terehova_vupap

Установки пневмотранспорта применяются для загрузки бункеров и регулируемого выпуска материалов из них, перемещения материалов со складов в производственные цеха и между цехами, разгрузки и загрузки вагонов, судов и автомобилей. На предприятиях хранения и переработки зерна при помощи пневмотранспорта перемещаются зерно, продукты размола, отходы. Производительность пневмотранспортных установок – от нескольких кг/ч до сотен т/ч, дальность транспортирования может достигать нескольких километров. В системах пневмотранспорта применяют трубы диаметром 70–1200 мм. Давление воздуха или газа в установках высокого давления до 8000 Па, удельный расход энергии до 5 кВт·ч/т.

Перемещение сыпучих материалов в трубопроводе в смеси с воздухом осуществляется путём переноса твёрдых частиц материала во взвешенном состоянии обтекающим их потоком воздуха или насыщением материала воздухом, в результате чего материал приобретает текучесть.

Использование пневмотранспорта в настоящее время широко распространено, благодаря ряду преимуществ:

-перемещение материала по трассам любой сложности и высокой протяженности;

-экологичность данного вида транспорта;

-возможность организации транспорта из труднодоступных мест или в труднодоступные места;

-сопутствующие технологические преимущества (обогащение материала воздухом, сушка транспортирующего материала до 0,5% от общей массы, возможность совмещения с обеспыливанием);

-возможность существенного упрощения операций загрузки и разгрузки

сжелезнодорожного транспорта и водного транспорта;

-возможность полной автоматизации процессов (бесшумность, отсутствие движущихся частей).

Наряду с вышеперечисленными преимуществами использования пневмотранспорта, существуют некоторые существенные недостатки, которые препятствуют использованию данного вида транспорта:

-высокая взрывоопасность систем;

-повышенная энергоемкость процесса;

-недостаточно высокая надежность системы;

-быстрая изнашиваемость отдельных частей оборудования (материалопровод в точке перегиба и приемно-питающее устройство);

-повреждение перемещаемого материала;

-трудность перемещения материалов, обладающих различной дисперсно-

стью.

Эффективная и безопасная работа аспирационных и пневмотранспортных установок во многом определяется грамотно выполненным проектированием.

Данное учебное пособие включает в себя методики расчета вентиляционных и пневмотранспортных сетей, примеры расчетов, справочные материалы и методические указания к проведению лабораторных работ и решению задач.

4

1 ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ

1.1 Проектирование вентиляционных установок

1.1.1 Основные требования к проектированию вентиляционных сетей

Эффективная работа любой вентиляционной установки в решающей степени зависит от уровня проектирования данной сети.

Проектирование вентиляционной сети – это процесс, состоящий в ра-

циональном и целесообразном размещении оборудования в производственном здании с целью обеспечить наивысший эффект вентиляции. Эффективно работающей вентиляционной сетью будет считаться та, при проектировании которой выдержаны определенные требования.

Современная вентиляционная установка должна быть:

-высокоэффективной;

-эксплуатационно-надежной;

-экономичной;

-взрывобезопасной.

С точки зрения эффективности работы вентиляционной сети следует брать во внимание две позиции:

-вентиляционная сеть должна иметь высокую санитарно-гигиеническую эффективность;

-сеть должна иметь технологическую эффективность.

Высокую санитарно-гигиеническую эффективность вентиляционной се-

ти можно обеспечить, если в процессе проектирования выдерживать следующие рекомендации:

а) предусматривать аспирацию всего оборудования, в процессе работы которого выделяется пыль;

б) обеспечить максимальную герметичность всего оборудования; в) применить для очистки воздуха от пыли в сети пылеотделитель с высо-

ким коэффициентом пылеочистки.

Чтобы обеспечить высокую технологическую эффективность, следует обратить внимание на такие условия:

а) применять рекомендуемый в технической характеристике расход воздуха на аспирацию машины;

б) выбирать такие типы сетей, которые обеспечивают необходимый технологический климат в рабочем помещении (сети с рециркуляцией воздуха, с кондиционированием воздуха, с организованным подводом воздуха к аспирируемому оборудованию).

Сеть может быть экономичной, если в процессе проектирования придерживаться рекомендаций:

5

а) к сети следует подобрать пылеотделитель, имеющий по возможности наиболее высокий коэффициент пылеочистки и наименьшее аэродинамическое сопротивление;

б) подобрать к сети вентилятор с возможно более высоким КПД; в) проектировать трассу сети с минимальной длиной воздухопроводов и с

минимальным количеством местных сопротивлений; г) предусматривать в сети минимальное число различных типоразмеров

фасонных деталей; д) уравнивание потерь давления в тройниках следует вести по возможно-

сти уменьшением диаметра участка с меньшим сопротивлением; е) устанавливать вентилятор при длинной трассе сети не в конце, а в се-

редине трассы, что позволит уменьшить потери давления по главной магистрали и снизить затраты мощности на работу сети.

Требования эксплуатационной надежности возможно выполнить, если в процессе проектирования сети предусмотреть следующее:

а) количество точек отсоса воздуха в одной сети не должно превышать 10–12 штук (исключение могут составлять сети, проектируемые с аспирационным сборником в качестве предварительного пылеуловителя);

б) применять при проектировании трассы сети по возможности большее количество симметричных тройников;

в) на участках сети скорость воздуха должна соответствовать требованию

υ ³ υн.т. ,

где υн.т. − скорость надежно-транспортирующая, исключающая возмож-

ность осаждения пыли в воздухопроводе; г) машины с регулируемым режимом воздушного потока (воздушно-

ситовые сепараторы, камнеотделительные машины и т. д.) следует аспирировать как местные установки;

д) к сети следует стремиться подобрать пылеуловитель простой по конструкции и надежный в эксплуатации.

Требования взрывобезопасности:

а) компоновка сетей должна проводиться с соблюдением принципа создания условий взрывобезопасности;

б) объем воздуха, отсасываемого на аспирацию потенциально взрывоопасных машин, проверяется с использованием специальной формулы

А – количество пыли, которое образуется в процессе работы данной машины, кг/ч;

аmin – нижний предел взрывобезопасной концентрации пыли, кг/м3;

6

в) размеры аспирационного отверстия у аспирируемых машин должны быть приняты таким образом, чтобы предотвратить унос из машины перерабатываемого продукта и тяжелой пыли;

г) на всасывающих фильтрах, работающих в аспирационных сетях необходимо предусматривать установку взрыворазрядителей, состоящих из мембраны и взрыворазрядной трубы, вынесенной за пределы здания.

Кроме указанных четырех основных требований, проектируемые сети должны быть удобны в обслуживании, эстетичны, иметь допустимые уровни шума и вибрации при работе.

1.1.2 Компоновка вентиляционных сетей

К проектированию вентиляционной части проекта приступают после выполнения технологической части. Технологическая часть проекта, как правило, включает следующие этапы:

-разработка и согласование новой технологической схемы;

-расчет и подбор необходимого технологического, транспортного и вспомогательного оборудования;

-разработка схемы коммуникаций;

-расстановка оборудования на этажах производственного здания.

Перед началом проектирования выполняют чертежи цеха или предприятия в масштабе 1:50 с расстановкой всего технологического, транспортного и прочего оборудования. Эти чертежи являются основой проекта, поэтому нужно строго следить за совмещением проекций, причем планы и разрезы необходимо размещать на листах в соответствии с требованиями ГОСТ 2.305-68.

Разработку вентиляционной части проекта начинают с определения оборудования, подлежащего аспирации. Перечень аспирируемого оборудования записывают в специальную таблицу, где указывают наименование, число единиц оборудования, этаж, на котором располагается оборудование, объем воздуха на аспирацию машин. После составления таблицы оборудования, подлежащего аспирации, можно приступить к компоновке вентиляционных сетей.

Компоновка вентиляционных сетей – это процесс объединения обору-

дования, подлежащего аспирации, в отдельные централизованные сети. Вентиляционные сети компонуют двух типов: местные и центральные.

Местная вентиляционная сеть – это сеть, в которой вентилятор отсасывает воздух от одной машины (рисунок 1.1). Местные сети, как правило, предусматривают для машин, в которых воздух выполняет не только сани- тарно-гигиенические, но и технологические задачи (воздушные сепараторы, воздушно-ситовые сепараторы, камнеотделительные машины, концентраторы, ситовеечные машины, пневмосортировальные столы и некоторые другие машины).

7

Фильтр-циклон Камнеотборник Вентилятор

Р3-БКТ

Рисунок 1.1 – Схема местной аспирационной установки

Центральная вентиляционная сеть – это сеть, в которой вентилятор от-

сасывает воздух от целого ряда машин (рисунок 1.2).

Фильтр-циклон Вентилятор

Рисунок 1.2 – Схема центральной аспирационной установки для улавливания ценной мелкодисперсной мучной пыли

Объединение оборудования в центральные вентиляционные сети проводят, выдерживая шесть основных принципов компоновки:

а) пространственный принцип − принцип наибольшей геометрической простоты и наименьшей протяженности сетей.

Данный принцип рассматривают с двух позиций:

1)в одну сеть следует объединять близко расположенное оборудование;

2)объединение следует вести в вертикальном направлении (объединять в одну сеть машины, размещенные на разных этажах);

8

б) технологический принцип – объединение оборудования в отдельные сети, при работе которого выделяется однородная по качеству пыль. Этот принцип учитывают в тех случаях, когда недопустимо смешивание разных по качеству видов пыли (подготовительные отделения мельницы, крупозаводы, комбикормовые заводы);

в) температурный принцип, состоящий в том, что в одну сеть объединяют оборудование, в рабочем пространстве которого воздух имеет примерно одинаковую температуру;

г) принцип эксплуатационной надежности, предполагающий выполнение двух основных требований:

1)общее количество точек отсоса в сети по возможности не должно превышать 12 штук;

2)машины с регулируемым режимом воздушного потока (воздушноситовые сепараторы, камнеотделительные машины и т. д.) следует аспирировать как местные установки;

д) принцип взрывобезопасности – нельзя объединять в одну аспирационную сеть потенциально взрывоопасное оборудование (нории, дробилки и т. д.)

иоборудование бункерного или силосного типа.

е) принцип одновременности работы – когда в отдельные сети объединяется одновременно работающее оборудование. Принцип одновременности работы характеризуется коэффициентом использования Ки.

Под коэффициентом использования понимается отношение минимально возможного объема воздуха в сети к общему объему воздуха, перемещаемого вентилятором, т. е. :

Коэффициент использования Ки должен быть равен 1. Лишь в виде исключения для элеваторных сетей допускается Ки ≥ 0,5.

Данный принцип имеет наибольшее значение при проектировании аспирационных сетей элеваторов.

После проведения компоновки аспирируемого оборудования, на каждую вентиляционную сеть составляется компоновочная таблица, в которой приводятся следующие сведения:

-наименование и марка аспирируемых в данной сети машин;

-количество однотипного оборудования;

-место расположения аспирируемых в сети машин;

-объемы воздуха на аспирацию машин и потери давления в аспирируемых машинах;

-задачи аспирации оборудования.

Для создания разряжения в аспирируемом оборудовании из каждой машины отсасывается строго определенный объем воздуха. Объемы воздуха на аспирацию машин определяются расчетным путем и сведены в специальные таблицы (Приложение Л).

9

Исходя из компоновочной таблицы, определяется объем воздуха отсасываемого от аспирируемых машин Qсп , м3/ч

где 1,05 – это нормативный коэффициент, учитывающий объем воздуха, подсасываемого по длине воздухопроводов на линии всасывания.

Форма компоновочной таблицы приведена в приложении Т.

1.1.3 Расчет кратности воздухообмена и выбор типа сетей

При работе одной или нескольких вентиляционных сетей в производственном помещении возможно возникновение разряжения в здании, если отработанный воздух выбрасывается в атмосферу. При работе предприятия в зимний период года вакуум в помещении приводит к возникновению сквозняков и непроизводительным затратам на отопление.

О величине возникающего в здании разряжения можно судить по кратности воздухообмена.

Кратность воздухообмена – это число, показывающее сколько раз в течение одного часа в помещении меняется объем воздуха.

Кратность воздухообмена в цехе i, 1/ч, можно получить по выражению

где åQ – общий расход воздуха от всего аспирируемого оборудования,

м3/ч;

Vп – внутренний объем всех рабочих помещений цеха, м3.

Если расчетная кратность воздухообмена получается равной или меньше допустимой (iдоп = 1÷1,5 обмена в час), то проектируют один тип аспирацион-

ных сетей – с выбросом воздуха в атмосферу.

Если i > iдоп , то кроме сетей с выбросом воздуха в атмосферу необходимо

проектировать сети другого типа:

а) сеть с организованным подводом или замкнутым циклом воздуха (элеваторы, подготовительные отделения мельниц);

б) сеть с рециркуляцией или с кондиционированием воздуха (размольные отделения мельниц, шелушильные отделения крупозаводов).

В этом случае рассчитывается количество воздуха Qвыб, м3/ч, которое выбрасывается в атмосферу

10