|
Лекция 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 зерноперерабатывающих 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,  = 60...70% и Vв 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:
Нвак. ф = 363 + 2,6 Qуд
где
Qуд - удельная нагрузка на ткань, м3/ч м2 , (Qуд = 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.
|
