Новые нормативные документы проектирования аспирационных установок

2014-08-8 15:21:00

Новые нормативные документы проектирования аспирационных установок

Новые нормативные документы проектирования аспирационных установок — «Правила проектирования и наладки аспирационных установок предприятий по хранению и переработке зерна»

Повышение технического уровня предприятий зерноперерабатывающей отрасли Украины, создание энергосберегающих, экологически чистых производств связано с решением проблем охраны окружающей среды,
обеспечением надлежащих условий труда и пожаровзрывобезопасности. Наиболее распространенными средствами их устранения являются технологические и аэродинамические средства обеспыливания.
Однако их эффективность на предприятиях переработки зерновых материалов — недостаточна.

На предприятиях хранения и переработки зерна, до настоящего времени имела место неудовлетворительная работа аспирационных установок. В связи с этим в среде производственных помещений
содержится большое количество пыли, что негативно влияет на здоровье обслуживающего персонала, ухудшает санитарное состояние предприятий, приводит к несоблюдению регламента ведения
технологического процесса, большим расходам электроэнергии.

Значительная запыленность воздуха в рабочих помещениях является причиной взрывоопасности — катастрофических взрывов предприятий. Так, ежегодно в м
ире на предприятиях по хранению и переработке зерна возникает 100 взрывов пылевоздушных смесей. В связи с отсутствием грамотных режимов, конструкций аспирационных сетей возникает
отложение пыли на рабочих поверхностях, которое влияет на распространение и поддержку пламени, взрывов по разветвленным системам обеспыливания. Кроме того, практика использования существующих аспирационных
установок указывает на недостаточную надежность и значительное загрязнение окружающей среды, высокую энергоемкость — превышение потребляемой мощности против объективно необходимых значений в два и более раз.

Низкая эффективность действующих систем обеспыливания обусловлена двумя проблемами:

  • несовершенством существующей нормативно-технической базы проектирования аспирационных сетей, отсутствием норм проектирования установок для технологических линий производительностью более 175 т/ч;
  • отсутствие эффективной методологии организации обслуживания современных аспирационных установок.

Существующая на сегодня методика аэродинамических расчетов систем обеспыливания построена, в основном, на нормированных величинах расходов давления и потерь аспирационного воздуха.
Методика определения параметров источников пылевыделения через «эквивалентные самотек» затрудняет получение надежных значений параметров производительности пылевоздушных потоков.
Кроме того, как указывает производственная практика, эти параметры зависят от ряда факторов, в том числе и от аэродинамического сопротивления укрытия оборудования, схемы зон расположения их неплотностей,
вида зерновых материалов.

Сложность проектирования систем аспирации обусловлена тем, что Правила проектирования {1} более или менее нормируют построение систем обеспыливания технологических линий, производительностью до 175 т/ч,
в то время как стратегия реконструкции существующих, строительство новых предприятий отрасли хлебопродуктов Украины предусматривает применение линии производительностью уже от 175 до 1500 т/ч
(морские зерновые терминалы и др.). Отсутствие обоснованной нормативно-технической базы, методологии создания систем аспирации мощных транспортно-технологических линии стала причиной их нетрудоспособности
(завышенная против практически необходимых значений в 2-4 раза энергоемкости); процесс обеспыливания осуществляется в диапазоне 30-40% целесообразного значения. Попытки проектных организации спроектировать
системы обеспыливания без соответствующей нормативной базы, методологии проектирования приводят к разнохарактерным, необоснованным, а иногда, и к абсурдным техническим решениям. В результате чего запыленность
рабочих помещений превосходит предельно допустимые концентрации (ПДК) зерновой пыли в несколько раз, а загрязнение окружающей среды превосходит нормативные значения в 5 раз.

Практика применения систем обеспыливания ставит ряд вопросов к энергоэффективности, качеству очистки пылевоздушных смесей — ответы на эти вопросы в нормативных документах {1} отсутствуют.
Непосредственно исследованиями научно-производственного комплекса Одесской национальной академии пищевых технологии (ОНАПТ) и ГП «Зерновая столица» доказано, что требования к режимным характеристикам
(Qa — расход воздуха, Ha — потери давления) существенно завышены. В результате чего коэффициент эффективности обеспыливания на 60% меньше практически необходимых значений.

Существенное ужесточение требований к экологическому состоянию окружающей среды, пожаровзрывобезопасности, участие украинских организаций в глобальных мировых проектах «Green construction»,
«Green Buildings» обуславливает необходимость создания принципиально новых систем обеспыливания.

Разноплановые исследования процесса пылеобразования пылеудаления зерноперерабатывающих предприятий нового поколения — строительства 2000-2014 годов (морские терминалы, элеваторы с металлическими силон и
прочее), проведенные научно-производственным комплексом ОНАПТ и ГП «Зерновая столица», позволили создать новые Правила проектирования и наладки аспирационных установок предприятий по хранению и переработке
зерна {2}.

Они формируются в основном на построении систем обеспыливания в три этапа:

  • разработка средств подавления пылящих способности источников пылевыделения;
  • создание укрытий оборудования целесообразной герметичности;
  • проектирование аспирационных установок полностью синхронизированных аэродинамических характеристик с источниками пылеобразования.

Основой создания новых систем аспирации является управление показателями качества их работы в зависимости от состояния пылевоздушной среды источников пылеобразования и пылевыделения
от конструктивных особенностей транспортно-технологических линий и их аэродинамических показателей.

Определение рациональных параметров систем обеспыливания осуществлено синтезом основных составляющих их элементов, среди которых выделяются звенья линий и их аэродинамические связи.
Структурная схема транспортно-технологических линий представлена на схеме № 1.

Участки по признаку стабильности пылевыделения разделяются на три вида: постоянной производительности (транзитные); переменной производительности (переменного объема); накопления материала (непроходимые).

В зависимости от производительности и расходов давления пылевоздушных потоков выделяется три вида связей: полный, частичный, разорванный.
Первый выделяет связи между участками при отсутствии потерь давления и производительности пылевоздушной потока. Второй определяет частичные изменения сопротивления и производительности,
а третий — полное отсутствие взаимосвязи параметров пылевоздушных потоков соединительных участков.

Аэродинамические характеристики, распределение давления воздушной среды получаемых синтезом характеристик звеньев и оборудования.
Процесс определения оптимальной системы обеспыливания ее состава, структуры и параметров функционирования предусматривает два этапа. На первом — устанавливаются оптимальные компановачные
решения аспирационных отборов с минимизацией материалозатрат. На втором этапе для системы обеспыливания оптимальной структуры определяются параметры аспирационных отборов, которые обеспечивают
минимизацию энергии, расходуемой на функционирование системы.

Итоговый выбор типа системы обеспыливания (локальный, разветвленный) устанавливается с сравнением совокупных расходов.
Принципиальная схема создания эффективных систем обеспыливания приведена на рис. 1

В новых правилах реализована идея целесообразного применения локальной аспирации, которая устанавливается непосредственно на источнике пылеудаления и содержит в себе функции пылесбора,
аспирационного приема и пылевыделения, уменьшения пылевоздушных смесей.Устранение традиционных существующих до сих пор средств аспирации, на этапе транспортировки пыли в бункеры отходов и непосредственное
обеспыливания источников пылевыделения позволяет уменьшить энергозатраты, до двух раз повысить степень обеспыливания аспирационного воздуха с 60% до 90-96% и надежность установок (устранить необходимость
применения шлюзовых затворов, а также избежать закупоривания — залегание пыли в воздуховодах).

Разработаные положения проектирования, методики определения режимов аспирационных установок прошли апробацию с 2011-2014 годы на ряде предприятий отрасли и позволили не только обеспечить нормативные
требования экологической безопасности, безопасности взрывов и пожаров, а и существенно снизить энергоемкость систем при обеспечении соответствующей надежности.

Применение новых правил по роектированию и наладке аспирационных установок предприятий по хранению и переработке зерна в создании систем обеспыливания базовых предприятий позволило установить
высокую их эффективность, соответствие современным нормативным требованиям при одновременном уменьшении материалоемкости, энергоемкости в 1,5-2 раза против традиционных аспирационных установок.

Авторы:

Гапонюк О.И., заведующий кафедрой ТОЗВ ОНАПТ, проф. д.т.н.

Гапонюк И.И., профессор кафедры ТЗПЗ НУПТ, д.т.н.

Список использованной литературы:

1. Правила по проектированию систем аспирации зерноперерабатывающей отрасли.- К .: Минсельхозпрода Украины. 1995.-190 с.


2. Правила проектирования и отладки аспирационных установок предприятий по хранению и переработке зерна.- Одесса-Киев 2014-120 с.