Коагуляторы Вентури могут устанавливаться как вертикально, так и горизонтально с небольшим уклоном.

Принцип работы мокрого золоуловителя с коагулятором Вентури заключается в следующем, рис. 2.11 б. В конфузор 3 коагулятора через форсунки подается орошающая вода, которая дополнительно диспергируется (распыляется) скоростным газовым потоком на мелкие капли. Летучая зола при прохождении с дымовыми газами через коагулятор частично осаждается на каплях и на его орошаемых стенках. Далее капли и неуловленные частицы золы поступают в корпус аппарата - центробежный скруббер, где дымовые газы освобождаются от капель и дополнительно очищаются от золы, после чего дымососом выбрасываются в атмосферу. Гидрозоловая пульпа сбрасывается через гидрозатвор в канал системы гидрозолоудаления (ГЗУ).

Рис.2.11. Мокрые золоуловители:а - центробежный скруббер; 1 - входной патрубок запыленного газа; 2 - корпус золоуловителя; 3 - оросительные сопла; 4 - выход очищенного газа; 5 - бункер; б - золоуловитель с коагулятором Вентури; 1 - входной патрубок запыленного газа; 2 - подача воды через оросительные сопла; 3, 4, 5 - конфузор, горловина и диффузор коагулятора Вентури; 6 - скруббер-каплеуловитель

В конфузоре пылегазовый поток разгоняется от 4...7 до 50...70м/с. Дополнительное дробление капель воды осуществляется в горловине 4. В диффузоре 5 происходит столкновение частиц золы с каплями воды (кинематическая коагуляция) и снижение скорости пылегазового потока, который, в свою очередь, тангенциально вводится в скруббер.

Размер капель тем меньше, чем больше скорость газа в горловине. Средний диаметр капель d _К, м, можно определить

,

d _К =5000/ u_r

где u _r - скорость газа в горловине, м/с.

Захват частиц золы каплями может происходить по двум причинам:

· быстро несущиеся со скоростью газов частицы золы попадают в капли, которые еще не успели разогнаться потоком газа. Тогда они попадают в каплю за счет разности скоростей (u _r - u _К), где u _К - скорость движения капли;

· за счет турбулентных пульсаций частиц золы, которые попадают в практически мало пульсирующие капли.

Если принять за основу коагуляции второй механизм, то параметр золоулавливания для трубы Вентури определяется из выражения,

П=0,3 e _Т q _Ж u_r L

где e _Т - степень турбулентных пульсаций, определяемая как отношение скорости дрейфа к скорости газа в горловине;

q _Ж - удельный расход орошающей жидкое на 1 м³ очищаемого газа, л/м³;

L - расстояние между горловиной трубы и скруббером.

В отличие от других золоуловителей для мокрых золоуловителей с коагулятором Вентури в формулу () (П=(q _Ж u _Г)^0,5)для расчета параметра золоулавливания не входит диаметр частиц d.В первом приближении можно принять, что все частицы от мелких до крупных улавливаются одинаково, и их дисперсный состав не учитывать.

В отечественной практике применение получили два тина мокрых золоуловителей с коагулятором Вентури: МВ-УО ОРГРЭС и МС-ВТИ. Первый тип золоуловителя выполняется с вертикальным и горизонтальным расположением коагулятора Вентури круглого сечения, второй только с горизонтальным расположением трубы прямоугольного сечения.

Основные характеристики золоуловителя МС-ВТИ представлены в табл. 2.5.

Типоразмеры золоуловителей МС-ВТИ                  Таблица 2.5

Каплеуловитель				Горловина трубы Вентури
Диаметр, м	Высота, м	Активная площадь сечения, м2	Сечение входного патрубка, м2	Размеры, м	Площадь сечения, м2
2,8	9,66	5,72	1,37	0,39´1,17	0,455
3	10,32	6,6	1,67	0,43´1,23	0,53
3,2	10,98	7,54	1,95	0,48´1,4	0,644
3,6	12,2	9,62	2,41	0,45´1,8	0,81
4	13,61	11,93	3	0,50´2	1
4,5	15,25	15,2	3,88	0,57´2,28	1,3

 

Расчет золоуловителей подобного типа ведется в следующей последовательности.

Определяется диаметр каплеуловителя, м, причем скорость газов в его сечении принимается в среднем w=5м/с:

,

D=[ Q /(0,785ω)]^0,5

где Q - общий расход газа м³/с.

Затем по табл. 2.5 подбирают типоразмер аппарата.

В зависимости от принятой степени проскока e находят по табл. 2.3 параметр золоулавливанияП и выбирают q _Ж и u _r, таким образом, чтобы соблюдалось равенство

.

П=(q _Ж u _Г)^0,5

Обычно u _r=50...70м/с, q _Ж =0,12...0,2кг\м³.

Определяют площадь сечения горловины Вентури по выражению

.

F_Г= V /(Z u _Г )

По табл.5 подбирают сечение горловины и корректируют соответственно действительную скорость газов.

По выражению   П=(q _Ж u _Г)^0,5 уточняют значение П и, затем, по табл. 2.3 степень проскока e.

Общее гидравлическое сопротивление коагулятора Вентури и каплеуловителя, Па, рассчитывается по формуле:

,

ΔР=(0,25+0,01 q _Ж u _Г)ρ u _Г ²/2+2,7ρ u _ВХ ² /2

где r - плотность газа перед золоуловителем, кг/м³;

u _ВХ - скорость газа при входе в каплеуловитель, равная

.

u _ВХ = V /(Z F_Г)

Обычно u _ВХ =20м/с.

Конечная допустимая температура очищенных газов, ^ОС, принимается исходя из известной точки росы водяных паров t ’’ _Р из соотношения:

t ³ t ’’_Р +21.

Не рекомендуется применять мокрые золоуловители для топлив, содержащих в составе золы более 15...20% оксида кальция СаО. Приведенная сернистость топлива должна быть не более 0,3% × кг/МДж. Жесткость орошаемой воды не должна превышать 15мг-экв/л.

В соответствии с п.5 температуру газов за мокрым золоуловителем следует поддерживать не менее чем на 21^ОС выше точки росы для предотвращения коррозии газоходов.

Обязательным условием нормальной работы мокрого золоуловителя является предотвращение отложений в его орошающих устройствах. Чтобы обеспечить это условие, прежде всего необходимо очистить орошающую воду от механических примесей, для чего применяются гравийные фильтры.

Основной причиной возникновения отложений является кристаллизация солей кальция из пересыщенной ими орошающей воды или пульпы, а также недостаточное по различным обстоятельствам орошение каких-либо участков стенок золоуловителя. Орошающая вода не должна быть пересыщена сернокислым кальцием (СаSO₄), что можно достигнуть, например, добавкой к оборотной воде некоторого количества свежей воды.

При проектировании мокрых золоуловителей следует учитывать, что SO₂  и SO₃ содержащиеся в дымовых газах, частично растворяются в пульпе. При этом если диоксид серы улавливается в мокром золоуловителе до 25%, то триоксид серы до 85%. В результате рН пульпы снижается до 3,5 и требуется защита стенок золоуловителя от коррозии. Улавливание SO ₃ приводит также к изменению точки росы дымовых газов.

Электрофильтры

Одним из хорошо зарекомендовавших себя и перспективным типом золоуловителей для крупных ТЭС являются электрофильтры, которые могут обеспечить высокую степень очистки газов при аэродинамическом сопротивлении не более 150Па практически без снижения температуры и без увлажнения дымовых газов.

В электрофильтрах запыленный газ движется в каналах, образованных осадительными электродами 1 (рис. 2.12), между которыми расположены через определенное расстояние коронирующие электроды 2.

Сущность процесса электрической очистки газов заключается в следующем. Запыленный газ проходит через систему, состоящую из заземленных осадительных электродов 7 и размещенных на некотором расстоянии (называемом межэлектродным промежутком) коронирующих электродов 2, к которым подводится выпрямленный электрический ток высокого напряжения с отрицательным знаком

Рис.2.12. Принцип работы электрофильтра: 1 - осадительный электрод; 2 - коронирующий электрод; 3 - частицы золы; 4 - электрическое поле; 5 - слой осевшей золы; 6 - заряженная зола

 

При достаточно высоком напряжении, приложенном к межэлектродному промежутку, у поверхности коронирующего электрода происходит интенсивная ударная ионизация газов, сопровождающаяся возникновением коронного разряда (ток короны).

Газовые ионы различной полярности, образующиеся в зоне короны, под действием сил электрического поля движутся к разноименным электродам, вследствие чего в электродном промежутке возникает электрический ток, который и представляет ток короны. Частицы золы из-за адсорбции на их поверхности ионов приобретают в межэлектродном промежутке электрический заряд и под влиянием сил электрического поля движутся к электродам, осаждаясь на них. Основное количество частиц осаждается на развитой поверхности осадительных электродов, меньшая их часть попадает на коронирующие электроды. По мере накопления на электродах осажденные частицы удаляются встряхиванием или промывкой электродов.

Процесс электрогазоочистки можно разделить на следующие стадии:

· зарядка взвешенных в газе частиц;

· движение заряженных частиц к электродам;

· осаждение частиц на электродах;

· удаление этих частиц с электродов.

Коронный разряд возникает при достижении определенной напряженности и электрического ноля, называемой критической или начальной, которая, например, для воздуха при атмосферном давлении н температуре 20^ОС составляет около 15кВ/см. При дальнейшем повышении напряженности нарушается электрическая прочность газового промежутка между электродами, наступает искровой или дуговой электрический разряд.

К коронирующим электродам подводится отрицательный заряд, так как подвижность отрицательных ионов выше положительных. Кроме того, при отрицательной короне удается поддержать более высокое напряжение без искрового пробоя между электродами.

Рис.2.13. Электрофильтр типа УГ: 1 - корпус; 2 - электрод осадительный; 3 - электрод коронирующий; 4 - механизм встряхивания коронирующих электродов; 5 - механизм встряхивания осадительных электродов; 6 - газораспределительная решетка; 7 - бункер для золы; 8 - изолятор

Рабочая часть электрофильтра, в которой существует электрическое поле, называется активной зоной. Она разделена на несколько электрических полей, через которые очищаемый газ проходит последовательно. Электрофильтры бывают однопольными и многопольными.

На большинстве электростанций, оснащенных электрофильтрами, применены аппараты тина УГ (унифицированный горизонтальный). Запыленные газы после газораспределительной решетки 6 (рис. 2.13) поступают в коридоры, образованные вертикально висящими широкополосными осадительными электродами С-образной формы. Коронирующие электроды представляют собой профильные ленточные элементы со штампованными иглами, укрепленные в специальной рамке. Для удаления осевшей на электродах золы предусмотрены встряхивающие устройства в виде молотков, ударяющих по наковальням электродов. Осевшая зола попадает в бункера и затем через гидравлические затворы направляется в систему ГЗУ. Расчетная температура газов до 250^ОС.

Электрические поля имеют самостоятельное питание и систему встряхивания. На рис. 2.13 показан трехпольный электрофильтр типа УГ. В первом поле оседает наибольшее количество золы, в последнем - минимальное.