1.Общие сведения о вентиляционных установках и требования к ним.

Вентиляторы широко применяются во всех отраслях народного хозяйства. При их эксплуатации, по некоторым сведениям, в общем, потребляется до 8% вырабатываемой электроэнергии. Поэтому повышение их экономичности имеет важное народнохозяйственное значение. Это может быть достигнуто повышением аэродинамического КПД самих вентиляторов и. главное, повышением эксплутационного КПД обусловленного взаимодействием вентилятора, его привода с вентиляционной сетью.

Вентиляционная установка (ВУ) представляет собой совокупность совместно действующей системы, включающей вентилятор, его привод, вентиляционную есть, состоящую из воздухоприемных устройств, воздухопроводов. фильтров, циклонов и т. д.

Наиболее широко вентиляционные установки используются для вентиляции, аспирации, пневматической уборки, воздушного отопления помещений, для тяги и дутья в котельных установках и печах (тягодутьевые ВУ), для проветривания рудников и шахт (рудничные ВУ), а также для обслуживания множества технологических процессов.

Во всех указанных случаях принципы расчета, монтажа, наладки и эксплуатации ВУ остаются в общем одинаковыми.

Еще в 1835 году русский инженер А. А. Саблуков (1783-1857) сконструировал центробежный вентилятор, близкий к современным, и с успехом применял его для проветривания рудника на Алтае.

В настоящее время выпускаются различные типы вентиляторов с высокими аэродинамическими показателями. В аспирационных системах зерпоперерабатывающих предприятий главным образом применяются центробежные вентиляторы низкого, среднего и высокого давления, а также осевые вентиляторы.

Технология промышленного производства муки. крупы и комбикормов включает хранение, транспортирование, очистку, измельчение, дозирование и смешивание многочисленных продуктов с различными физико-механическими свойствами.

Практически все виды сырья и продукты его переработки интенсивно пылят.

Одним из способов предотвращения или снижения выделения пыли из оборудования, силосов и бункеров является создание в них разрежения (вакуума) при помощи аспирационных установок (от лат. аsрiгаtiо- всасывание, вдыхание).

Наряду с улучшением санитарно-гигиенических условий труда в производственных помещениях ВУ позволяют повысить технологическую эффективность и обеспечить долговечную работу оборудования и аппаратуры.

ВУ широко применяют на зерноперерабатывающих предприятиях. О размерах их использования можно судить по следующим данным: удельная энергоемкость ВУ (привод вентиляторов, фильтров, шлюзовых затворов) составляет 12-14% от общей энергоемкости завода, а объемы воздуха, перемещаемого вентиляторами, - до 5 м³ воздуха на 1 кг продукции.

Проектирование и расчет ВУ мукомольных, крупяных и комбикормовых заводов выполняется в соответствии с «Указаниями по проектированию аспирации мельниц, комбикормовых и кукурузообрабатывающих заводов (М. ЦНИИпромзернопроект, 1971 г.), в основу которых положены результаты исследований, выполненных применительно к мукомольным заводам и элеваторам.

Исследования аспирации на указанных предприятиях свидетельствуют о сложной зависимости запыленности воздуха производственных помещений от качества изготовления и технического состояния оборудования и воздухопроводов, уровня герметизации всего транспортного и технологического оборудования, самотечных трубопроводов и силосов, объемных и планировочных решений по расположению оборудования, физико-механических свойств перерабатываемых продуктов, надежности и стабильности работы ВУ.

Проектируемые ВУ должны удовлетворять следующим общим требованиям: быть высокоэффективными, взрыво и пожаро безопасными, экономичными, эксплуатационно-надежными и соответствовать правилам техиики безопасности и охраны труда.

Требования санитарно-гигненической и технологической эффективности состоят в том, что ВУ должны защищать окружающую среду от загрязнений, обеспечивать в рабочих помещениях нормальные санитарно-гигиенические условия труда. Это означает, что запыленность воздуха может быть не выше предельно допустимых концентраций (ПДК) по ГОСТ 12.1.005-88 (зерновой пыли не более 4 мг/м³, мучной пыли не более 6 мг/м³), обеспечивать эффективную очистку воздуха от пыли при выбросе его в атмосферу с запыленностью: на зерновой пыли не более 60...80 мг/м³, на мучной пыли не более 100 мг/м³.

Для этого необходимо предусмотреть аспирацию как технологического и транспортного оборудования, так и вспомогательного (бункера и самотечные трубы); применять высокоэффективные пылеотделители, обеспечивающие концентрацию пыли в воздухе 30% от ПДК, т. е. на территории элеваторов не более 1,2 мг/м³, на территории мукомольного завода не более 1,8 мг/м³, в жилых зонах не более 0,5 мг/м³.

Для уменьшения выброса пыли в атмосферу скорость воздуха (Vв) при входе в конфузоры (пылеприемники) аспирируемого оборудования умень- шают: на зерновой пыли - до 2 м/с. мучной - до 0,8 м/с, комбикормовой - до 0,5 м/с; применяют фильтры вместо циклонов или двухступенчатую очистку воздуха (циклон - фильтр).

Проектируемые вентиляционные сети должны обеспечивать нормальный воздухообмен в цехах (кратность обмена - 1...1,5) и не допускать повышенного разрежения (вакуума) в помещении (не более 50 Па).

Для выполнения требования технологической эффективности ВУ при проектировании необходимо;

- принимать оптимальные расходы воздуха на аспирацию оборудования;

- проектировать типы вентиляционных сотен с учетом технологических требований, предъявляемых к параметрам воздуха в цехах. Так, например, в размольных отделениях сортовых мукомольных заводов наиболее благоприятны для технологического процесса условия:

t = +16…23 ^оС, φ = 60...70% и V_в не более 0.5 м/с. Эти технологические параметры воздуха совпадают с санитарно-гигиенитескими требованиями и могут быть осуществлены посредством проектирования ВУ с кондиционированием воздуха.

Проектируемые ВУ должны быть взрывобезопасны, пожаробезопасны и соответствовать требованиям техники безопасности и охраны труда. Требования взрывобезопасности ВУ могут быть выполнены посредством проверочных расчетов норм расхода воздуха на аспирацию технологического, оборудования из условия взрывобезопасности и соблюдения рекомендаций по предупреждению пылевых взрывов.

Требования эксплуатационной надежности и экономичности ВУ могут быть выполнены, если при проектировании соблюсти следующие условия:

- машины с регулируемым режимом воздушного потока (сепараторы, ситовеечные машины) выделять в самостоятельные аспирационные системы;

- принимать надежно транспортирующие скорости в воздухопроводах (не менее 12 м/с);

- проектировать в одну сеть не более десяти точек аспирации;

- избегать при компоновке сетей объединения в одну сеть оборудования с теплым и холодным воздухом и не проводить воздухопроводы через холодные помещения во избежание конденсации водяных паров внутри воздухопроводов (проверку выполняют по I-d диаграмме);

- избегать малых диаметров воздухопровода (меньше 100 мм) и длинных горизонтальных участков, т. к. они опасны с точки зрения осаждения пыли и конденсации водяных паров;

- в вентиляционных сетях нагнетательного типа следует применять пылевые вентиляторы, т. к. вентиляторы общего назначения быстро изнашиваются, засоряются, а КПД их снижается;

- обеспечивать при проектировании и расчете сети для надежной работы фильтров продувку ткани атмосферным воздухом и разрежение в фильтрах не менее 700 Па, определяя его по формуле:

Н_{вак. ф} = 363 + 2,6 Q_уд

где Q_уд - удельная нагрузка на ткань, м³/ч м² , (Q_уд = 90…120 м³/ч м²)

- предусматривать в системах контрольно-измерительные приборы слежения за состоянием ВУ.

Требования экономичности состоят в том, что ВУ должны иметь минимальную начальную стоимость, наименьший расход энергии и наименьшие эксплуатационные расходы. Для выполнения этого при проектировании необходимо:

- применять более дешевые и экономичные в эксплуатации пылеотделители с максимальным КПД, с меньшим сопротивлением и габаритами;

-стремиться к наименьшей длине трасс воздухопроводов, что дает экономию металла и энергии;

- избегать необоснованно завышенных скоростей воздуха на участках главной магистрали сети (свыше 15 м/с);

- потери давления на параллельных участках сетей в тройниках выравнивать увеличением скоростей и уменьшением диаметров воздухопроводов на боковых участках. Это экономит металл и затраты на установку диафрагм;

- при проектировании трассы воздухопроводов вентилятор устанавливать не в конце трассы, а в середине, чтобы иметь параллельные участки и экономить энергию в результате уменьшения длины главной магистрали; вентиляторы устанавливать ближе к машинам, имеющим наибольшие потери давления;

- при окончательном выборе вентилятора принимать вентиляторы, имеющие максимальный КПД.