Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПГС(1).doc
Скачиваний:
275
Добавлен:
17.03.2016
Размер:
821.25 Кб
Скачать

Общие потери давления на участке, Па, составляют

Определив общие потери давления по всем участка магистрального направления (на схеме рис. 2.9 таких участков 7), их суммируют.

Заметим, что величина и максимальный расход воздуха являются исходными данными для подбора вентилятора.

Далее приступают к расчету ответвлений, который сводится к увязке общих потерь давления в узловых точках. Диаметр каждого ответвления выбирается таким, чтобы потери давления от точки разветвления в нем были равны потерям от этой же точки до начала расчетной магистрали. Например, для схемы на рис. 2.9 общие потери на участке 8 должны быть равны общим потерям на участке 1

на участке 9 - сумме общих потерь на участках I и 2

а на участке 10 - сумме общих потерь на участках I, 2 и 3

Относительная неувязка потерь в узловых точках не должна превышать 10%.

В целях упрощения расчета увязки потерь в ответвлениях допускается принимать ближайший стандартный поперечный размер воздуховода и тогда недостающую потерю давления погашают искусственно созданием местного сопротивления путем установки диафрагмы.

2.9. Фильтры и пылеуловители

Для очистки вентиляционного воздуха от пыли применяются пылеочистные устройства, которые в зависимости от назначения подразделяются на два типа: воздушные фильтры - для очистки приточного (наружного и рециркуляционного) воздуха и пылеуловители - для очистки воздуха, удаляемого в атмосферу.

Для правильного выбора пылеочистного устройства необходимо знать основные физико-химические свойства пыли, влияющие на эффективность ее улавливания. Это дисперсность (содержание частиц разных размеров), плотность, слипаемость и смачиваемость.

По дисперсности пыль подразделяют на 5 групп:

I - очень крупнодисперсная пыль с медианным размером частиц σ50>150 мкм (σ50 определяется из условия, что количество частиц крупнее или мельче, чем σ50, в пыли содержится 50%);

II - крупнодисперсная с 40< σ50<150 мкм (например, кормовые дрожжи, моющие синтетические средства);

III - среднедисперсная с 1050<40 мкм (например, белково-витаминные концентраты);

IV - мелкодисперсная с 1<σ50<10 мкм (например, сахарная пудра, крахмал, порошок какао);

V - очень мелкодисперсная пыль с σ50<I мкм.

Рис. 10. Циклоны: слева – БЦ, справа – ВЦНИИОТ.

1 – входной патрубок, 2 – выходная труба, 3 – бункер, 4 – внутренний конус

Работа пылеочистных устройств характеризуется следующими показателями:

- эффективность очистки или коэффициент очистки ηп - отношение массы уловленной пыли My к массе пыли М, поступившей на очистку, %.

или

- производительность по воздуху: расход воздуха, поступающего на очистку, м3/ч; в фильтрах - воздушная нагрузка: расход воздуха, приходящийся на I м2 фильтрующей поверхности, м3/(ч·м3);

- аэродинамическое сопротивление устройства, Па.

По принципу действия пылеочистные устройства подразделяются на:

Рис. 2.11. Рукавный фильтр Г4-1БФМ (секция)

1 – вход запыленного воздуха, 2 – герметичный корпус, 3 – тканевые рукава, 4 – выход очищенного воздуха, 5 – коробка с механизмом встряхивания, 6 – электропривод, 7 – люк, 8 – сборник пыли, 9 – шлюзовой затвор с электроприводом.

- гравитационные (пылеосадочные камеры), в которых пыль осаждается под действием силы тяжести; требуют больших размеров, имеют низкий коэффициент очистки, поэтому распространения в пищевых производствах не получили;

- инерционные (циклонные, ротационные, жалюзийные, ударные), в которых выделение пыли из воздушного потока происходит под действием центробежных сил, возникающих вследствие поворота потока; наибольшее распространение получили циклоны (рис. 2.10);

-фильтрационные (сетчатые, тканевые, пенные и др.) – в них пыль задерживается материалом фильтра, а воздух проходит сквозь поры; наиболее распространены тканевые рукавные фильтры (рис. 2.11);

-

Рис. 2.12. Принципиальная схема элемента электрофильтра.

1 – запыленный поток (дымовые газы), 2 – очищенный поток, 3 – коронарный электрод, 4 – осадительный электрод

Рис. 2.13. Схема адсорбера.

1 – загрязненный поток, 2 – сетка, 3 – адсорбент (активированный уголь, силикагель, окись алюминия), 4 – очищенный поток

электрические, в которых пылевые частицы воздушного потока, проходя зону с высоким напряжением (до 13 кВ), приобретают электрический заряд и осаждаются на электроде в осадительной зоне (рис. 2.12).

Кроме этого пылеочистительные устройства делятся на сухие и мокрые. Мокрые используются для очистки смачиваемых пылей.

Рассмотрим циклоны и рукавные фильтры, которые нашли широкое применение на пищевых предприятиях.

В циклоне (рис. 2.10) запыленный воздух поступает в верхнюю часть аппарата по касательной, совершает винтовое движение вниз и выходит по центральной трубе вверх. Вследствие вращения потока частицы пыли центробежной силой отбрасываются к наружной стенке циклона, теряют инерционную силу и опускаются в бункер. Для нормальной работы циклона пылесборный бункер должен быть герметичен и не допускать подсосов.

Существует много конструкций циклонов. Наиболее известны циклоны

НИИОГаз серии ЦН: ЦН-11, ЦН-15 и др. Цифры означают угол наклона входного патрубка. Циклоны выпускаются различных диаметров: ЦН-11-250, 315, 400, 500, 630, 800 мм; ЦН-15-400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800 мм. Следует иметь в виду, что эффективность очистки циклона повышается с уменьшением диаметра. Поэтому предпочтение отдают циклонам небольшого диаметра, компонуя их в батареи. Батарейные циклоны обозначают БЦ, а при наличии шлюзового затвора – БЦШ.

В пищевой и зерноперерабатывающей промышленности применяются циклоны ОТИ (Одесского технологического института), УЦ, УЦМ (последней конструкции МТИППа), ВЦНИИОТ с обратным конусом. Конструктивное отличие циклонов УЦ и УЦМ от циклонов ЦН состоит в основном в спиральном закручивающимся аппарате (в УЦ - плоская улитка, а в УЦМ - улитка винтовой формы), а также в соотношении геометрических размеров. Эти циклоны нашли применение на крахмало-паточных и масложировых предприятиях. Циклон ВЦНИИОТ с обратным конусом (рис. 2.10) имеет цилиндрический и расширяющийся к низу конический корпус и установленный на дне опрокинутый конус (внутренний корпус), уменьшающий подсос воздуха в циклон. Выгрузка оседающей пыли производит­ся через кольцевую щель в днище в герметичный бункер, установленный под циклоном. Эти циклоны используются, когда невозможно добиться герметизации пылесборного бункера или когда улавливаемая пыль имеет склонность к нарастанию.

Основные геометрические и эксплуатационные характеристики рассмотренных циклонов приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Тип

Размеры в долях от Д

Угол наклона патрубка, град

Размер входного патруб-ка, м

Скорость входа воз-духа, м/с

Коэф-т сопротивления

Д

Д1

d

Н

Нц

Нб

hт

БЦ, БЦШ

1

-

0,6

4,18

2,18

2

1,6

11

0,58×0,2

15-18

5

ОТИ

1

-

0,55

3,1

0,6

2,5

0,7

8

0,5×0,025

10-14

12 Дх

УЦ

1

-

0,32

3,1

0,8

2,3

0,5

0

0,25×0,25

10-12

20 Дх

УЦМ

1

-

0,38

3,1

0,8

2,3

0,5

0

0,25×0,25

10-12

14 Дх

ВЦНИИОТ

1

1,65

0,5

5,2

2,0

3,0

1,5

15

0,5×0,5

14-16

5,2

Примечание: размер Дх принимается в м.

Эффективность очистки циклонов зависит от дисперсного состава пыли. Пыль крупнее 10 мкм улавливается с коэффициентом очистки 90%.

При подборе циклонов вначале определяют допустимую концентрацию пыли в удаляемом после очистки в атмосферу воздухе и требуемую эффективность очистки воздуха, затем выбирают тип аппарата, устанавливают его диаметр, определяют потери давления, Па

где V – скорость воздуха во входном патрубке, м/с,

ρ – плотность воздуха, принимаемая равной 1,2 кг/м3/

Тканевые рукавные фильтры применяются для средней и тонкой очистки воздуха от пыли III, IV, V групп.

В настоящее время для пищевых предприятий выпускаются рукавные фильтры ГЧ-БФМ, предназначенные для аспирационных систем мельниц и крупозаводов, и тканевые пылеуловители кассетного типа А1-БПШ и А1-БПУ небольшой производительности, предназначенные для аспирации участков пылящих продуктов в тару (А1-БПШ) и растаривания мешков (А1-БПУ). Изготовитель - Щебекинский машиностроительный завод.

Техническая характеристика тканевых фильтров дана в таблице 2.5.

Таблица 2.5

Марка

производ. тыс. м3

уд.возд. нагруз. м3/(ч·м2)

предел запыл, г/м3

пов-сть фильтр., м2

кол-во секций

размер рукавов диам/длин, мм

аэродин. сопрот., кПа

ГЧ-1БМФ

2,7-10,8

90-120

15

30, 45,

60, 90

2, 3, 4, 6

135/2090

1,3

А1-БШП

1,1

-

15

-

-

-

1-1,3

А1-БПУ

2,5

-

15

-

-

-

1-1,3

На рис. 2.11 показан рукавный фильтр Г4-1БФМ. Запылённый воздух поступает через патрубок 1 в бункер, который представляет собой пылеосадочную камеру. Под действием разрежения, создаваемого вентилятором в герметичном корпусе 2 запыленный воздух проходит через тканевые рукава 3 диаметром 135 мм, длиной 2090 мм (в каждой секции 18 рукавов). Очищенный воздух выходит из фильтра через патрубок 4. Осевшую на внутренней поверхности пыль удаляют поочередно по секциям встряхиванием рукавов с помощью кулачкового механизма с одновременной продувкой рукавов в обратном направлении. Обратная продувка осуществляется воздухом из помещения фильтр-камеры автоматическим переключением клапанов в коробке 5, встряхивающий механизм приводится в движение электродвигателем 6. Продолжительность встряхивания 12-15 сек, интервал между циклами встряхивания 3-4 мин. Расход воздуха за один цикл обратной продувки составляет 90-110 м3/(ч·м2).

Э

Рис. 2.14. Принципиальная

схема абсорбера

1 – загрязненный поток, 2 – сетка, 3 – орошаемая насадка (кольца Рашига, керамические, фарфоровые и т.п.), 4 – подача абсорбента (растворы солей), 5 – очищенный поток газа,6 – загрязненные растворы, 7 – гидрозатвор

ффективность очистки рукавных фильтров заводского изготовления при нормальной эксплуатации оценивается по остаточной запыленности, которая составляет 20-50 мг/м3 при начальной (поступающей в фильтр) 5-15 г/м3. Нетрудно подсчитать, что даже при меньшей начальной запыленности очищаемого воздуха и наибольшей остаточной получим эффективность очистки (5·103-50)100/5·103=99%.

При высокой начальной запыленности и при наличии крупных фракций в составе пыли обычно применяют двухступенчатую схему очистки. На 1-й ступени очистки ставят циклон, очищающий грубую пыль, на 2-й ступени – тканевые фильтры.

По данным ЦНИИ промзернопроекта, а также на основании опыта эксплуатации рекомендуется применять одноступенчатую очистку воздуха от пыли:

- зерновой - в циклонах,

- мучной, крахмальной и табачной - в тканевых рукавных фильтрах (на складах БХМ).

Одноступенчатая очистка имеет ряд технических и эксплуатационных преимуществ: упрощается компоновка сети и ее обслуживание, сокращается производственная площадь под очистные установки, снижается энергоемкость.

И

Рис. 2.15. Схема скруббера Вентури

I – труба Вентури, II – циклон-пы-леуловитель, 1 – конфузор (сужающаяся часть α1 – 25-280), 2 – горловина (скорость 30-200 м/с), 3 – диффузор ( α2 - 6-700), 4 – сопла, 5 – кольцевой коллектор,

6 – улитка (раскручиватель потока),

7 – гидрозатвор

з пылеуловителей мокрого типа в вентиляционной технике наибольшее распространение получили пылеуловители двух видов: с внутренней циркуляцией воды – пылеуловители вентиляционные мокрые (ЦВМ), проточные пылеуловители с подводом воды извне из системы водоснабжения и сбросом подведенной воды в систему шламоудаления, пылеуловители Вентури низкого давления (рис. 2.15); циклоны с водяной пленкой ЦВП (центробежные скрубберы), циклоны-промыватели СИОТ. Мокрые пылеуловители обладают более высокой эффективностью очистки, чем сухие циклоны (90-95%; при очистке мелкодисперсной пыли), имеют различный расход воды (0,2-0,6 л/м3).

Для очистки воздуха от газообразных вредных загрязнений применяются специальные установки оросительного, абсорбционного, барботажного типа, в которых улавливание вредных веществ осуществляется использованием химических (нейтрализация), физических (растворение) или физико-химических процессов (сорбция) (рис. 2.13, 2.14).

Для очистки вентиляционного воздуха от органических газообразных примесей применяются адсорбционные установки с активированным углем в качестве сорбента. Регенерация (десорбция) угля осуществляется острым паром или каталитическим дожиганием.

Известны также ионнообменные способы очистки газов, в которых осуществляется избирательное поглощение одного или нескольких вредных компонентов. Примеры: сорбция аммиака производится катионитом КУ-2, диоксида серы из воздуха - ионитами ЭДЭ-10П, АН-2Ф, АВ-17П, МВП-10 и др.

При высоких концентрациях органических загрязняющих воздух веществ рекомендуется использовать этот воздух в качестве дутьевого в топках печей для утилизации теплоты.

Задания. Вопросы

Ответы

  1. В чем заключаются гигиенические и технологические задачи вентиляции?

  2. Какие основные источники загрязнения воздуха встречаются в производственных помещениях?

  3. Как нормируются параметры воздуха в рабочей зоне производственных помещений?

  4. В чем заключаются основные принципы вентилирования?

  5. По каким зависимостям производятся расчеты расхода вентиляционного воздуха?

  6. Что такое кратность воздухообмена и по какому расходу воздуха она определяется?

  7. Как устроены центробежные вентиляторы?

  8. Как изменяются расход воздуха, развиваемое давление и потребляемая мощность вентилятора при изменении частоты вращения рабочего колеса?

  9. Как выполняется расчет и подбор воздухонагревателей?

  10. Как производится аэродинамический расчет вентиляционной сети?

  11. Какие фильтры и пылеуловители применяются на предприятиях пищевых производств?

Задания. Тесты

Ответы

1. Местная вытяжная вентиляция осуществляет:

а) повышение эффективности работы приточной вентиляции;

б) снижение эффективности работы приточной вентиляции;

в) удаление вредных примесей из очагов их образования;

г) снижение теплопотерь в производственных помещениях.

2. Расход воздуха, удаляемого местными насосами, определяется по:

а) избыточной явной теплоте;

б) избыточной полной теплоте;

в) Нормам отсоса, указанным в паспортах технологического оборудования;

г) по нормативам ГОСТ 12.1.005-88.

3. Кратность воздухообмена помещения определяется по:

а) теплоизбыткам и работе аэрации;

б) общему расходу воздуха, удаляемого местными отсосами;

в) нормируемым ПДК в рабочей зоне;

г) общему расходу воздуха и объему помещения.

4. Наибольший шум создают вентиляторы, в которых лопатки рабочего колеса:

а) загнуты вперед; б) загнуты назад;

в) радиальные; г) осевые.

5. Номер вентилятора определяется по размеру рабочего колеса (в дм):

а) внутреннего диаметра; б) ширины колеса;

в) наружного диаметра;

г) среднего значения наружного и внутреннего диаметров.

6. Потребляемая мощность на валу вентилятора приточной установки возрастает при:

а) увеличении КПД вентилятора;

б) снижении КПД вентилятора;

в) повышении теплоотдачи воздухонагревателей;

г) понижении теплоотдачи воздухонагревателей.

7. Для очистки вентиляционного воздуха от органических газообразных вредных примесей применяют:

а) электрофильтры; б) тканевые фильтры;

в) циклоны; г) адсорберы.

8. Аэрация зданий осуществляется через проемы, расположенные:

а) только вверху; б) только внизу;

в) вверху – внизу; г) в торцевых стенах.

9. Душирование рабочих мест приточным воздухом осуществляется в помещениях:

а) с незначительными теплоизбытками;

б) со значительными теплоизбытками;

в) при пылевыделениях; г) при работе местных отсосов.

10. В помещениях с пылевыделениями подачу приточного воздуха осуществляют:

а) в верхнюю зону с большими скоростями выпуска воздуха;

б) в верхнюю зону с малыми скоростями выпуска воздуха;

в) в рабочую зону; г) в верхнюю и рабочую зону.