ЦН-15

Назначение ЦН-15

ЦН-15 — самый распространённый промышленный циклон: аппарат сухой очистки газа, в котором пыль отделяется от потока центробежной силой, без фильтрующих элементов и без движущихся частей. Разработан НИИОГАЗ в 1952 году и с тех пор остаётся отраслевым стандартом — под него написаны методики расчёта, типовые чертежи обвязки и нормы подбора вентилятора.

Справочник называет ЦН-15 наиболее универсальным типом циклонов: сухая очистка газов после сушки, обжига, агломерации и сжигания топлива, а также очистка аспирационного воздуха. Применяется в чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, производстве стройматериалов, машиностроении и энергетике.

Ряд ЦН-15 — 14 типоразмеров от ∅200 до ∅2000 мм; при оптимальной условной скорости 3,5 м/с это перекрывает расход от 400 до 39 560 м³/ч одним аппаратом. Диаметр разделения d₅₀ = 4,5 мкм: частицы такого размера ЦН-15 улавливает наполовину, крупнее — почти полностью.

Когда расход больше, чем берёт ∅2000 мм, ставят группу циклонов на общем коллекторе и общем бункере. Так делают не ради компоновки: эффективность падает с ростом диаметра, и четыре аппарата по ∅1000 чистят лучше одного на ∅2000 при том же суммарном расходе.

Конструкция ЦН-15

Корпус ЦН-15 — цилиндр с коническим днищем; запылённый газ входит тангенциально через патрубок с наклоном крышки 15°, закручивается вдоль стенки и уходит вниз, а очищенный поток разворачивается и выходит вверх через выхлопную трубу диаметром 0,59D. Пыль сползает по конусу с углом 17–20° в бункер и выгружается через пылевой затвор.

Наклон входного патрубка 15° — то, чем ЦН-15 отличается от других циклонов семейства: у ЦН-11 он 11°, у ЦН-24 — 24°, и цифра в марке означает именно его. Чем больше угол, тем ниже сопротивление и тем грубее очистка; ЦН-15 стоит посередине и потому применяется чаще остальных.

Движущихся частей в ЦН-15 нет вовсе, поэтому изнашивается только то, по чему трётся пыль: стенка цилиндра в зоне входа и конус. На абразивных пылях под эти участки закладывают увеличенную толщину стенки, а условную скорость снижают с 3,5 до 2,5 м/с — справочник даёт для абразива отдельную рекомендацию.

Что стоит за цифрой сопротивления ЦН-15: коэффициент ζ = 165, плотность газа 1,2 кг/м³, условная скорость 3,5 м/с — вместе они дают 1 176 Па. Диаметр в формулу не входит, поэтому и ∅200, и ∅2 000 мм сопротивляются одинаково. На тягу это влияет прямо: цифру закладывают в напор вентилятора наравне с потерями в воздуховодах.

Условная скорость в корпусе ЦН-15 — 3,5 м/с, во входном патрубке — 16 м/с. Разница в 4,6 раза и есть рабочий принцип: поток разгоняется во входном патрубке, закручивается вдоль стенки, частица уходит к стенке центробежной силой, а очищенный газ — вверх по выхлопной трубе.

Вся информация на сайте носит справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.

Пропорции ЦН-15 заданы в долях диаметра корпуса D, поэтому по ним считается любой типоразмер ряда, а не только те, что стоят в габаритной таблице. Источник — справочник Лазарева В.А. «Циклоны и вихревые пылеуловители», 2006; страницы указаны в примечании под таблицей характеристик.

Исполнения ЦН-15: материал корпуса

Вся информация на сайте носит справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.

Запись в спецификации выглядит так: «ЦН-15 ∅900 Н» — марка, диаметр корпуса и буква исполнения. Цены в прайсе нет ни на одно из пяти исполнений ЦН-15: изделие изготавливается под заказ, и стоимость считается по спецификации — от толщины стенки и материала она меняется в разы. Базовое исполнение — углеродистая сталь; всё остальное, включая пищевую нержавеющую сталь и титан, делается по запросу. По справочнику материал ЦН-15 в заводском исполнении: углеродистая сталь при t окр. среды до -40 °C; ниже -40 °C — низколегированные стали.

Рабочая среда и ограничения ЦН-15

ЦН-15 рассчитан на сухие слабослипающиеся пыли. Влажный газ, конденсат на стенке и липкая пыль превращают аппарат в отложение: налипший слой сужает сечение, скорость растёт, а эффективность падает. Для таких сред берут мокрый пылеуловитель, а не циклон.

Материал корпуса в базовом исполнении — углеродистая сталь; справочник оговаривает, что при температуре окружающей среды ниже −40 °С применяют низколегированные стали. Для влажных и химически активных газов корпус делается из нержавеющей стали, для пищевых производств — из пищевой нержавеющей, для агрессивных сред — из титана.

Взрывоопасные пыли — зерновая, древесная, угольная, алюминиевая — требуют взрывозащищённого исполнения со своим рядом типоразмеров и своими скоростями: у взрывобезопасного ЦН-15 условная скорость 3,3 м/с и входная 19,9 м/с против 3,5 и 16,0 у обычного.

Пределы применения ЦН-15 по справочнику: температура газа до 400 °С, запылённость на входе до 1 000 г/м³, разрежение не более 5 кПа. Это границы, за которыми аппарат работает, но расчётной эффективности уже не даёт: горячий газ меняет плотность и скорость, а сверхнормативная запылённость забивает бункер быстрее, чем его успевают опорожнять.

Эффективность улавливания ЦН-15

Одной цифры «эффективность ЦН-15» не существует: она зависит от размера частиц, плотности материала, входной запылённости и скорости в корпусе. Ниже — 5 результатов испытаний со своими условиями; переносить их на свою пыль без пересчёта нельзя.

Вся информация на сайте носит справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.

Каждая строка — отдельный опыт с указанными условиями. По вашей пыли эффективность ЦН-15 считается по функции фракционной эффективности с параметрами d₅₀ и lg σ из того же справочника — такой расчёт инженер приложит к предложению.

Подбор ЦН-15 по расходу газа

Подбор ЦН-15 начинается не с каталога, а с двух цифр: сколько газа проходит через систему и какая пыль в нём летит. Расход задаёт диаметр корпуса, дисперсность пыли — можно ли вообще обойтись циклоном или нужна вторая ступень очистки.

Типоразмер ЦН-15 выбирают не по мощности и не по массе, а по расходу газа. Диаметр корпуса считается из условной скорости: L = 3 600 · Vц · 0,785 · D², откуда D = √(L / (2 827 · Vц)). Для ЦН-15 оптимальная условная скорость Vц = 3,5 м/с (обычные условия стр. 63).

Пример: нужно очистить 8 010 м³/ч. По формуле D = √(L / (2 827 · Vц)) получаем 0,9 м, то есть ∅900 мм — это ЦН-15-900 в таблице выше. Сопротивление такого аппарата — 1 176 Па, и его закладывают в напор вентилятора вместе с потерями в воздуховодах.

Если расчётный диаметр выходит больше ∅2 000 мм — верхнего типоразмера ряда ЦН-15, — ставят не один большой аппарат, а группу из нескольких меньших на общем коллекторе и общем бункере. Так поступают потому, что эффективность циклона падает с ростом диаметра: чем меньше корпус, тем сильнее центробежное поле.

Дисперсность пыли — второй ключ подбора. Диаметр разделения ЦН-15 d₅₀ = 4,5 мкм: частицы такого размера улавливаются наполовину, крупнее — почти полностью, мельче — хуже. Если в потоке преобладает фракция мельче 4,5 мкм, одним циклоном задача не решается: за ним ставят рукавный фильтр или мокрый пылеуловитель, а сам ЦН-15 работает первой ступенью и снимает основную массу.

Технические характеристики ЦН-15 по типоразмерам

Каждая позиция ряда ведёт к своей строке в таблице характеристик — плитка подсвечивает строку и прокручивает к ней:

Вся информация на сайте носит справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.

Источник характеристик ЦН-15 — справочник Лазарева В.А. «Циклоны и вихревые пылеуловители», 2006 (габаритные размеры — полная высота корпуса по пропорциям чертежа (4,56·D)). Площадь сечения и расход газа посчитаны по формулам оттуда же: Fц = 0,785·D², L = 3600·Vц·Fц, Fц = 0,785·D². Сопротивление — величина Δp при оптимальной условной скорости, условия: tг=120°C. Прочерк означает, что величина по этому типоразмеру в справочнике не приведена: придумывать её мы не будем.

Как купить ЦН-15: цена, срок изготовления, доставка и оплата

Купить ЦН-15 можно только по спецификации: готовой цены на складе у циклона не бывает. Стоимость складывается из диаметра корпуса, толщины стенки, материала и комплектации — бункер, пылевой затвор, раскручиватель и опорная конструкция считаются отдельными позициями. Назовите расход газа и тип пыли — расчёт с ценой пришлём в тот же день.

Срок изготовления ЦН-15 в базовом углеродистом исполнении — от 15 рабочих дней, в нержавеющем и титановом — от 25 рабочих дней. Отгрузка со склада в Уфе, доставка до терминала транспортной компании в городе за наш счёт, дальше — тарифом перевозчика, которого выбираете вы.

Оплата ЦН-15 — по договору поставки, безналичная, с НДС. Работаем по авансу 50 % с доплатой перед отгрузкой; для повторных заказчиков условия обсуждаются отдельно. Счёт выставляем в день согласования спецификации, отсрочку закрепляем приложением к договору.

Гарантия на ЦН-15 — 12 месяцев с даты отгрузки. В комплект поставки входят паспорт изделия с фактическими размерами и расчётными характеристиками, сертификат на металл и руководство по монтажу. Циклон — аппарат без движущихся частей, поэтому гарантийные случаи по нему связаны со швами и толщиной стенки, а не с износом механизмов.

Возврат и обмен ЦН-15 регулируются договором поставки. Изделие изготавливается по индивидуальной спецификации, поэтому возврату без причины оно не подлежит — это прямо оговаривается до счёта. Брак, несоответствие спецификации или повреждение при перевозке меняем или устраняем за свой счёт, срок рекламации — 20 рабочих дней с даты приёмки.

Поставщик ЦН-15

Поставку ЦН-15 ведёт ООО «Аквент», Уфа. Среди заказчиков: Уралхим, Северсталь, Газпром нефть, Русал, Роснефть, СИБУР, ЕвроХим, Акрон.

Соседние модели ЦН-15

• ЦН-11 — циклон нииогаз для тонкой очистки: ловит более мелкую фракцию — d₅₀ 3,65 мкм против 4,5 мкм; сопротивление выше: 1 350 Па против 1 176 Па; ряд ∅200–2 000 мм, расход 340–33 910 м³/ч.
• ЦН-15у — циклон нииогаз укороченный: грубее по фракции — d₅₀ 6 мкм против 4,5 мкм; сопротивление выше: 1 250 Па против 1 176 Па; ряд ∅200–2 000 мм, расход 400–39 560 м³/ч.
• ЦН-24 — циклон нииогаз с низким сопротивлением: грубее по фракции — d₅₀ 8,5 мкм против 4,5 мкм; сопротивление ниже: 972 Па против 1 176 Па; ряд ∅400–3 000 мм, расход 2 030–114 450 м³/ч.

Подробнее по теме в справочнике Аквента: ЦН-15 в справочнике, как работает циклон, расчёт циклона по расходу, подбор по типу пыли.