией бункеров, количеством выгружаемой пыли, ее насыпной плотностью, текучестью, температурой, слипаемостью, абразивностью, а также перепадом давления и температурой окружающей среды. Кроме того, конструкция и размеры устройства для сухой выгрузки пыли зависят от количества уловленной пыли и периодичности пылевыгрузки. Поэтому проектирование системы пылевыгрузки осуществляется комплексно с учетом средств, предотвращающих зависание пыли в бункерах аппаратов, и выбора надежных запорных и транспортных механизмов применительно к конкретным условиям.

Шиберные или дисковые затворы используются отсекающие устройства для сухой выгрузки пыли перед затворами непрерывного действия с целью проведения ремонта или замены последних без остановки технологического оборудования; в этом случае объем бункера должен обеспечивать возможность резервного накопления пыли на время ремонта.

Шиберные самоочищающиеся пылевые затворы изготавливаются в обычном и герметичном исполнении (рис. 6.1). Плоская заслонка, перемещающаяся в направляющих пазах затвора, в герметичных винтовых затворах прижимается к течке бункера с дополнительным усилием, создаваемым эксцентриковыми роликами. Шиберные затворы при отсутствии над ними уплотняющего слоя пыли обеспечивают хорошую герметичность при давлении до ± 1 кПа. Герметичные затворы могут работать при давлении до ± 3 кПа. Привод затвора может быть ручным (рычажным винтовым) или работать от электродвигателя.

К недостаткам шиберных затворов относятся возможность заклинивания низкая герметичность, необходимость прикладывания больших усилий для перемещения заслонки через слой пыли.

Дисковый затвор (рис. 6.2) выполнен в виде дисковой подпружиненной задвижки с ручным рычажным приводом, позволяющим поворачивать диск-заслонку на некоторый угол в горизонтальной плоскости  оси вращения.

Клапанный затвор снабжен либо плоским клапаном с резиновым уплотнением (для выгрузки пыли с температурой до 100°С), либо сферическим клапаном (рис. 6.3), установленным на шаровой пяте (допустимая температура пыли 400 °С). Клапанный затвор имеет ручной привод и обычно используется при перепадах давления ± 1 кПа.

Шиберные самоочищающиеся затворы

Рис. 6.1. Устройства для сухой выгрузки пыли.Шиберные самоочищающиеся затворы.

а) обычный; б) герметичный винтовой; в) герметичный, рычажный.

Дисковая задвижка

Рис. 6.2. Устройства для сухой выгрузки пыли.Дисковая задвижка.

1 - верхняя часть корпуса; 2 - диск-заслонка; 3 - нижняя часть корпуса; 4 - рукоятка; 5 - рычаг.

Пылевые затворы без привода. При разрежении в бункере до 1,5 кПа для выгрузки равномерно подаваемой, тяжелой неслипающейся и текучей пыли применяются маятниковые затворы типа мигалка Простейшим затвором этого типа является плоская мигалка (рис. 6 5), применяемая на стояках аппаратов, работающих с псевдоожиженным слоем. В момент, когда статический напор слоя пыли в стояке превысит разность давлений в аппарате пылеуловителе (например, в циклоне), язык мигалки открывается и пыль высыпается из стояка. Закрытие языка зависит от величины перепада давления на стояке.

Клапанный затвор

Рис. 6.3. Клапанный затвор.

1 - бункер; 2 - корпус;3 - клапан; 4 - рычаг угловой; 5 - рычаг с противовесом; 6 - канат.

Поворотная заслонка

Рис. 6.4. Поворотная заслонка.

1 - корпус; 2 - заслонка.

Затвор типа плоская мигалка

Рис. 6.5. Затвор типа плоская мигалка.

1 - стояк; 2 - язык; 3 - ограничитель; 4 - петля.

Затвор типа мигалка двойная с противовесами и плоским откидным клапаном

Рис. 6.6. Затвор типа мигалка двойная с противовесами и плоским откидным клапаном.

1 - клапан откидной; 2 - корпус.

Если разгрузка пыли из бункера осуществляется поочередно в две емкости, то за основным затвором устанавливается поворотная заслонка (рис. 6.4).

В практике встречаются двойные мигалки с плоским откидным для паном (рис. 6.6), а также мигалки, конструкция которых разработана в ПНР (рис. 6.7). Запирающий выпускное отверстие бункера клапан укреплен на штоке, присоединенном к рычагу с противовесом. На том же конце рычага по оси бункера укреплена конусная воронка с широким отверстием. Когда уровень пыли в бункере достигает отверстия воронки, то пыль, скапливаясь, увеличивает массу воронки, в результате чего рычаг выходит из состояния равновесия, клапан опускается и открывает выпускное отверстие.

Затвор типа мигалка с противовесом

Рис. 6.7. Затвор типа мигалка с противовесом.

1 - клапан; 2 - шток; 3 - противовес; 4 - воронка.

Мигалка с конусным клапаном

Рис.6.8. Мигалка с конусным клапаном.

1 - входной патрубок; 2 - клапан; 3 - рычаг;  4 - груз.

К недостаткам мигалок относятся: низкая герметичность, так как контакт между посадочным седлом и клапаном зачастую бывает неплотным из-за попадания пыли в зазор между контактирующими поверхностями; невозможность использования их при работе па легких и на слипающихся пылях, а также при работе аппаратов газоочистки под избыточным положительным давлением.

Для устройств с сухой выгрузки пылей с сильно выраженными адгезионными свойствами можно использовать рукавные пылевые затворы. Такими затворами комплектуются аппараты газоочистки, используемые, например, в промышленности строительных материалов. Затвор состоит из эластичного рукава, выполненного из стеклоткани, резины и других подобных материалов.

Мигалки с конусный клапаном (рис. 6.8 и табл. 6.1) могут устанавливаться в случае, если разрежение над ними не превышает 1000 Па. При больших разрежениях могут устанавливаться последовательно две мигалки. В случае работы на влажных пылях угол раскрытия конуса уменьшается с 90 до 60°. Высоту вертикального участка над мигалкой, необходимую для предупреждения подсосов воздуха, определяют по формуле

h = ∆p/g pнас + 0.1 (6.1)

Где ∆p - разрежение в аппарате, Па; g - ускорение силы тяжести. м/с2; Рнас - насыпная плотность золы или пыли, кг/м3.

Диаметр мигалки (внутренний диаметр входного патрубка) D,  рассчитывают по формуле

D = 1.12 √Gул/q (6.2)

где Gул - количество выгружаемой пыли, кг/с; q - удельная нагрузка мигалки, при отсутствии других рекомендаций может быть принята в пределах 60-100 кг/(м2-с).

Нормализованные значения условного диаметра мигалки составляют ряд; 100, 150, 200, 300, 450 и 600 мм (см. табл. 6.1).

Типоразмеры мигалок с конусным клапаном Сызранского турбостроительного завода

Таблица 6.1. Типоразмеры мигалок с конусным клапаном Сызранского турбостроительного завода.

Регулировка мигалки - создание требуемой герметичности, т. е. отсутствия подсоса воздуха, и равномерный спуск пыли при минимальном колебании клапана - сводится к нахождению наивыгоднейшего положения груза, обеспечивающего поддержание определенного столба пыли над клапаном мигалки.

При отрегулированной работе мигалки пыль или зола должны непрерывно и почти равномерно высыпаться наружу. Клапан либо стоит неподвижно, либо совершает медленные колебания с амплитудой 2 - 3 мм, не ударяясь об обрез трубы. Если мигалка недогружена, она теряет чувствительность и работает неудовлетворительно. Мигалки с плоским клапаном (рис. 6.9, табл. 6.2 и 6.3) используются, если участок течки, непосредственно примыкающий
Типоразмеры клапанных затворов (мигалок с плоским клапаном)

Таблица 6.2. Типоразмеры клапанных затворов (мигалок с плоским клапаном).

Расположение груза в зависимости от угла наклона установки мигалки с плоским клапаном

Таблица 6.3.Расположение груза в зависимости от угла наклона установки мигалки с плоским клапаном.

Мигалка с плоским клапаном

Рис. 6.9. Мигалка с плоским клапаном.

а - с одним клапаном; б - с двумя клапанами; в - схемы установки мигалок для подбора груза; 1 - корпус; 2 - клапан; 3 - рычаг; 4 - лючок; 5 - груз.

Противовесы мигалок с плоским откидным клапаном, указанные в табл. 6.3, подобраны с учетом разрежения на участке их установки до 2000 Па и наличия уплотняющего столба пыли высотой 0,8 -1,0 м.

Пылевые затворы с приводом.

Шлюзовые питатели роторного типа с электроприводом (рис. 6.10) являются наиболее распространенными в аппаратах пылеулавливания. Существенным недостатком этих механизмов является подсос воздуха, аппарат при отсутствии слоя пыли в бункере. Поэтому их желательно применять в сочетании с уровнемером, отключающим питатель до того, как будет сработан весь слой скопившейся над ним золы или пыли и включающим его вновь после того, как уровень уловленного в бункере газоочистного аппарата достигает высоты около 0,5 м.

Технические характеристики и основные габаритные размеры шлюзовых питателей Дмитровоградского завода химического машиностроения приведены в табл. 6.4.

Шлюзовой роторный питатель

Рис. 6.10. Шлюзовой роторный питатель.

Герметичный шлюзовой затвор

Рис. 6.11. Герметичный шлюзовой затвор.

Кроме серийных шлюзовых питателей, для специфических условий, требующих повышенной надежности и герметичности, разработано несколько конструкций питателей. В шлюзовом питателе (рис. 6.11) лопасти шарнирно закреплены на роторе и снабжены уплотнительными элементами 7 и 8. Пыль поступает в устройство через загрузочный патрубок 2 на дугообразную лопасть 5, которая отсекает определенную порцию ныли и подает ее в разгрузочное отверстие. При этом свободный конец лопасти 5 уплотнительным элементом 8 и пружиной 6 прижимается к рабочей поверхности корпуса и обеспечивает герметичность в зазоре между лопастью 5 и корпусом 1. Когда лопасть 5 достигает входного окна разгрузочного патрубка 3, она своим свободным концом с закрепленным на нем уплотнительным элементом 8 силой пружины 6 резко отбрасывается в разгрузочный патрубок 3, поворачиваясь вокруг своего шарнира 9. Сыпучий материал поступает в разгрузочный патрубок 3, одновременно лопасть 5 освобождается от загрязнений. При дальнейшем повороте ротора 4 лопасть возвращается в исходное положение, пружина 6 сжимается, а уплотнительный элемент 8 прижимается этой пружиной к рабочей поверхности корпуса.

Благодаря тому что лопасти ротора выполнены поворотными, а окно разгрузочного патрубка имеет размеры, которые больше свободного конца лопасти вместе с уплотнительными элементами, устройство для сухой выгрузки пыли надежно обеспечивает высокую герметичность, повышает производительность загрузки.

Технические характеристики шлюзойных питателей Дмитровоградского завода химического машиностроения

Таблица 6.4. Технические характеристики шлюзойных питателей Дмитровоградского завода химического машиностроения.

В другой конструкции шлюзового заноса повышение герметично достигается установкой в корпусе затвора второго лопастного ротора при этом пространство между роторами соединено воздухоотводящей трубой с пылеуловителем, работающим под разрежением (рис. 6.12).

В шлюзовом питателе уменьшение подсосов воздуха через зазоры между лопастями и корпусом ротора достигается установкой накладок на лопасти ротора. С целью обеспечения надеждой работы на пылях с повышенной влажностью накладки на каждой паре диаметрально расположенных лопастей закреплены на противоположных поверхностях последних.

Двойные пылевые затворы с электро-приводом применяются для дозирования выгрузки пыли при температуре до 400 С и разрежении в аппаратах до 1 кПа.

На рис. 6.13 показан двойной пылевой затвор конструкции Гипрогазоочистки производительностью 1,5 кг/с, выпускаемый Нижнетуринским машиностроительным заводом. Конструктивно привод рычагов запирающих клапанов выполняется во многих вариантах - с использованием профилированного кулачка, штанг или пружин, а регулирование производительности затвора достигается путем изменения диаметра клапана, числа оборотов двигателя.

Герметичный двухлопастный шлюзовой затвор

Рис 6.12. Герметичный двухлопастный шлюзовой затвор.

1,2 - корпус; 3 - ротор; 4 - патрубок отсоса.

Двойной пылевой затвор с электроприводом

Рис. 6.13. Двойной пылевой затвор с электроприводом.

Винтовой затвор с пылевой пробкой используется для выгрузки пыли с температурой до 250 °С при перепадах давления до 15 кПа Винтовой затвор конструкции Ленгипрогазоочистки (рис. 6.14) состоит из винта 1 с переменным шагом, закрепленного в подшипниковой охлаждаемой опоре 2. На другом конце вала насажена звездочка 3, которая посредством цепной передачи получает вращение от мотора - реактора. На выходе корпуса имеется обратный клапан 4. Усилия прижима клапана к седлу регулируются грузами 5, установленными на рычагах, которые закреплены на одном валу с клапанами.

Винтовой затвор

Рис. 6.14. Винтовой затвор.

Благодаря этому в затворах создается пылевая пробка, гарантирующая герметичность в период выгрузки пыли. При отсутствии пыли герметичность достигается за счет плотного прилегания клапана к седлу. Техническая характеристика винтового затвора следующая:

Таблица

По сравнению со шлюзовыми винтовой затвор обеспечивает более высокую герметичность, но требует высокой точности изготовления и более энергоемок. Пневмослоевые затворы ПСЗ и пневмослоевые затворы-переключатели ПСП разработаны Всесоюзным теплотехническим институтом (ВТИ) для удаления золы из бункеров сухих золоуловителей.

На тепловых электростанциях с системами сбора сухой золы аэрожелобами обычно устанавливают два параллельных аэрожелоба, один из которых является резервным, поэтому практическое применение нашли в основном аппараты типа ПСП (рис. 6.15). При работе аппарата зола из буккера 1 поступает в спусковой стояк 2, разделенный на две секции сплошной вертикальной перегородкой 3. К двум боковым стенкам примыкают подъемные стояки 4, из которых по наклонным рукавам 5 зола направляется в соответствующую транспортную магистраль. Под каждым подъемным стояком и примыкающей к нему секцией спускного стояка имеются автономные аэрирующие устройства 6 с соответствующим подводом сжатого воздуха 7. При подаче воздуха аэрирующее устройство расположенный над ним слой золы в подъемном и спускном стояках приходит в псевдосжиженное состояние и на чикается движение золы из бункера в транспортную магистраль, но уровень слоя в подъемном и спускном. стояках не выравнивается. Пии отключении аэрирующего воздуха движение золы прекращается.

Основные технические характеристики затворов-переключателей ПСП приведены ниже:

Таблица

Пневмослоевые затворы рекомендуется использовать на пылях, обладающих способностью к псевдосжижению. Для расширения диапазона применения пневмослоевого затвора предложено снабдить его вибропобудителем. Наложение вибрации позволяет привести в псевдосжиженное состояние многие пыли, которые плохо аэрируются. Пневмовиброслоевой затвор представляет собой емкость, в которую опущен пылеспускной стояк бункера. Дно емкости выполнено из пористой перегородки, под которую подается воздух.

Внутри емкости и стояка установлены решетки, подвешенные на амортизаторах независимо от емкости и стояка. Решетки приводятся в колебательное движение от вибратора, размещенного снаружи. Затвор обеспечивает равномерный вывод пыли из аппарата под разрежением до 10-15 кПа.

Пневмослоевой затвор-переключатель системы ВТИ

Рис. 6.15. Пневмослоевой затвор-переключатель системы ВТИ.