Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Определение «расчетная схема установки» включает: определение приведенной площади уборки и общего количества пыли, выбор режима работы

установки и определение воздушной нагрузки, подбор пылеуборочного инструмента.

Приведенная площадь S

общ

, подлежащая уборке, определяется по формуле:

(24.1)

где S

, S

,..., S

— площади с различной трудоемкостью уборки, м

; K

, К

, ..., К

— коэффициенты трудоемкости уборки. Ниже приведены значения

коэффициентов трудоемкости уборки различных поверхностей.

Поверхность---Коэффициент трудоемкости уборки

Пол ровный (п. 1)--- 1,0

Пол бетонный шероховатый (п. 2)--- 1,25

Пол с выбоинами до 5% от общей площади---1,1 к пунктам 1 и 2

Стены высотой до 3 м--- 1,2

То же от 3 до 5 м--- 1,7

Оборудование с преобладанием плоских поверхностей---2,0

Оборудование с различными поверхностями

(плоскими и криволинейными)---3,0

Оборудование со сложными поверхностями---6,0

Высокорасположенные воздухопроводы,

металлоконструкции, балки---7,5-10,0

Коэффициент трудоемкости уборки выражает отношение "времени, затраченного на уборку фиксированной площади определенной поверхности

(например, единицы технологического оборудования), ко времени, затраченному на уборку ровного пола равновеликой поверхности.

Общее количество пыли G

o6lII

(в кг), подлежащее уборке, определяют по формуле:

(24.2)

где Sj, S

, ..., S

— площади различных по характеру поверхностей, м

; ёь g

, ..., g

— удельные количества пыли, оседающей на различные

поверхности за промежуток времени между уборками, кг/м

. Данные количества оседающей пыли в ряде производственных помещений предприятий

пищевой промышленности приведены в табл. 24.1.

При отсутствии в технической литературе данных о количестве оседающей пыли толщину слоя пыли следует принимать равной 0,2 мм. В этом случае

удельное количество пыли g (в кг/м

) равно g = 0,0002 р,

где р — плотность пыли, кг/м

Для вертикальных поверхностей и потолков удельное количество оседающей пыли (в кг/м

) g

=0,l.

Расчетное количество одновременно работающих насадков вычисляют по формуле:

(24.3)

где ΣS

общ

— общая приведенная площадь уборки пыли, м

(по формуле 24.1);

Т — время уборки, которая производится бригадой уборщиков, принимают равным 70-80% от продолжительности смены (при 8-часовой смене — 5,6-

6,4 ч), при уборке пыли основным контингентом рабочих в конце смены — 3-7% от продолжительности смены (0,24-0,56 ч, т. е. 15-34 мин);

— производительность труда уборщика, принимается равной 300 м

/ч. Число пылеуборочных установок, необходимых для уборки производственных

помещений, находят по формуле:

(24.4)

где n — число одновременно работающих насадков, необходимых для уборки помещения;

— число одновременно действующих насадков одной установки.

Для пылесосных установок с вентилятором 2ЭЦВК-7-10 № 7 в качестве побудителя тяги принимают n

=3; для пылесосных установок с вентилятором

2ЭЦВК-7-10 № 8 n

=1-5.

При определении числа пылесосных установок необходимо также учитывать, что для эффективной и надежной работы ЦПУ радиус ее действия не

должен превышать 50 м при вентиляторе 2ЭЦВК-7-10 № 7 и 60 м при вентиляторе 2ЭЦВК-7-10 № 8.

Производительность одной пылеуборочной установки по убираемой площади F (м

/ч) определяют по формуле:

(24.5)

где ΣS

ycт

— приведенная площадь уборки одной установкой, м

; Т — время работы установки, ч. Производительность пылеуборочной установки по

воздуху L (в м

/ч), необходимую для выбора побудителя тяги, вычисляют по формуле:

(24.6)

где 1,15 — коэффициент, учитывающий подсосы воздуха в установку до пылеуловителей;

— то же в пылеуловителях, принимается по технической характеристике пылеуловителя;

.— расход воздуха одним пылесосным насадком для уборки пола; может быть принят равным. 250 м

/ч. Потери давления в системе ЦПУ (в Па)

складываются из потерь

давления в каждом из ее элементов, которые определяют по формуле:

(24.7)

— соответственно потери

давления в пылеуОорочном насадке, в рукоятке, в гибком шланге, в трубопроводах на всасывающей стороне побудителя, в пылеуловителе, в

трубопроводах на нагнетательной стороне вентилятора, Па.

Потери давления в пылеуборочном насадке Δр

нс

(в Па) вычисляют по формуле:

(24.8)

где ξ

нс

— коэффициент местного сопротивления насадка, принимается по справочным данным;

v — скорость воздуха в выходном патрубке насадка при принятом расходе воздуха через него, м/с; р

— плотность воздуха, принимается 1,2 кг/м

; μ =

— массовая концентрация пыли, кг/кг, здесь G

— масса транспортируемого материала, кг; G

— масса транспортирующего воздуха, кг;

К — коэффициент, учитывающий свойства пыли и условия ее транспортирования, для пылей пищевых производств может быть принят равным 1.

Потери давления в рукоятке Δр

(в Па), соединяющей насадок с

гибким шлангом, определяют по формуле:

(24.9)

где ξ

зам

— коэффициент местного сопротивления, эквивалентного

прямолинейному трубопроводу по потерям на трение;

1 — длина расчетного участка, м;

Σξ

— сумма коэффициентов местных сопротивлений;

v — скорость воздуха в рукоятке, м/с;

— плотность воздуха, принимают 1,2 кг/м

. Потери давления в гибком шланге Δр

щл

(в Па) вычисляют по формуле:

(24.10)

где X — коэффициент трения шланга, для шлангов диаметром 50 мм принимается равным 0,54; d — диаметр шланга, м; l

шл

— длина шланга, м; μ —

массовая концентрация пыли. Потери давления во всасывающем и нагнетательном трубопроводах определяются для каждого участка по формуле

(24.9).

Скорость воздуха в трубопроводах систем ЦПУ принимают: в вертикальных участках — от 10 до 30 м/с, в горизонтальных участках — от 12 до 32 м/с в

зависимости от свойств пыли (плотность, дисперсность, влажность).

При массовой концентрации смеси в системе ЦПУ до 0,15 кг/кг

расчет потерь давления во всасывающем трубопроводе до пылеуловителей может быть выполнен по

чистому воздуху; на потери давления вводится

поправочный коэффициент K

= 1,1

Диаметры ответвлений трубопроводов принимают по оптимальным скоростям воздуха. Увязка потерь давления по отдельным ветвям не производится.

Диаметры ответвлений принимают по аналогии с основной расчетной ветвью.

Потери давления в пылеулавливающих устройствах определяют при подборе этих устройств.

В трубопроводах системы ЦПУ имеет место неравномерный расход воздуха вследствие того, что одновременно может работать

различное число

пылеуборочных насадков (от одного до максимального, т. е. расчетного количества). Коэффициент неравномерности определяется по формуле:

(24.11)

где Ьмакс — расход воздуха при максимальном числе одновременно включенных насадков на магистрали, м

/ч;

Lj^jjh — расход воздуха при включении одного насадка, м

/ч. Коэффициент неравномерности для горизонтальных участков рекомендуется принимать β

≤ 0,3 .

25. РАССЕИВАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ. УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ (ПДВ)

25.1. Характеристика выбросов в атмосферу предприятий пищевой промышленности

Хозяйственная деятельность человека сопровождается загрязнением окружающей среды, в том числе ее важнейшего элемента — атмосферного

воздуха.

Источниками выделения вредных веществ в атмосферу являются энергетические установки, технологическое оборудование, вентиляционные системы,

в том числе системы аспирации.

Пищевая промышленность не относится к основным загрязнителям атмосферы. Однако почти все предприятия пищевой промышленности выбрасывают

в атмосферу

газы и пыль, ухудшающие состояние атмосферного воздуха [85, 86].

Дымовые газы, выбрасываемые котельными, имеющимися на многих предприятиях пищевой промышленности, содержат продукты неполного сгорания

топлива, в дымовых газах находятся также частицы золы.

Технологические выбросы содержат пыль, пары растворителей, щелочи, уксуса, водород, а также избыточную теплоту.

Вентиляционные выбросы в атмосферу включают пыль, не задержанную пылеулавливающими устройствами, а также пары и газы.

На

многие предприятия сырье доставляется, а готовая продукция и отходы вывозятся автомобильным транспортом. Интенсивность его движения в ряде

отраслей носит сезонный характер — резко усиливается в период сбора урожая (масяожировые предприятия, сахарные заводы, чаеперерабатывающие

фабрики и др.); на других пищевых производствах движение автотранспорта более равномерно в течение года (хлебозаводы, табачные фабрики и

др.).

Кроме того, многие технологические установки предприятий пищевой промышленности являются источниками неприятных запахов, которые

раздражающе действуют на людей, даже в том случае, если концентрация в воздухе соответствующего вещества не превышает ПДК.

25.2. Классификация источников выбросов вредных веществ в атмосферу

Источники загрязнения атмосферы можно классифицировать по следующим признакам [87, 88]:

1. По назначению: технологические и вентиляционные.

В зависимости от высоты Н устья источников выброса вредных веществ над уровнем земной поверхности. Указанные источники относятся к одному из

четырех классов: 1) высокие (Н ≥ 50 м); 2) средней высоты (Н=10-50 м); 3) низкие (Н=2-10 м); 4) наземные (Н < 2 м).

Выбросы

из высоких источников поступают в область недефор-мированного потока и рассеиваются под действием ветра. Выбросы из низких

источников поступают в зону аэродинамической тени, положение которой обусловлено близостью земли, влиянием зданий на поток воздуха.

Распространение вредностей в этой зоне происходит под действием турбулентной циркуляции. Воздухообмен в данной области с областью

недеформированного

потока ограничен.

2. По геометрическим параметрам: точечные (трубы, шахты и т. п.) и линейные (аэрационные фонари, близко расположенные шахты, транспорт и

др.).

3. По режиму действия: непрерывного действия и залповые.

В зависимости от перепада температур между выбросами и окружающей средой источники подразделяются на нагретые и холодные.

4. По характеру организации выбросов: организованные

и неорганизованные.

Кроме организованного удаления выбросов через шахты, дымовые трубы и др., имеются неорганизованные выбросы, проникающие в атмосферный

воздух через неплотности технологического оборудования, проемы, в результате распыления сырья и материалов. Например, на территории

предприятий, перерабатывающих семена хлопчатника, распространяется ветром волокнистая пыль, обладающая значительной парусностью и малой

плотностью. Она загрязняет территорию и воздушную среду

25.3. Расчет концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий

Расчет концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, выполняется согласно ОНД-86 (общесоюзный

нормативный документ) Госкомгидромета «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах

предприятий» [87, 88]. Расчет обычно производят на ЭВМ по утвержденным программам.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характери зуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим

неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра. Нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних

(более 100 км) расстояниях от источников выбросов.

Обычно принимают, что распространение пылевых частиц размером менее 10 мкм, имеющих незначительную скорость осаждения, подчиняется тем же

закономерностям, что и распространение газообразных примесей. Если в атмосферном воздухе одновременно

совместно присутствуют несколько (п)

веществ, обладающих суммаци-ей вредного действия, то для каждой группы указанных веществ однонаправленного вредного действия рассчитывается

безразмерная концентрация q, или значения концентраций п вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, приводятся условно к

значению концентрации одного из них.

Безразмерную концентрацию q определяют по формуле:

(25.1)

где С

,С

,..., С

— расчетные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности, мг/м

; ПДК

, ПДК

, ... , ПДК

—

соответствующие максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м

. Приведенную

концентрацию рассчитывают по формуле:

(25.2)

где С

— концентрация вещества, к которому осуществляется приведение;

ПДК

— его ПДК;

, ... , С

, ПДК

, ..., ПДК

— концентрации и ПДК других веществ, входящих в рассматриваемую группу суммаций. Рассмотрим основные принципы

расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С

(в мг/м

) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника

с круглым устьем достигается при неблагопри-

ятных метеорологических условиях на расстоянии X (в м) от источника и определяется по формуле:

(25.3)

где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m, n — коэффициенты, учитывающие

условия выхода газовоз-душной смеси из устья источника выброса; Н — высота источника выброса над уровнем земли, м (

для наземных источников

при расчетах принимается Н=2 м); η — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или

слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 2 км, η=1; ΔT — разность между температурой выбрасываемой

газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, °С; V

— расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле:

(25.4)

D — диаметр устья источника выброса, м; ω

— средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в

атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

250 — для районов Средней Азии южнее 40° с. ш., Бурятской республики и Читинской области;

200 — для европейской территории РФ и Украины южнее 50° с. ш., для

остальных районов Нижнего Поволжья, для Кавказа и Молдавии; для азиатской

территории РФ: Дальнего Востока и остальной территории Сибири, для Казахстана и остальной части Средней Азии;

180 — для европейской территории РФ и Урала от 50° до 52° с. ш., для Украины, за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов

РФ и Украины;

' 160 — для европейской территории РФ и Урала севернее 52° с. ш. (за исключением центра европейской территории РФ), а также для Украины (для

расположенных на Украине источников высотой не менее 200 м в зоне от 50° до 52° с. ш. — 180, а южнее 50° с. ш. — 200);

140 — для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Значения мощности выброса М (в г/с) и расхода газовоздушной смеси V (в м

/с) при проектировании предприятий определяются в технологической

части проекта или принимаются в соответствии с нормативами для данного производства.

При определении значения AT (в °С) принимают температуру окружающего атмосферного воздуха Т

(в °С) равной средней максимальной температуре

наружного воздуха наиболее жаркого месяца, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т

(в °С) — по технологическим

нормативам.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

— для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т. п.), скорость упорядоченного оседания которых практически

равна нулю, — 1;

— для мелкодисперсных аэрозолей (кроме перечисленных выше) при коэффициенте очистки выбросов не менее 90% — 2; от 75% до 90% — 2,5; менее

75% и при отсутствии очистки — 3.

Значения коэффициентов

тип определяют по специальным формулам и графикам, приведенным в ОВД- 86.

Значение коэффициента принимают на основе анализа картографического материала, характеризующего рельеф в радиусе до 50 высот наиболее

высокого из размещаемых на промышленной площадке источников, но не менее 2 км. Значения коэффициента Т| определяют с помощью формулы и

таблицы, приведенных в ОНД-86. В случае сложного рельефа местности или перепадов высот более 250 м на 1 км следует обращаться за указаниями в

Главную геофизическую обсерваторию им. А. И. Воейкова.

Расстояние Х

(в м) от источника выбросов, при котором приземная концентрация С (в мг/м

) при неблагоприятных метеорологических условиях

достигает максимального значения С

, определяют по формуле:

(25.5)

Безразмерный коэффициент d находят по формулам, приведенным в ОНД-86.

Из формулы 25.4 может быть также найдено решение обратной задачи — определение мощности выброса М и высоты Н, соответствующих заданному

уровню максимальной приземной концентрации С

при прочих фиксированных параметрах выбросов.

Мощность выброса, соответствующая заданному значению максимальной концентрации С

(в мг/м

), вычисляют по формуле:

(25.6)

Высоту источника Н, соответствующую заданному значению С

, в случае AT ~ 0 определяют по формуле:

(25.7)

Значения М, вычисленные по формуле (25.6), используются при установлении предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу (ПДВ) и

временно согласованных выбросов (ВСВ).

В ОНД-86 приведена также методика расчета загрязнения атмосферы выбросами линейного источника, в частности аэрационного фонаря.

Приземная концентрация вредных веществ С (в мг/м

) в любой точке местности при наличии N источников определяется как сумма концентраций

веществ от отдельных источников при заданных направлениях и скорости ветра:

С = C

+ С

+ ... + С

, (25.8)

где C

,С

,..., C

— концентрации вредных веществ соответственно от первого, второго, n-го источников, расположенных с наветренной стороны при

рассматриваемом направлении ветра. При проектировании предприятий, зданий и сооружений следует предусматривать минимальное число источников

выброса вредных веществ в атмосферу. Должен быть решен вопрос о возможности объединения выбросов от ряда источников в одну трубу, шахту и т.

д.

25.4. Установление ПДВ для предприятий пищевой промышленности

Установление предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ проектируемыми и действующими промышленными

предприятиями в атмосферу производится в соответствии с ГОСТ 17.2.3.02-78 [89].

ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника и от

совокупности источников города и другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий

и рассеивания вредных