Расчет вентиляции концентратора и обоечной машины

Введение

 

В выполнении решений о повышении  благосостояния трудящихся на основе улучшения условий труда важная роль принадлежит вентиляционной технике. От ее совершенства зависит здоровье людей, улучшение условий их труда, повышение производительности и эффективности производства, а также охрана воздушного бассейна от загрязнений.

Современные технологические процессы связаны с перемещением и механической обработкой сыпучих продуктов, которые  сопровождаются большим выделением пыли в окружающую среду. Поэтому важнейшей задачей вентиляционных установок является поддержание чистоты воздуха и создание комфортных условий труда в рабочих помещениях. Запыленность воздуха в них по санитарным нормам не должна превышать 2—6 мг/м³. Эту задачу можно выполнить, если устранить выделения пыли в воздух рабочих помещений посредством аспирации оборудования, т. е. используя отсос воздуха от корпусов оборудования, герметизирующих кожухов, где образуется пыль.

При аспирации создается разрежение внутри герметизирующих кожухов и оборудования, что позволяет устранить выделение пыли в помещение. Комфортные условия труда можно создать, применяя кондиционирование воздуха.

Вентиляционные установки имеют  очень важное значение для поддержания чистоты окружающего нас атмосферного воздуха. По новым санитарным нормам допустимые концентрации пыли при выбросе в атмосферу не устанавливают, но концентрация пыли в воздухе на территории, прилегающей к предприятию населенного пункта, не должна превышать 0,5 мг/м³.

На предприятиях по хранению и переработке зерна для переработки 1 т зерна перемещают до 25000 м³ воздуха. В атмосферу в сутки выбрасывается около 100 т пыли, которая может быть частично использована как кормовой продукт. Поэтому повышение эффективности очистки воздуха от пыли имеет большое значение для улучшения чистоты атмосферного воздуха и для экономии пылевидных продуктов.

Вентиляционные установки выполняют  также важные технологические задачи. Так, на предприятиях по хранению и  переработке зерна воздушные  потоки очищают зерно от примесей, обогащают промежуточные продукты размола и шелушения, охлаждают  рабочие органы машин, зерно и  продукты его переработки. Все это способствует улучшению качества вырабатываемой муки и крупы, увеличению производительности предприятий и повышению сохранности зерна при его длительном хранении.

Велико также значение вентиляционных установок в предотвращении возникновения  пылевых взрывов на промышленных предприятиях, что достигают посредством удаления пыли из мест ее образования и устранения взрывоопасных концентраций.

В настоящее время вентиляционная техника развивается в следующих  направлениях:

первое — совершенствование  существующих вентиляционных установок;

второе — проектирование и строительство  более совершенных вентиляционных установок;

третье — создание и применение более совершенного вентиляционного  оборудования, главным образом вентиляторов и пылеотделителей с повышенными коэффициентами полезного действия (к. п. д.);

четвертое — дальнейшая разработка некоторых вопросов теории вентиляционной техники, например теоретическое обоснование выбора скоростей воздуха в воздухопроводах; изыскания, которые позволят усовершенствовать узлы аспирации оборудования; обоснование выбора оптимальных типов вентиляционных сетей и их количества; усовершенствование методов расчета вентиляционных установок; автоматический контроль, регулирование и наладка вентиляционных установок при эксплуатации и др.

Существующие вентиляционные установки  на предприятиях системы министерства заготовок имеют некоторые недостатки, а именно;

повышенные воздухообмена в  производственных помещениях, достигающие 10—35 обменов в час вместо нормальных 1,0—1,5 обмена в час;

повышенные вакуумы в производственных помещениях, достигающие в зимнее время 300—650 Па вместо допустимых 50 Па;

малое количество или отсутствие контрольно-измерительных  приборов; небольшая эффективность  и эксплуатационная надежность применяемых пылеотделителей (циклонов, фильтров);

низкая герметичность корпусов аспирируемого оборудования, особенно элеваторного.

Повышенные воздухообменые вакуумы в производственных помещениях возникают в результате ошибок при проектировании, когда неправильно выбирают типы вентиляционных установок и принимают только установки с выбросом в атмосферу чрезмерно большого количества отработавшего воздуха без организованной подачи свежего воздуха и рециркуляции.

Наличие повышенных воздухообменов не позволяет применить отопление помещений, создает вакуум, сквозняки, вызывает конденсацию водяных паров в машинах, самотечных трубах и воздухопроводах. В результате этого нарушается технологический процесс переработки зерна и создаются ненормальные условия труда. Кроме того, вакуум в помещениях создает добавочные сопротивления для вентиляторов, что приводит к уменьшению расходов воздуха, ухудшению аспирации оборудования и повышению расхода энергии на вентиляцию.

Для уменьшения повышенных воздухообменов и вакуумов в производственных помещениях необходимо проектировать:

вентиляционные установки с  рециркуляцией воздуха;

вентиляционные установки с  кондиционированием воздуха;

организованный подвод наружного  воздуха к аспирируемому оборудованию или в помещения;

вентиляционные установки с  замкнутым циклом воздуха.

1 Вентиляционные установки,  их основные задачи и схемы

 

Каждая вентиляционная (аспирационная) установка состоит из следующих основных пяти частей:

вентилируемых (аспирируемых) объектов (машины, аппараты, механизмы, бункера, силосы, помещения и т. п.), в которых выделяются теплота, пыль и другиепримеси;

воздухопроводов или каналов, предназначенных для перемещения воздуха с необходимой скоростью в нужном направлении;

побудителя естественного  или механического — вентилятора для сообщения энергии воздушному потоку;

пылеотделителей для очистки воздуха от пыли (циклоны, фильтры и т. п.);

вспомогательного  оборудования (калорифера, промывной камеры или кондиционера, клапанов, задвижек, контрольно-измерительных приборов, люков для очистки воздухопроводов и замеров давлений и др.).

Объединение всех частей в  единую систему называют вентиляционной установкой, или вентиляционной системой, или вентиляционной сетью.

Каждый тип вентиляционной установки, применяемый в зависимости  от назначения и условий эксплуатации, имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при проектировании.

Выделяют шесть признаков  классификации вентиляционных установок.

Первый признак  – по виду побудителя – вентиляционные установки бывают двух типов: с естественным и механическим побудителем. В качестве естественного побудителя используют ветер с применением дефлекторов, или разность давлений и температур, или кинетическую энергию движущихся объектов. Механическими побудителями в установках служат вентиляторы. Преимущество установок с естественным побудителем состоит в том, что их эксплуатация не связана с необходимостью затрат энергии, так как они используют даровую энергию, например ветра. Основные недостатки установок— это непостоянство эффективности, малый расход воздуха и малые давления.

Поэтому наибольшее применение на промышленных предприятиях находят установки с механическими побудителями - вентиляторами, как более эффективные. Основными преимуществами этих установок являются постоянство эффективности, возможность перемещения любых расходов воздуха и преодоление потерь давления до 12 000 Па.

По второму признаку классификации - способу вентилирования объектов  вентиляционные установки бывают трех типов: открытые, закрытые и комбинированные.

В установках открытого типа (рис. 1) воздух перемещают от оборудования непосредственно через рабочее помещение без воздухопроводов.

В установках закрытого типа (рис. 2,3 и 4) воздух от оборудования  перемещают по воздухопроводам.

В комбинированных установках часть оборудования аспирируют закрытым способом, а часть — открытым.

Преимуществом открытых вентиляционных установок является отсутствие воздухопроводов в помещении, а недостатком — необходимость перемещать повышенные расходы воздуха, так как при удалении пыли или газов от оборудования в рабочем помещения нельзя допускать повышенных концентраций, превышающих санитарные нормы.

Поэтому вентиляционные установки открытого типа в зерноперерабатывающих предприятиях не применяют. Наибольшее применение имеют установки закрытого типа, как более экономичные, в которых перемещают меньшие расходы воздуха с высокими концентрациями пыли и газов.

 

 

Рис. 1 Схема открытой вентиляционной установки:

1 – вентилируемые объекты; 2 – осевой вентилятор

 

Рис. 2 Схемы приточных  вентиляционных установок:

а – для вентилирования оборудования: 1 – вентилируемое оборудование; 2 – воздухопроводы; б – для вентилирования помещений; 1 - вентилятор; 2 – устройство для обработки воздуха (очистка, подогрев, увлажнение); 3 – воздухопроводы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3 Схемы условно всасывающих вентиляционных установок:

 а - с фильтром; б – с циклоном; 1 - аспирируемое оборудование; 2 – вентилятор; 3- всасывающий фильтр; 4 - шлюзовой затвор; 5 — циклон

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 Схема условно нагнетательной вентиляционных установок:

1 -  аспирируемое оборудование; 2- воздухопровод; 3 - пылеотделитель; 4- вентилятор

Рис. 5 Схема вентиляционной установки нагнетающего типа:

1 – аспирируемое оборудование; 2 – вентилятор; 3 - циклон 
                        

 

Рис. 6 Схема вентиляционной установки с рециркуляцией:

1 - аспирируемое оборудование; 2 — отверстия в перекрытии для раздачи воздуха; 3 — всасывающий матерчатый фильтр; 4 — поступление воздуха для продувания ткани; 5 —клапан; 6— вентилятор; 7 — рециркуляционный аппарат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7 Схема вентиляционной установки с кондиционированием воздуха:

1 — аспирируемое оборудование; 2 — всасывающий матерчатый фильтр; 3 — поступление воздуха для продувания ткани; 4 —клапан; 5 — вентилятор; 6 — калорифер для подогрева наружного воздуха; 7 - подача воды на очистку и мойку зерна; 8 — кондиционер или промывная камера; 9 — вентилятор для раздачи воздуха; 10 — воздухопроводы для раздачи воздуха (могут быть заменены отверстиями в перекрытиях).

 

 

 

 

Рис. 8 Схема местной вентиляционной установки:

1- аспирируемая машина с собственным вентилятором; 2 – циклон.

 

 
Рис. 9 Схема вентиляционной установки с организованным подводом воздуха к оборудованию:

1 - аспирируемое оборудование; 2 - циклон; 3 — вентилятор; 4 — воздухопроводы для подвода наружного воздуха.

 

 

 

             Рис. 10 Схема вентиляционной установки с  

 замкнутым циклом воздуха:

   1 — аспирируемое оборудование; 2 — батарея

   циклонов; 3— вентилятор.

 

 

 

 

 

 

По третьему признаку - направлению движения воздуха в вентилируемых объектах различают вытяжные, приточные и комбинированные (приточно-вытяжные) установки.

В вытяжных системах воздух отсасывают от объектов, и они находятся под разрежением (см. рис. 3 и 4). Такие установки называют аспирационными установками.

В приточных установках воздух нагнетают к объектам, и они находятся под повышенным давлением (см. рис. 2).

В приточно-вытяжных системах применяют одновременно вытяжку  и приток воздуха к объектам.

Основное преимущество вытяжных аспирационных установок состоит  в том, что они позволяют поддерживать вакуум внутри оборудования, предотвращать выделение пыли или газов в рабочее помещение и поддерживать в них чистоту воздуха, допустимую санитарными нормами. Поэтому вытяжные аспирационные установки находят самое широкое применение на промышленных предприятиях.

Приточные системы используют только для перемещения чистого  воздуха с целью охлаждения объектов воздушными душами (см. рис. 2, а), или при вентилировании помещений (см. рис. 2, б), или при активном вентилировании зерна.

По четвертому признаку классификации в зависимости от взаимного расположения пылеуловителя и вентилятора установки бывают условно всасывающие и условно нагнетательные.

Во всасывающих установках вентилятор монтируют после пылеотделителя и через него проходит очищенный воздух (см. рис. 3 и 4). В нагнетающих установках вентилятор устанавливают перед пылеотделителем и через него проходит запыленный воздух (рис. 5).

В комбинированных установках применяют двойную очистку воздуха: предварительную до вентилятора и окончательную после него. Примером комбинированной установки может служить вентиляционная установка с рециркуляцией (рис. 6).

Преимуществами установок  всасывающего типа перед нагнетающими являются: меньший износ вентилятора; меньшая взрывоопасность; меньшая запыленность воздуха в рабочих помещениях при прочих равных условиях, так как все воздухопроводы с запыленным воздухом находятся под вакуумом; возможность применения вентиляторов общего назначения, тогда как в установках нагнетающего типа используют вентиляторы специального назначения, например пылевые.