Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Дробильно-сортировочные комплексы представляют собой технологические линии, предназначенные для переработки горных пород и строительных материалов. В процессе работы ДСК происходит интенсивное пылеобразование, которое требует эффективной системы обеспыливания для обеспечения безопасных условий труда и соблюдения экологических норм. Правильный расчет пылевыделения и подбор аспирационного оборудования являются критически важными задачами при проектировании и эксплуатации дробильных комплексов.
Система обеспыливания включает в себя локальные укрытия источников пыления, сеть воздуховодов, пылеулавливающее оборудование и вентиляторы. Основным типом пылеуловителей для ДСК являются рукавные фильтры, обеспечивающие высокую степень очистки воздуха до 99 процентов и более. Данная статья рассматривает методику расчета пылевыделения и подбора рукавных фильтров для дробильно-сортировочных комплексов различной производительности.
Основными источниками пылевыделения на дробильно-сортировочных комплексах являются технологические операции дробления, грохочения и транспортирования материалов. Каждый из этих процессов характеризуется специфическими условиями образования пыли, связанными с механическим разрушением материала и его перемещением.
Дробилки различных типов являются наиболее интенсивными источниками пыли на комплексе. Щековые дробилки применяются для крупного и среднего дробления и работают по принципу раздавливания материала между неподвижной и подвижной щеками. Конусные дробилки используются для среднего и мелкого дробления, в них измельчение происходит в кольцевом пространстве между неподвижной чашей и подвижным конусом. Процесс дробления сопровождается образованием мелких частиц размером от нескольких микрометров до долей миллиметра.
Грохоты предназначены для разделения сыпучих материалов по крупности на сите с калиброванными отверстиями. При грохочении происходит интенсивное перемещение и соударение частиц, что приводит к образованию пылевого аэрозоля. Особенно высокое пылевыделение наблюдается при грохочении сухих материалов с высоким содержанием мелкой фракции.
Ленточные конвейеры осуществляют транспортировку материалов между технологическими операциями. Пылевыделение происходит в узлах загрузки и разгрузки конвейеров, где материал падает с высоты и происходит его ударное взаимодействие с поверхностью. Интенсивность пылеобразования зависит от высоты падения, скорости конвейера и физических свойств материала.
Удельное пылевыделение представляет собой количество пыли, образующейся при переработке единицы массы материала, и измеряется в килограммах на тонну перерабатываемой породы. Этот показатель зависит от типа оборудования, физико-механических свойств перерабатываемого материала, режимов работы и конструктивных особенностей установок.
Приведенные значения удельного пылевыделения являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Для точного расчета рекомендуется использовать данные технологических карт и паспортов оборудования, а также учитывать результаты натурных измерений на аналогичных производствах.
Интенсивность пылеобразования зависит от множества факторов. К основным относятся прочность и абразивность перерабатываемой породы, влажность материала, температурные условия, степень измельчения и режимы работы оборудования. Сухие материалы образуют значительно больше пыли по сравнению с влажными, так как влага способствует агломерации частиц. Хрупкие породы склонны к большему переизмельчению, чем вязкие материалы.
Для определения необходимой производительности системы обеспыливания требуется рассчитать общее количество пыли, выделяющейся от всех источников на комплексе. Расчет ведется путем суммирования выбросов от каждого единичного источника с учетом его производительности и удельного пылевыделения.
Gобщ = Q × Σ(ki)
где:
Gобщ - общее количество выделяющейся пыли, кг/ч
Q - производительность ДСК по перерабатываемому материалу, т/ч
Σ(ki) - сумма удельных коэффициентов пылевыделения всех источников, кг/т
Состав оборудования:
- Щековая дробилка: удельное пылевыделение 0,8 кг/т
- Конусная дробилка: удельное пылевыделение 0,5 кг/т
- Два вибрационных грохота: по 0,3 кг/т каждый
- Три пересыпа конвейеров: по 0,2 кг/т каждый
Расчет:
Σ(ki) = 0,8 + 0,5 + 2×0,3 + 3×0,2 = 0,8 + 0,5 + 0,6 + 0,6 = 2,5 кг/т
Gобщ = 300 т/ч × 2,5 кг/т = 750 кг/ч = 208 г/с
Вывод: Общее пылевыделение комплекса составляет 750 килограммов в час или примерно 208 граммов в секунду.
При расчете реальных систем следует учитывать, что не все источники пылевыделения работают одновременно с максимальной интенсивностью. Вводится коэффициент одновременности работы оборудования, который обычно принимается в диапазоне от 0,8 до 0,95. Это позволяет оптимизировать систему обеспыливания без избыточного завышения ее параметров.
Аспирационная система дробильно-сортировочного комплекса должна обеспечивать эффективный отсос запыленного воздуха от всех источников пылевыделения, транспортировку его по воздуховодам к пылеулавливающему оборудованию и выброс очищенного воздуха в атмосферу или возврат в помещение.
Производительность аспирационной системы определяется необходимым объемом воздуха для локализации пыли у каждого источника. Расчет ведется исходя из геометрических размеров укрытий, рекомендуемых скоростей отсоса и коэффициентов неорганизованных подсосов воздуха.
Для комплекса производительностью 300 т/ч с составом оборудования из предыдущего примера:
- Щековая дробилка: 10000 м³/ч
- Конусная дробилка: 12000 м³/ч
- Два грохота: 2 × 7000 = 14000 м³/ч
- Три пересыпа: 3 × 4000 = 12000 м³/ч
Общий объем: 10000 + 12000 + 14000 + 12000 = 48000 м³/ч
С учетом коэффициента запаса 1,1: 48000 × 1,1 = 52800 м³/ч
Для предотвращения осаждения пыли в воздуховодах необходимо обеспечить достаточную скорость движения воздуха. Минимальная транспортная скорость зависит от дисперсности и плотности частиц. Для минеральной пыли крупностью до 100 микрометров рекомендуемая скорость составляет от 18 до 22 метров в секунду в вертикальных участках и от 20 до 25 метров в секунду в горизонтальных участках воздуховодов.
Рукавный фильтр является основным элементом системы обеспыливания, обеспечивающим очистку запыленного воздуха перед его выбросом в атмосферу. Выбор фильтра осуществляется по нескольким критериям, включая производительность, начальную запыленность воздуха, температурные условия и требуемую степень очистки.
Для дробильно-сортировочных комплексов применяются рукавные фильтры с импульсной регенерацией типа ФРИ, фильтры с обратной продувкой типа ФРО и фильтры с механическим встряхиванием типа ФРН. Наиболее эффективными являются фильтры с импульсной регенерацией, позволяющие работать без остановки процесса фильтрации.
Материал фильтровальных рукавов подбирается в зависимости от температуры очищаемых газов, химического состава пыли и требуемого срока службы. Для дробильных комплексов при температуре до 130 градусов применяются рукава из полиэфирных волокон, обладающие хорошей стойкостью к абразивному износу. При повышенных температурах используются рукава из номекса или стеклоткани.
Площадь фильтрации является основным параметром рукавного фильтра, от которого зависит его производительность и эффективность работы. Расчет площади ведется исходя из объемного расхода очищаемого воздуха и допустимой удельной нагрузки на фильтровальную ткань.
F = Q / (60 × q)
F - требуемая площадь фильтрации, м²
Q - объемный расход очищаемого воздуха, м³/ч
q - удельная газовая нагрузка, м³/(м²×мин)
Удельная газовая нагрузка зависит от типа пыли, способа регенерации рукавов, начальной запыленности воздуха и требуемой степени очистки. Для минеральной пыли дробильных комплексов при импульсной регенерации рекомендуемая удельная нагрузка составляет от 1,0 до 2,0 кубических метров на квадратный метр в минуту.
Исходные данные:
- Производительность аспирационной системы: 52800 м³/ч
- Тип пыли: щебеночная
- Начальная запыленность: 10 г/м³
- Способ регенерации: импульсная продувка
- Принятая удельная нагрузка: 1,5 м³/(м²×мин)
F = 52800 / (60 × 1,5) = 52800 / 90 = 586,7 м²
С учетом запаса 10%: F = 586,7 × 1,1 = 645,4 м²
Выбор фильтра: Принимается фильтр с площадью фильтрации 650 м², например ФРИ-650 с 200 рукавами длиной 3,5 метра и диаметром 150 миллиметров.
После определения необходимой площади фильтрации выбирается стандартный типоразмер фильтра из номенклатуры производителя. Площадь одного рукава рассчитывается как произведение его длины на диаметр и число пи. Количество рукавов определяется делением общей площади на площадь одного рукава. Стандартные длины рукавов составляют 2, 3, 4 и 6 метров, диаметры - от 120 до 200 миллиметров.
Вентилятор аспирационной системы должен создавать давление, достаточное для преодоления всех гидравлических сопротивлений в тракте движения воздуха: местных сопротивлений в укрытиях и отсасывающих воронках, сопротивления трения в воздуховодах, сопротивления рукавного фильтра и динамического напора на выходе.
Pв = ΔPукр + ΔPвозд + ΔPф + ΔPдин
ΔPукр - потери давления в укрытиях и отсосах, Па
ΔPвозд - потери на трение в воздуховодах, Па
ΔPф - сопротивление рукавного фильтра, Па
ΔPдин - динамический напор на выходе, Па
Гидравлическое сопротивление фильтра складывается из сопротивления чистой ткани и сопротивления слоя пыли, накопившегося на поверхности рукавов. Начальное сопротивление чистых рукавов составляет от 150 до 250 паскалей. По мере накопления пыли сопротивление возрастает до величины срабатывания системы регенерации, которая обычно устанавливается в диапазоне от 1200 до 1500 паскалей.
Для системы из предыдущих примеров:
- Потери в укрытиях: 80 Па
- Потери в воздуховодах (150 м): 450 Па
- Сопротивление фильтра: 1400 Па
- Динамический напор: 100 Па
Общее давление: 80 + 450 + 1400 + 100 = 2030 Па
С учетом запаса 15%: 2030 × 1,15 = 2335 Па ≈ 2400 Па
Выбирается пылевой вентилятор производительностью 53000 м³/ч и давлением 2400 паскалей.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны являются обязательными гигиеническими нормативами, соблюдение которых необходимо для обеспечения безопасных условий труда. Для производственной пыли установлены нормативы в зависимости от ее состава и дисперсности.
Согласно гигиеническим нормативам ГН 2.2.5.3532-18, для пыли преимущественно фиброгенного действия установлены следующие значения предельно допустимых концентраций в воздухе рабочей зоны. Величина ПДК зависит от содержания свободного диоксида кремния в пыли, который обладает выраженным фиброгенным действием на легочную ткань.
После очистки в рукавном фильтре концентрация пыли в очищенном воздухе должна быть снижена до величины, обеспечивающей соблюдение нормативов при выбросе в атмосферу. Для жилых зон установлена предельно допустимая концентрация взвешенных веществ 0,5 миллиграмма на кубический метр для максимальной разовой концентрации и 0,15 миллиграмма на кубический метр для среднесуточной концентрации.
Контроль содержания пыли в воздухе рабочей зоны должен проводиться регулярно в соответствии с требованиями санитарных норм. Периодичность измерений зависит от класса опасности вещества и составляет от одного раза в месяц для высокоопасных веществ до одного раза в полгода для малоопасных. Используются аспирационные и гравиметрические методы определения концентрации пыли.
Современные рукавные фильтры обеспечивают степень очистки воздуха от пыли на уровне 99,5 процентов и выше, что позволяет снизить концентрацию пыли на выходе до 10-20 миллиграммов на кубический метр при начальной запыленности до 15 граммов на кубический метр. Это обеспечивает соблюдение санитарных норм и экологических требований.
Срок службы фильтровальных рукавов зависит от многих факторов: типа пыли, ее абразивности, температурного режима, качества материала рукавов и правильности настройки системы регенерации. В среднем рукава служат от полутора до трех лет при работе в одну смену. При высокой абразивности пыли или повышенных температурах срок службы может сократиться до одного года. Признаками износа рукавов являются снижение эффективности очистки, увеличение проскока пыли и рост сопротивления фильтра при исправной системе регенерации.
Да, для небольших и средних дробильно-сортировочных комплексов часто используется централизованная система обеспыливания с одним рукавным фильтром большой производительности. Это упрощает эксплуатацию и обслуживание системы. Однако для крупных комплексов с разветвленной сетью воздуховодов может быть целесообразно использование нескольких фильтров меньшей производительности, расположенных ближе к источникам пылевыделения. Это позволяет снизить протяженность воздуховодов и уменьшить общее сопротивление системы.
Эффективность работы рукавного фильтра зависит от правильности подбора параметров системы, качества фильтровальной ткани, корректности настройки системы регенерации и своевременности обслуживания. Важно обеспечить равномерное распределение воздуха по всем рукавам, исправную работу импульсной продувки, герметичность креплений рукавов и отсутствие повреждений ткани. Снижение эффективности может быть вызвано забиванием рукавов при недостаточной регенерации, повреждением ткани абразивными частицами или увлажнением пыли при конденсации влаги.
Выбор материала рукавов определяется температурой очищаемого воздуха, химическими свойствами пыли и требуемым сроком службы. Для температур до 130 градусов применяются полиэфирные ткани, которые обладают хорошей прочностью и устойчивостью к истиранию. При температурах до 180 градусов используется номекс, а для высокотемпературных применений до 260 градусов - стеклоткань или базальтовое волокно. Для химически агрессивных сред применяются специальные материалы с защитными покрытиями. Важно также учитывать стоимость материала и его доступность на рынке.
При высокой начальной запыленности воздуха более 20 граммов на кубический метр или наличии крупных частиц размером более 5 миллиметров рекомендуется установка предварительной ступени очистки. Чаще всего используются циклоны, которые улавливают крупную и среднюю пыль, снижая нагрузку на рукавный фильтр. Это продлевает срок службы рукавов, уменьшает частоту регенерации и повышает общую надежность системы. Однако для дробильных комплексов с умеренной запыленностью можно обойтись без предочистки, используя только рукавный фильтр.
Производительность вентилятора определяется суммарным объемом воздуха, который необходимо отсасывать от всех источников пылевыделения на комплексе. Расчет ведется для каждого укрытия отдельно исходя из его геометрических размеров и рекомендуемых скоростей отсоса. К полученной сумме добавляется объем воздуха на неорганизованные подсосы через неплотности, который составляет 10-15 процентов от расчетного. Также необходимо учесть объем воздуха, расходуемого на регенерацию рукавов, если используется обратная продувка. Окончательная производительность принимается с запасом 10 процентов.
Рукавный фильтр может устанавливаться как в отапливаемом помещении, так и на открытой площадке. При наружной установке необходимо предусмотреть утепление корпуса фильтра и бункера для предотвращения замерзания пыли зимой. Помещение должно иметь достаточную высоту для размещения фильтра и обеспечивать удобный доступ для обслуживания. Необходимо предусмотреть возможность замены рукавов, очистки бункера и осмотра оборудования. При установке внутри помещения требуется обеспечить отвод тепла от вентилятора и достаточную вентиляцию. Также важно учесть возможность виброизоляции вентилятора для снижения шума.
Для контроля работы системы устанавливаются приборы контроля разрежения в воздуховодах, датчики перепада давления на фильтре, датчики уровня пыли в бункере. Современные фильтры оснащаются автоматическими системами управления, которые контролируют режим регенерации, сигнализируют о превышении допустимого сопротивления и управляют выгрузкой пыли из бункера. Визуальный контроль включает наблюдение за выбросом из трубы, который не должен содержать видимой пыли, проверку отсутствия подсосов воздуха через неплотности укрытий и периодическое измерение концентрации пыли в рабочей зоне.
Снижение эффективности очистки может быть вызвано несколькими причинами. Первое - проверяется исправность системы импульсной продувки, давление сжатого воздуха должно быть не менее 0,5 мегапаскаля. Второе - осматриваются рукава на предмет повреждений, порванные рукава необходимо заменить. Третье - проверяется герметичность крепления рукавов к трубной решетке. Четвертое - контролируется соответствие фактической скорости фильтрации расчетной, превышение скорости приводит к проскоку пыли. Пятое - проверяется состояние воздуховодов, отсутствие завалов пылью. При систематическом снижении эффективности необходимо провести полную ревизию системы.
Наиболее распространенные ошибки включают: занижение производительности системы, что приводит к неполному улавливанию пыли; неправильный выбор скоростей движения воздуха в воздуховодах, вызывающий осаждение пыли; недостаточная площадь фильтрации, приводящая к повышенному сопротивлению и снижению срока службы рукавов; отсутствие предочистки при высокой запыленности; неправильный выбор материала рукавов для конкретных температурных условий; недостаточное внимание к герметичности укрытий источников пыления. Избежать этих ошибок позволяет тщательный расчет всех параметров системы и привлечение опытных специалистов.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.