Размещено на http://www.allbest.ru/

Модернизация централизованных прямоточных аспирационных установок по удалению древесных отходов

Сулинов В.И., Гороховский А.К.,

Щепочкин С.В., (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)

Основное содержание исследования

До 1990-х годов для улавливания пыли и стружки при аспирации деревообрабатывающих станков использовались главным образом централизованные прямоточные вентиляционные установки, в которых функции сепарации отходов выполняли исключительно циклоны. Одно из основных достоинств циклонных сепараторов состоит в том, что они позволяют в течение длительного времени (как минимум смены) собирать отходы от нескольких станков и передавать эти отходы в накопительный бункер.

К числу недостатков циклонных сепараторов относится не вполне эффективная очистка запыленного воздуха; безвозвратные потери теплоты за счет выброса теплого воздуха в атмосферу и т.п.

И все же главный недостаток циклонов состоит в том, что они не отвечают современным требованиям ПДК для древесной пыли на границе санитарно-защитной зоны [1].

Вероятно, поэтому вновь образующиеся деревообрабатывающие цеха в своей практике все в большей степени ориентируются на различного рода промышленные фильтры. Главное достоинство промышленных фильтров состоит в том, что они позволяют возвращать очищенный воздух в рабочее помещение и при этом выполняются все экологические нормативы для атмосферного воздуха.

Промышленные фильтры встречаются двух видов. Стационарные многорукавные, рассчитываемые на обслуживание группы станков, т.е. работающие по схеме централизованных установок, и так называемые автономные стружкоотсосы, обслуживающие от одного до 2…4-х одновременно функционирующих пылеприемников.

В виду простоты обслуживания и относительно не высокой стоимости в промышленности чаще используются автономные стружкоотсосы.

К числу недостатков автономных стружкоотсосов относятся быстрая наполняемость мешков для сбора отходов, а также то, что для их размещения внутри цеха требуется дополнительная площадь.

Технические показатели действующих прямоточных централизованных аспирационных установок можно улучшить в соответствии со следующей 2-х ступенчатой схемой очистки запыленного воздуха (см. рисунок).

Как видно из рисунка, внутренняя труба циклона 1 соединяется воздуховодом 2 с автономным стружкоотсосом 3, в котором происходит обеспыливание возвратившегося в цех воздуха до санитарных норм.

Таким образом, основная масса отходов (более 90 %) по-прежнему собирается в бункере 4, а наиболее мелкая фракция пыли задерживается матерчатым фильтром.

Рис. 1 Схема модернизированной централизованной прямоточной установки

В итоге предполагаемой модернизации необходимо установить дополнительный воздуховод и соединить его с подобранным по расходной характеристике стружкоотсосом. Фильтрующую установку как готовое изделие можно приобрести, например, через ООО "КАМИ - СТАНКОАГРЕГАТ".

В своем составе фильтрующие установки имеют вентилятор, мешки-фильтры и мешки для сбора отходов.

В ряде случаев фильтрующая установка может быть изготовлена указанной организацией по специальному заказу практически на любую производительность по расходу воздуха и соответствующую мощность привода.

Проектируемый воздуховод должен быть рассчитан с учетом суммарного расхода воздуха Q м³/с, числа поворотов трубы и необходимой скорости воздуха для пыли V_п = 10…13 м/с.

Потери давления в рассматриваемом воздуховоде находят по формуле Дарси-Вейсбаха

, (1)

где = 1,2 кг/м³ - плотность воздуха;

V_п - скорость воздуха, м/с;

- коэффициент гидравлического сопротивления;

l - суммарная длина воздуховода, м;

d - диаметр воздуховода, м;

_м = n₀ +_ф - сумма коэффициентов местных сопротивлений, включающая сопротивления "n" количества поворотов трубы и сопротивление самого фильтра _ф. Коэффициент местного сопротивления поворота трубы на 90⁰ принимаем ₀ =0, 15.

Диаметр воздуховода определяют по формуле

циклонный сепаратор запыленный воздух

, (2)

где Q - производительность установки, м³/с;

V_п - принимаемая скорость воздуха, м/с.

Для нахождения коэффициента гидравлического сопротивления можно воспользоваться эмпирической формулой Блесса

(3)

Местное сопротивление фильтра-мешка, сшитого из фильтровального полотна "Смог", определялось на кафедре Станки и инструменты УГЛТУ экспериментально [2]. Для мешка с поверхностью фильтрации S_ф =1, 68 м² _ф = 0,4.

Общую площадь фильтрующей ткани любой обеспыливающей установки можно определить из формулы

, (4)

где V_ф - скорость воздуха на выходе из фильтра, обычно V_ф ? 0,2…0,3 м/с.

Если принять в качестве модуля поверхность одного фильтра

S₁ = 1, 68 м², количество фильтров, шт., находится из формулы

(5)

Для того чтобы воспользоваться в качестве второй ступени очистки готовым фильтром установки типа УВП, необходимо уточнить диаметр входного патрубка этой установки из условия

, (6)

где D₀ - диаметр входного патрубка, м;

D₂ - диаметр рабочего колеса вентилятора, м.

Значение D₂ определяется либо непосредственным измерением у готовой установки типа УВП, либо находится расчетным путем [2].

Пользуясь вышеприведенными формулами, для взятого в качестве примера циклона УЦ 38 № 13 с Q = 6000 м³/ч определим диаметр дополнительного воздуховода, минимальное значение мощности привода вентилятора второй ступени очистки воздуха и количество мешков-фильтров. Примем как исходные данные длину воздуховода l = 40 м, а скорость воздуха в нем V_п = 13 м/с.

В итоге получим следующие результаты:

1. Диаметр проектируемого воздуховода d =400 мм;

2. Суммарные потери давления Р = 300 Па;

3. Мощность привода вентилятора второй ступени очистки Р = 1,3 Квт;

4. Количество мешков-фильтров n = 4 шт.

Таким образом, в представленном варианте модернизации централизованных прямоточных установок поставленная цель - улучшение санитарно-гигиенических норм существующих пылеотсасывающих систем достигается за счет добавления к действующим системам дополнительной ступени очистки запыленного воздуха.

Библиографический список

1. СНИП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

2. Сулинов В.И. К вопросу расчета аспирационных систем [Текст] /В.И. Сулинов, А.К. Гороховский, С.В., С.В. Щепочкин // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. трудов по итогам IX международной научно-техн. конф. Вып.21/БГИТА. - Брянск, 2008. - с.276 - 278.

Размещено на Allbest.ru