Вихревой пылеуловитель ВЗП-Б: устройство, характеристики, подбор
«ВЗП-Б — блочная модификация вихревого пылеуловителя ВЗП с элементами Ø100 и 300 мм для золы дымовых газов.»
Вихревой пылеуловитель ВЗП-Б — блочное исполнение аппарата встречных закрученных потоков: несколько малогабаритных вихревых элементов диаметром 100 или 300 мм с аксиально-лопаточными завихрителями собраны в общем корпусе. Разработан в МГТА (МТИ) в 1985 году (Сажин Б.С., Гудим Л.И.) для очистки дымовых газов энергетических установок от золы и мелкодисперсной угольной пыли. Числа — по справочнику Лазарева В.А. «Циклоны и вихревые пылеуловители» (М.: Химия, 1995 / Химическая промышленность, 1985, №8).
- Что это: блочная модификация ВЗП — несколько вихревых элементов Ø100 или 300 мм с аксиально-лопаточными завихрителями в одном корпусе, а не единичный аппарат.
- Разработка: МГТА (МТИ), 1985 год — на 9 лет позже базового ВЗП (1976), авторы Сажин Б.С., Гудим Л.И.
- Назначение: очистка дымовых газов энергоустановок от золы и мелкодисперсной угольной пыли.
- Сопротивление: КГС элемента ζц° = 32 — ниже, чем у аппарата базового ВЗП (ζ500 = 50).
- Эффективность: 91,4 % при Ø100 мм на кварцевой пыли и 90 % при Ø300 мм на золе дымовых газов.
- Тонкость: медианный диаметр разделения d50 = 4,8 мкм при Ø300 мм — тоньше большинства циклонов сравнимого размера.
Что такое ВЗП-Б и чем он отличается от базового ВЗП
Вихревой пылеуловитель ВЗП-Б — блочная модификация аппарата встречных закрученных потоков, в которой несколько малогабаритных вихревых элементов диаметром 100 или 300 мм собраны в общем корпусе. Буква «Б» в обозначении означает именно блочную компоновку: вместо одного крупного циклонного корпуса, как у базового вихревого пылеуловителя ВЗП, аппарат ВЗП-Б улавливает пыль параллельной работой нескольких небольших вихревых элементов с аксиально-лопаточными завихрителями сверху и снизу вместо циклонного тангенциального входа.
Базовый ВЗП разработан в МГТА (МТИ) в 1976 году как единичный аппарат с одним первичным и одним вторичным вводом. ВЗП-Б появился девятью годами позже, в 1985 году: та же школа Сажина Б.С. и Гудима Л.И. предложила блочную компоновку специально для энергетики — очистки дымовых газов от золы и мелкодисперсной угольной пыли (по справочнику Лазарева В.А., 2006, со ссылкой на источники [1], [2]).
Чем блочная компоновка отличается от единичного корпуса
- Вихревой элемент — базовая ячейка блока диаметром 100 или 300 мм, с аксиально-лопаточными завихрителями вместо циклонного тангенциального ввода.
- Блок — несколько элементов, работающих параллельно на общий газовый поток; на чертеже общего вида показаны схемы по 4 и по 6 элементов.
- Компоновка — в отличие от базового ВЗП с одним крупным корпусом, ВЗП-Б наращивает производительность числом элементов, а не диаметром аппарата.
- Область применения — энергетические установки: очистка дымовых газов от золы и угольной пыли, где важна тонкость очистки при умеренном сопротивлении по элементу.
Устройство и геометрия вихревого элемента ВЗП-Б
Вихревой элемент ВЗП-Б работает по тому же принципу встречных закрученных потоков, что и базовый аппарат: первичный запылённый поток и вторичный поток закручиваются аксиально-лопаточными завихрителями и образуют единый устойчивый вихрь, отбрасывающий частицы к стенке. Верхний завихритель имеет угол лопаток 22°, нижний — 43° (по чертежу общего вида, справочник Лазарева В.А., 2006). Все геометрические параметры элемента выражены в долях его диаметра D.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Высота вихревого элемента | 4,8·D | полная высота элемента |
| Расстояние между завихрителями | 1,8·D | высота рабочей (вихревой) зоны |
| Диаметр верхнего завихрителя | 0,6·D | угол лопаток 22° |
| Диаметр нижнего завихрителя | 0,5·D | угол лопаток 43° |
| Площадь сечения элемента Fц | 0,785·D² (=π/4·D²) | по корпусу элемента |
| Площадь выхлопного патрубка Fвых | 0,283·D² | Fвых/Fц = 0,360 |
| Площадь патрубка вторичного потока Fп | 0,071·D² | Fп/Fц = 0,090; Fп/Fвых = 0,250 |
При оптимальной скорости в элементе Vц = 6,5 м/с расчётная скорость в выхлопном патрубке составляет Vвых = Vц · Fц/Fвых = 6,5 · 0,785/0,283 ≈ 18,1 м/с. Оптимальная кратность вторичного потока к первичному k*опт = 0,64 — близкое к диапазону 30–100 %, характерному для семейства ВЗП в целом, но зафиксированное для ВЗП-Б экспериментально как отдельное значение. Подробнее о роли встречных закрученных потоков и вторичного потока — в статье про базовый вихревой пылеуловитель ВЗП.
Характеристики и эффективность по типоразмерам
Вихревой элемент ВЗП-Б выпускается в двух типоразмерах — Ø100 и Ø300 мм. Оба работают при одинаковых базовых параметрах режима (скорость, кратность вторичного потока, сопротивление), но дают разную эффективность из-за разницы диаметра.
| Параметр | Элемент Ø100 мм | Элемент Ø300 мм |
|---|---|---|
| Испытательная пыль | кварц, δ50 = 15 мкм, σ = 3,6 | зола дымовых газов, δ50 = 25 мкм, σ = 2,5 |
| КГС элемента ζц° | 32 | 32 |
| Оптимальная скорость Vц опт | 6,5 м/с | 6,5 м/с |
| Кратность вторичного потока k* опт | 0,64 | 0,64 |
| Общая эффективность η0 | 91,4 % | 90 % |
| Медианный диаметр разделения d50 | не приводится отдельно | 4,8 мкм (ρм = 2200 кг/м³, μ = 18,3·10⁻⁶ Па·с) |
У базового вихревого пылеуловителя ВЗП коэффициент гидравлического сопротивления целого аппарата ζ500 = 50, у вихревого элемента ВЗП-Б — 32: почти в полтора раза ниже. Сравнивать эти цифры напрямую механически нельзя — это разные объекты: целый аппарат ВЗП против одного вихревого элемента блока ВЗП-Б, где суммарную производительность даёт число элементов (4 или 6 по компоновочным схемам), а не диаметр одного корпуса. По той же логике корректно сопоставлять и эффективность циклона — не по одному параметру, а по всему комплексу режима.
Как подобрать блок ВЗП-Б
Подбор блока вихревого пылеуловителя ВЗП-Б идёт в четыре шага: от требуемой эффективности к диаметру элемента, числу элементов и общему энергобалансу.
-
1Оцените пыль и требуемую эффективность
Определите характер пыли — зола дымовых газов или угольная пыль — и требуемую степень очистки, как и при подборе циклона по типу пыли. При медианном размере пыли δ50 15–25 мкм элементы ВЗП-Б дают 90–91,4 % по справочнику Лазарева В.А., 2006.
-
2Выберите диаметр вихревого элемента
Диаметр элемента ВЗП-Б — 100 или 300 мм. Элемент Ø100 мм даёт более тонкую очистку (91,4 % против 90 % у Ø300 мм), но под тот же расход газа нужно больше элементов в блоке.
-
3Определите число элементов и схему блока
Число элементов складывает суммарную производительность блока — на чертеже общего вида показаны варианты по 4 и 6 элементов. Разделите требуемый расход газа на пропускную способность одного элемента при Vц опт = 6,5 м/с.
-
4Сведите сопротивление и энергобаланс по обоим потокам
Δp = ζц° · ρ · Vц² / 2; Vвых = Vц · Fц/Fвых ≈ 18,1 м/с
Рассчитайте сопротивление по КГС элемента ζц° = 32 и скоростному напору, отдельно учтите вентилятор вторичного потока при k* = 0,64 от первичного. Сравните суммарный энергобаланс блока ВЗП-Б с альтернативой — базовым вихревым пылеуловителем ВЗП или циклоном ЦН-15, а тягодутьевую машину под оба тракта подберите вместе с инженером Аквент.
Нужен подбор блока ВЗП-Б или сравнение с циклоном по вашей золе?
Пришлите расход дымовых газов, концентрацию и характер золы — инженер сведёт энергобаланс блока, сравнит ВЗП-Б с циклоном и подберёт схему за 1 день. В каталоге — пылевые вентиляторы ВЦП 7-40 и тягодутьевые машины под оба тракта.
Типичные ошибки при выборе и эксплуатации ВЗП-Б
Путают букву «Б» с бункером или пылесборником: считают, что ВЗП-Б отличается от базового ВЗП встроенным бункером. Это не так — буква обозначает блочную компоновку из нескольких вихревых элементов, а не форму бункера или наличие пылесборника.
Правильно: ВЗП-Б — это несколько малогабаритных вихревых элементов в общем корпусе, а бункер под пылью устроен так же, как и у одиночных вихревых аппаратов.
Сравнивают ζ элемента с ζ целого аппарата ВЗП напрямую: видят ζц° = 32 у элемента ВЗП-Б против ζ500 = 50 у базового ВЗП и делают вывод, что блок «эффективнее в полтора раза» по всем параметрам сразу, забывая, что производительность блока определяется числом элементов, а не одним значением КГС.
Правильно: сравнивать нужно суммарную производительность блока (число элементов × расход одного) и полный энергобаланс, а не голое значение ζ.
Не закладывают вентилятор вторичного потока в блоке: при кратности k* = 0,64 вторичный поток нагнетает отдельная дутьевая машина или система с общим запасом по расходу. Если её не заложить в проект, элементы блока не выходят на паспортную эффективность 90–91,4 %.
Правильно: закладывать вторичный поток и его дутьевую машину для всего блока сразу, как и для одиночного аппарата ВЗП, а не только для основного тракта.
Часто задаваемые вопросы
ВЗП-Б — блочная модификация вихревого пылеуловителя со встречными закрученными потоками: несколько малогабаритных вихревых элементов диаметром 100 или 300 мм с аксиально-лопаточными завихрителями собраны в общем корпусе. Разработан в МГТА (МТИ) в 1985 году (Сажин Б.С., Гудим Л.И.) для очистки дымовых газов энергоустановок от золы.
Базовый ВЗП — единичный крупный аппарат с одним первичным и одним вторичным вводом, разработан в 1976 году. ВЗП-Б, появившийся девятью годами позже, наращивает производительность не диаметром корпуса, а числом малогабаритных вихревых элементов (4 или 6 по компоновочным схемам), собранных в блок. КГС элемента ВЗП-Б ниже — ζц° = 32 против ζ500 = 50 у аппарата базового ВЗП.
«Б» означает блочную компоновку — в отличие от одиночного аппарата, ВЗП-Б собирает пыль параллельной работой нескольких вихревых элементов в общем корпусе. Это не бункер и не встроенный пылесборник, а способ наращивания производительности числом элементов.
По справочнику Лазарева В.А., 2006, диаметр вихревого элемента ВЗП-Б — 100 или 300 мм. Оба типоразмера работают при одной и той же оптимальной скорости Vц = 6,5 м/с и кратности вторичного потока k* = 0,64, но дают разную тонкость очистки: элемент Ø100 мм эффективнее, чем Ø300 мм.
ВЗП-Б предназначен для очистки дымовых газов энергетических установок от золы и мелкодисперсной угольной пыли. Это его прямое назначение по справочнику Лазарева В.А., в отличие от базового ВЗП, который применяют шире — в химической, деревообрабатывающей, пищевой и текстильной промышленности.
По справочнику Лазарева В.А., 2006: элемент Ø100 мм улавливает 91,4 % кварцевой пыли (δ50 = 15 мкм), элемент Ø300 мм — 90 % золы дымовых газов (δ50 = 25 мкм). Медианный диаметр разделения d50 при Ø300 мм составляет 4,8 мкм — тоньше, чем у большинства циклонов такого диаметра.
Точный серийный ряд по числу элементов справочник не приводит таблицей: на чертеже общего вида показаны компоновочные схемы блока из 4 и из 6 вихревых элементов как примеры. Итоговое число элементов в проекте зависит от требуемого расхода газа и производительности одного элемента.
Похожие статьи
Подберём блок ВЗП-Б или циклон под вашу золу и расход
Укажите расход дымовых газов, концентрацию и характер пыли — инженер сведёт энергобаланс блока, сравнит ВЗП-Б с циклоном и подберёт схему очистки и тягодутьевую машину бесплатно за 1 день.