Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности
Подождите немного. Документ загружается.
оборудование часто приходится размещать на ограниченных площадях. Важным является требование, чтобы при работе побудителя тяги шум и
вибрация не превышали допустимого предела.
Применяемое в настоящее время в качестве побудителей оборудование не соответствует этим требованиям. Оно неэкономично (КПД вакуум-насосов не
превышает 20%), требует подвода воды, плохо соответствует режиму работы ЦПУ, сложно в изготовлении и эксплуатации, имеет высокую стоимость.
Рис 24 3 Двухступенчатый вентилятор высокого давления 2-ЭЦВК 7-10 № 7 и №8: а — общий вид: 1,3 — соответственно I и II ступени вентилятора- 2
— электродвигатель; 4 — воздуховоды; б — характеристика вентилятора 2ЭЦВК7-10 при n=2940 об./мин (сплошные линии относятся к вентилятору №
8, штриховые — к вентилятору № 7).
Наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к побудителям тяги ЦПУ, двухступенчатый вентиляторный агрегат 2ЭЦВК-7-10, разработанный
лабораторией вентиляции отделения охраны тру-да'цНИИ МПС (рис. 24.3, а) [84]. На режимах ЦПУ коэффициент полезного действия агрегата
составляет 55%. Отсутствие водного хозяйства позволяет устанавливать вентиляционное оборудование в неотапливаемых помещениях. Значительно по
сравнению с водоколь-цевыми и пластинчато-ротационными вакуум-насосами упрощается эксплуатация побудителя тяги и всей установки ЦПУ в
целом.
Характеристики вентиляторов
2ЭЦВК-7-10 № 7 и № 8 приведены на рис. 24.3, б. При частоте вращения рабочих колес 2940 об./мин вентилятор 2ЭЦВК-
7-10 № 7 создает разрежение 18 кПа при производительности по воздуху до 1200
М
3/ч. Потребляемая мощность электродвигателя вентилятора — 14
кВт. При такой же частоте вращения вентилятор 2ЭЦВК-7-10 № 8 создает разрежение 19 кПа при производительности по воздуху 2400 м
3
/ч.
Потребляемая мощность — 25 кВт.
Сравнительные технические данные побудителей тяги, применяемых в системах ЦПУ, приведены в табл. 24.2 [84]. Из таблицы видны значительные
преимущества вентиляторов 2ЭЦВК-7-10 как побудителей тяги ЦПУ.
Таблица 24.2
Технические данные побудителей тяги
Мощность, кВт
Производительность, м7ч Побудитель тяги Напор, Па КПД п, об ./мин
Потребляемая Установочная
РВН-25 3300 0,5 585 33 50
ВБН-25 4000 0,4 585 48 54
ТГ42-1,2 2750 0,3 2950 32 51
До 1200
2ЭЦВК-7-10 № 7 1800 0,55 2940 11,5 4
РВН-50 4500 0,5 485 65 100
ВВН-50 4300 0,4 585 94 100
ТГ42-1.2 2900 0,36 2950 43 55
ТВ 42-1,4 3600 - 2950 46 55
До 1800
2ЭЦВК-7-10 № 8 2300 0,54 2940 19,5 28
РВН-50 3000 - 485 65 100
РВН-75 4500 0,5 485 95 140
ВВН-50 2700 0,35 585 94 100
ТВ 42-1,4 3700 - 2950 43 55
ТВ50-1.6 3600 0,42 2950 71 100
До 2400
2ЭЦВК-7-10 № 8 1900 0,5 2940 25 28
Вентилятор 2ЭЦВК-7-10 может быть выполнен в условиях механических цехов или мастерских большинства предприятий пищевой промышленности.
Для систем ЦПУ табачных фабрик вентиляторы 2ЭЦВК-7-10 были изготовлены механическими цехами Ярославской табачной фабрики и Краснодарского
табачного комбината.
Пылеотделители. Как показывают производственные исследования систем ЦПУ, работающих на предприятиях пищевой промышленности, концентрация
пыли в магистральных трубопроводах этих
систем достигает 5-10 г/м
3
. Выбросы систем ЦПУ подлежат обязательной очистке в соответствии с
санитарно-гигиеническими и экологическими требованиями.
Очистка воздуха от пыли в системах ЦПУ должна осуществляться, как правило, по двухступенчатой схеме. В качестве I ступени очистки рекомендуется
использовать эффективные циклоны, соответствующие свойствам пыли. В качестве II ступени очистки рекомендуется использовать рукавные фильтры,
соответствующие условиям работы
ЦПУ, например ФВВ (Г4-2БФМ). В ЦНИИ МПС специально для использования в системах ЦПУ разработан рукавный
самовстряхивающийся фильтр (рис. 24.4). В качестве II ступени могут быть использованы мокрые пылеотделители, если они соответствуют свойствам
пыли и их применение обосновано соответствующими технико-экономическими показателями.
Для эффективного улавливания в системах ЦПУ тех видов пыли, для которых непригодны рукавные фильтры и мокрые пылеуловители, может
применяться последовательная установка циклонов. Подобный опыт имеется. На II ступени, где концентрация пыли в очищаемом воздухе невелика,
эффективность циклонов несколько меньше, чем на I ступени. Однако общая эффективность установки будет как правило соответствовать
требованиям.
Пылеулавливающие устройства системы ЦПУ должны быть снабжены шлюзовыми затворами для обеспечения их герметичности и непрерывного
удаления уловленной пыли. Вместимость бункера пылеулавливающих устройств должна быть достаточной для вмещения количества пыли,
улавливаемой в течение суток.
Эффективность очистки при двухступенчатой схеме определяется согласно зависимостям, приведенным в гл. 6.
Пылеотделяющее оборудование следует устанавливать до побудителя тяги
для предотвращения неблагоприятного воздействия пыли на последний, а
также исходя из требований пожаро- и взрывобезопас-ности.
Сеть трубопроводов для пневматической транспортировки пыли. Пылепроводы систем ЦПУ выполняют обычно из стальных бесшовных труб.
Соединения допускаются только муфтовые со сваркой по торцам муфт. Известны также системы ЦПУ, выполненные из стеклянных труб.
В конце
горизонтальных ответвлений необходимо предусматривать прочистки трубопроводов на случай их засорения.
Важнейшей особенностью работы ЦПУ является нестационарность их аэродинамического режима. В отличие от большинства вентиляционных и
аспирационных установок ЦПУ не имеет однозначной характеристики сети. Это объясняется следующим. Для присоединения гибкого пылесосного
шланга сеть имеет штуцер-пробки, количество и размещение которых определяется радиусом обслуживания установки, длиной пылесосного шланга,
особенностями планировки убираемого помещения и
размещения в нем технологического оборудования.
В процессе уборки пылесосные шланги присоединяются поочередно ко всем штуцер-пробкам системы, при этом количество одновременно работающих
пылесосных насадков может изменяться от 1 до максимума, величина которого определяется принципиальной схемой, конструктивным решением
установки и типом используемого вентиляционного оборудования.
Наличие разнообразных по характеру поверхностей, подлежащих уборке (пол,
поверхности технологического оборудования, строительные
конструкции, коммуникации и т. д.), приводит к необходимости использования в качестве пылеуборочного инструмента пылесосных насадков
различных конструкций с неидентичными аэродинамическими характеристиками. Кроме того, некоторые функциональные элементы пылесосной
установки, например гибкий шланг и пылесосный насадок, в процессе работы меняют свои аэродинамические характеристики.
Так, в зависимости от наличия изгибов
и петель гибкого шланга меняется его аэродинамическое сопротивление, а коэффициент местного
сопротивления насадка изменяется от своего минимального значения при свободном положении насадка до максимального, соответствующего его
рабочему положению. Аэродинамические характеристики пылеуборочного инструмента могут изменяться также в результате использования различных
рукояток (державок).
Различное расположение штуцер-пробок относительно побудителя тяги системы, изменение
количества одновременно работающих пылесосных
насадков при работе ЦПУ, изменение в процессе уборки аэродинамических характеристик пылеуборочного инструмента — все эти особенности работы
ЦПУ предъявляют специфические требования к ее расчету и проектированию.
Для предотвращения засорения фасонных частей трубопроводов (отводов, тройников и т. д.), а также для уменьшения потерь давления в них все
повороты магистрали
должны иметь радиус, равный 3-4 диаметрам трубопровода. Ответвление к магистральному трубопроводу присоединяют под
углом 30°.
При выборе трассировки сети трубопроводов необходимо стремиться к тому, чтобы горизонтальные участки имели минимальную длину.
Предпочтительнее схемы, при которых побудитель тяги и пылеотделяющее устройство размещаются в центре зоны обслуживания ЦПУ.
Все узлы установки следует надежно заземлять для
предотвращения образования зарядов статического электричества и электризации пыли.
Заземление необходимо выполнять путем присоединения системы к контуру заземления обслуживаемого здания.
Использование для монтажа сети трубопроводов стеклянных или пластмассовых труб может быть допущено после разработки мероприятий,
обеспечивающих надежное заземление всех элементов установки и исключающих 619
Рис. 24.5. Штуцер-клапан: 1 — резиновая конусная пробка; 2 — крышка; 3 — болт крепления пробки; 4 — корпус; 5 — хомут; 6 — втулка,
ограничивающая откидывание крышки; 7 — болт-ось.
возможность накопления зарядов статического электричества.
Для присоединения гибких пылесосных шлангов сеть трубопроводов снабжают самоуплотняющимися штуцер-пробками (рис. 24.5). Количество штуцер-
пробок выбирают в зависимости от длины гибкого пылесосного шланга. Размещать штуцера необходимо таким
образом, чтобы можно было убирать
любую точку обслуживаемого помещения.
После завершения монтажа побудителя тяги, пылезадерживающе-го устройства и сети трубопроводов система ЦПУ должна быть испытана на
герметичность.
Пылеуборочный инструмент
Пылесосные шланги. Гибкий шланг предназначен для присоединения пылесосного насадка к сети пневматической транспортировки пыли. К
пылесосным шлангам систем ЦПУ предъявляются следующие требования
: способность изгибаться без остаточной деформации; не подвергаться
деформациям от вакуума в системе и от временных нагрузок; внутренняя поверхность шланга должна быть гладкой; масса 1 м шланга не должна
превышать 0,3 кг.
Из выпускаемых в настоящее время шлангов наиболее целесообразно в системах ЦПУ применять шланги-рукава для промышленных пылесосов. Один
пылесосный шланг получается
путем соединения с помощью цилиндрических вставок трех рукавов. Конец шланга, подсоединяемый к штуцер-пробке,
должен иметь наконечник. Применять шланги длиной более 9 м не рекомендуется.
Для защиты шлангов от повреждений и быстрого износа при эксплуатации применяются резиновые кольца, которые располагаются на шланге через
400 мм (рис. 24.6).
Рукоятки. Рукоятка (державка) соединяет пылесосный насадок с гибким
Рис. 24.6. Шланг с резиновыми защитными кольцами: 1 — шланг; 2 — резиновое кольцо.
Рис. 24.7. Рукоятка (державка) с пылесосным насадком и шлангом: 1 — насадок; 2 — рукоятка (державка); 3 — шланг.
шлангом и служит для удобства работы с насадком. Рукоятки изготавливают из дюралюминиевых труб диаметром 50 мм с толщиной стенок не более 1,5
мм. Рукоятка для уборки пыли с пола показана на рис. 24.7. Длина рукоятки для уборки пола — 1100 мм; при уборке
пыли с поверхности стен,
потолка, оборудования, коммуникаций длину рукоятки принимают в соответствии с условиями работы.
Пылесосные насадки. Вакуумная уборка пыли с поверхности осуществляется в результате взаимодействия всасывающего факела пылесосного насадка
со слоем. Если насадок снабжен щеткой, то подъем пыли с поверхности происходит также под воздействием щетки.
От конструкции пылесосных насадков в
значительной степени зависит эффективность и экономичность работы системы ЦПУ. Они должны
соответствовать условиям работы: свободный доступ к убираемой поверхности или стесненные условия, вид поверхности (вертикальная,
горизонтальная, плоская, криволинейная, гладкая, шероховатая, наличие на ней выбоин, щелей, углублений и т. д.); характер пыли (плотность пыли,
наличие в ней посторонних примесей и крупных
частиц, сцепление ее с убираемой поверхностью, высота слоя пыли и т. д.).
Разработан и применяется ряд конструкций пылесосных насадок, соответствующих указанным условиям работы.
Для уборки пола применяют насадки с шириной захвата 200-400 мм, а при наличии свободного пространства и большей ширины такие же патрубки
применяют для уборки поверхности стен, а также промышленного оборудования с плоской поверхностью и воздуховодов прямоугольного сечения.
Сложные поверхности, тexнoлогичecкoe оборудование часто убирают с помощью щеток. Для удаления пыли, находящейся в углублениях, между
секциями радиаторов, осевшей на оборудовании со сложной поверхностью и т. д., используют насадки в виде сопел.
На предприятиях пищевой промышленности, где возможно значительное скопление пыли на поверхности пола или оборудования, например в виде
просыпей, целесообразно применять вихревые пылесосные насадки. Значительные скопления пыли удаляются вихревым насадком диаметром 250
мм
при расходе воздуха 180-200 м
3
/ч.
На рис. 24.8 представлен ряд насадков, в том числе разработанных в РИСИ (ныне РГСУ), перспективных для применения в системах ЦПУ предприятий
пищевой промышленности.
Рис. 24.8. Пылесосные насадки: а — для чистки оборудования; б — для уборки пыли с пола и воздуховодов; в — насадок-сопло.
Размеры насадка (в мм) для уборки пыли с пола и воздуховодов приведены ниже.
а 150 .250 300
b 5 5 5
1 90 170 220
h 9 9 9
R 10 10 10
а 150 250 300
b 7 7 7
1 90 170 220
h 11 11 11
R 12 12 12
Накоплен определенный опыт проектирования, монтажа и эксплуатации ЦПУ с вентиляторами высокого давления в качестве побудителей тяги на
предприятиях пищевой промышленности [19].
На Армавирской и Ярославской табачных фабриках были смонтированы центральные пылесосные установки с вентиляторным побуждением. В качестве
побудителя тяги в них использованы вентиляторы высокого давления 2ЭЦВК-7-10, параметры и описание которых приведены выше.
Схема ЦПУ Ярославской табачной фабрики приведена на рис. 24.9.
Рис. 24.9. Схема центральной пылесосной установки (ЦПУ) Ярославской табачной фабрики: 1 — вентилятор высокого давления 2ЭЦВК7-10 № 7; 2 —
прочистка; 3 — штуцер-пробка; 4 — циклон ЦН-15 диаметром 300 мм; 5 — рукавный фильтр ЦНИИ МПС. Установка обслуживает папиросное
производство фабрики.
В качестве побудителя тяги системы используется двухступенчатый вентилятор высокого давления 2ЭЦВК-7-10 № 7. Частота вращения рабочих колес
вентилятора — 2940 об./мин, установочная
мощность электродвигателя — 11,5 кВт, потребление электроэнергии при одновременной работе трех
пылесосных насадков (при производительности установки по воздуху 650 м
3
/ч и создаваемом разрежении 17800 Па) составляет 8,0 кВт.
С целью уменьшения уровня шума и вибрации, создаваемых вентилятором, его устанавливают в отдельной вентиляционной камере на фундаменте,
изолированном от фундамента здания фабрики. Крепление вентилятора на фундаменте осуществляется с помощью резиновых амортизаторов.
Очистка выбросов ЦПУ осуществляется по двухступенчатой схеме: I ступень — циклон НИИОгаз ЦН-15, II ступень —
рукавный самовстряхивающийся
фильтр конструкции ЦНИИ МПС.
Концентрация пыли в воздухе до очистки составляла 500 мг/м
3
, после очистки — 8 мг/м
3
, что соответствует требованиям норм. Эффективность
пылеулавливающего устройства равна 98,4%.
Сеть трубопроводов ЦПУ Ярославской табачной фабрики имеет 38 штуцеров для подключения пылеуборочного инструмента.
Общая производственная площадь, обслуживаемая установкой (без учета поверхности стен, прочих строительных конструкций, технологического
оборудования, коммуникаций), составляет 760 м
2
. Площадь пола зоны обслуживания одного штуцера установки равна в среднем 20 м
3
.
Система ЦПУ рассчитана на одновременную работу трех пылесос-ных насадков.
ЦПУ Армавирской табачной фабрики обслуживает папиросный, сигаретный и табачный цехи, т. е. практически все ее производственные помещения.
Очистка выбросов ЦПУ осуществляется в устройстве, состоящем из четырех циклонов НИИОгаз типа ЦН-15 диаметром 300 мм, соединенных по воздуху
последовательно — параллельно. Эффективность пылеулавливания устройства
равна 95,6%. Концентрация пыли в воздухе до очистки — 720 мг/м
3
,
после очистки - 32 мг/м
3
.
Межведомственной приемочной комиссией были проведены производственные испытания установок, которые показали, что обе установки
обеспечивают механизированную уборку производственных помещений и оборудования от технологической пыли. Это исключает вторичное
пылеобразование и снижает запыленность на рабочих местах во время уборки.
Установки просты в изготовлении и монтаже.
Основные технико-экономические характеристики работы установок приведены в
табл. 24.3.
Опыт эксплуатации ЦПУ выявил проблемы, которые необходимо решить для широкого внедрения данных установок на предприятиях пищевой
промышленности:
— применяемые шланги диаметром 50 мм тяжелы и неудобны в работе. Нужны более легкие и прочные шланги;
— необходимо централизованное изготовление высоконапорных
Таблица 24.3
Основные технико-экономические характеристики ЦПУ Ярославской и Армавирской табачных фабрик (по
результатам
производственных испытаний)
Табачная фабрика
Показатели
Ярославская Армавирская
Примечания
Расход воздуха, м
3
/ч
650 760
Разрежение, Па 17800 19400
Эффективность нылезадерживающих устройств, % 98,4 95,6
При одновременной работе трех насадков
Потребление электроэнергии, кВт 8,0 10,5 -
Производительность уборки пыли с пола, м
2
/мин
5,0 6,7
Продолжительность уборки папиросной машины МКБФ, мин 5,25 5,0
Эффективность очистки иола (100%)
Продолжительность уборки сигаретной машины Дк, мин - 5,6 -
Концентрация ныли в пылепроводах систем, мг/м
3
500 720
вентиляторов типа 2ЭЦВК-7-10, пылеуловителей и пылеуборочного
инструмента в комплекте;
— для ЦПУ в помещениях с выделением взрывоопасной пыли необходимо разработать специальные нормы, предусматривающие мероприятия, которые
гарантировали бы безопасную эксплуатацию этих установок.
На предприятиях пищевой промышленности, на которых имеются пылевыделения, наиболее эффективны и удобны в эксплуатации системы
централизованной вакуумной пылеуборки. В ряде
случаев при сравнительно небольших пылевыделениях, затруднениях с установкой оборудования и
прокладкой пылепроводов целесообразно применять промышленные пылесосы.
24.4. Расчет систем централизованной пылеуборки
Для разработки и расчета системы централизованной пылеуборки необходимо располагать исходными данными. К основным из них относятся
следующие:
— свойства пыли, подлежащей уборке (состав, дисперсность, плотность, пожаро- и взрывоопасность, слипаемость, абразивность и др.);
— количество пыли, оседающей в помещениях;
— режим и организация уборки пыли: время уборки (в рабочее время, в нерабочую смену
и т. д.), ее продолжительность; персонал (численность,
состав и т. д.);
— расположение и состояние технологического оборудования и строительных конструкций, подлежащих уборке, и площади;
— возможные способы очистки воздуха от пыли с учетом ценности и свойств пыли;
— возможность использования пыли, способы ее транспортирования;
— места прокладки трубопроводов и установки побудителей тяги и пылеуловителей систем ЦПУ.
Расчет систем ЦПУ производится в соответствии с ведомственными рекомендациями и литературными данными [84, 19].
Расчет предусматривает определение числа установок и расчетной схемы, аэродинамический расчет, подбор пылеулавливающего оборудования и
побудителей тяги.