Noi documente normative pentru proiectarea instalațiilor de aspirație

Noi acte normative pentru proiectarea instalațiilor de aspirație - „Reguli pentru proiectarea și configurarea instalațiilor de aspirație pentru întreprinderile de depozitare și prelucrare a cerealelor”

Creșterea nivelului tehnic al întreprinderilor de prelucrare a cerealelor din Ucraina, crearea unor producții economice din punct de vedere energetic și ecologice sunt direct legate de rezolvarea problemelor de protecție a mediului, de asigurarea unor condiții de muncă corespunzătoare și de pericolul de incendiu-explozie. Unul dintre cele mai comune mijloace de rezolvare a acestor probleme sunt mijloacele tehnologice și aerodinamice de desprăfuire. Cu toate acestea, eficacitatea lor în fabricile de prelucrare a cerealelor rămâne insuficientă.

Funcționarea nesatisfăcătoare a instalațiilor de aspirație a fost observată până în prezent la întreprinderile de depozitare și prelucrare a cerealelor. Acest lucru duce la o concentrație ridicată de praf în instalațiile de producție, care afectează negativ sănătatea personalului, înrăutățește starea sanitară a întreprinderilor, duce la încălcări ale procesului tehnologic și la creșterea costurilor energetice.

Poluarea semnificativă a aerului în zonele de lucru este cauza riscurilor de explozie - explozii catastrofale în întreprinderi. Aproximativ 100 de explozii ale amestecurilor praf-aer au loc anual în instalațiile de depozitare și prelucrare a cerealelor din întreaga lume. Din cauza lipsei unei proiectări și a unei funcționări adecvate a sistemului de aspirație, praful se acumulează pe suprafețele de lucru, contribuind la răspândirea și menținerea incendiilor și a exploziilor prin intermediul sistemelor extinse de depoluare. În plus, utilizarea sistemelor de aspirație existente demonstrează o fiabilitate insuficientă, o poluare semnificativă a mediului și o intensitate energetică ridicată - consumul de energie depășește valorile necesare de un factor de două sau mai mult.

Eficiența scăzută a sistemelor de desprăfuire existente este cauzată de două probleme principale:

• Imperfecțiunea bazei normative și tehnice actuale de proiectare a sistemelor de aspirație, lipsa normelor de proiectare a instalațiilor pentru liniile tehnologice cu productivitate de peste 175 t/h.
• Lipsa unei metodologii eficiente de organizare modernă a întreținerii sistemelor de aspirație.

În prezent, metodologia de calcul aerodinamic al sistemelor de desprăfuire se bazează în principal pe valori normalizate ale debitelor de presiune și ale pierderilor de aer prin aspirație. Metodologia de determinare a parametrilor surselor de îndepărtare a prafului prin "fluxuri gravitaționale echivalente" face dificilă obținerea unor valori fiabile ale parametrilor productivității fluxului praf-aer. În plus, după cum arată practica de producție, acești parametri depind de o serie de factori, inclusiv de rezistența aerodinamică a adăposturilor echipamentelor, de dispunerea zonelor de scurgere ale acestora și de tipul de materiale granulate.

Complexitatea proiectării sistemelor de aspirație constă în faptul că normele actuale de proiectare standardizează mai mult sau mai puțin construcția sistemelor de desprăfuire pentru liniile tehnologice cu productivitate de până la 175 t/h, în timp ce strategia de reconstrucție a întreprinderilor existente și de construcție a unora noi în Ucraina prevede utilizarea liniilor cu productivitate de la 175 la 1500 t/h (terminale maritime de cereale etc.). Lipsa unei baze normative și tehnice bine fundamentate și a unei metodologii de creare a sistemelor de aspirație a liniilor puternice de transport și tehnologice a devenit motivul eficienței scăzute a acestora (intensitatea energetică depășește de 2-4 ori valorile practic necesare); procesul de desprăfuire se realizează în intervalul 30-40% din valoarea necesară. Încercările organizațiilor de proiectare de a crea sisteme de depoluare fără un cadru de reglementare și o metodologie adecvate conduc la soluții tehnice diverse, nerezonabile și uneori absurde. Ca urmare, praful din spațiile de lucru depășește de câteva ori concentrațiile maxime admise (CMА) de praf de cereale, iar poluarea mediului depășește de 5 ori valorile normative.

Practica utilizării sistemelor de desprăfuire ridică o serie de întrebări privind eficiența energetică și calitatea curățării amestecurilor praf-aer - răspunsurile la aceste întrebări sunt absente din documentele de reglementare actuale. Cercetările efectuate de complexul de cercetare și producție al Universității Naționale Tehnologice din Odessa (ONTU) și GC Grain Capital au demonstrat că cerințele față de caracteristicile modului (Qa - debit de aer, Ha - pierderi de presiune) sunt semnificativ supraestimate. Ca urmare, eficiența de desprăfuire este cu 60% mai mică decât valoarea necesară.

Înăsprirea semnificativă a cerințelor față de starea ecologică a mediului, pericolul de incendiu și explozie, participarea organizațiilor ucrainene la proiectele mondiale globale "Construcții ecologice" și "Clădiri ecologice" necesită crearea unor sisteme de desprăfuire fundamental noi.

Diverse studii privind procesul de desprăfuire și îndepărtarea prafului la întreprinderile de prelucrare a cerealelor de nouă generație, efectuate de complexul științific și de producție al ONTU și GC "Grain Capital", au permis crearea unor noi "Reguli de proiectare și reglare a instalațiilor de aspirație ale întreprinderilor de depozitare și prelucrare a cerealelor".

Aceste reguli se bazează pe construcția sistemelor de desprăfuire în trei etape:

• Dezvoltarea mijloacelor de suprimare a capacității de formare a prafului a surselor de aspirare a prafului.
• Crearea de adăposturi pentru echipamente cu o etanșeitate rezonabilă.
• Proiectarea instalațiilor de aspirație cu caracteristici aerodinamice și surse de eliminare a prafului complet sincronizate.

La baza creării unor noi sisteme de aspirație stă gestionarea indicatorilor de calitate a funcționării acestora în funcție de starea mediului praf-aer al surselor de desprăfuire și extragere a prafului, caracteristicile constructive ale liniilor tehnologice de transport și parametrii aerodinamici ai acestora.

Determinarea parametrilor raționali ai sistemelor de desprăfuire se realizează prin sinteza principalelor elemente constitutive, printre care se disting elementele liniilor și relațiile lor aerodinamice. Schema structurală a liniilor de transport-tehnologice este prezentată în schema nr.1.

Pe baza stabilității de îndepărtare a prafului, zonele sunt împărțite în trei tipuri: productivitate constantă (tranzit), productivitate variabilă (volum variabil), acumulare de material (non-tranzit).

În funcție de productivitate și de debitul de presiune al fluxurilor de praf-aer, se disting trei tipuri de conexiuni: complete, parțiale, întrerupte. Prima înseamnă conexiuni între secțiuni la absența pierderilor de presiune și a productivității fluxului de praf-aer. A doua definește modificările parțiale ale rezistenței și productivității, iar a treia - absența completă a interrelaționării parametrilor fluxurilor de praf-aer ale secțiunilor de legătură.

Caracteristicile aerodinamice și distribuția presiunii aerului sunt obținute prin sintetizarea caracteristicilor elementelor și echipamentelor. Procesul de determinare a sistemului optim de desprăfuire, a compoziției, structurii și parametrilor de funcționare a acestuia implică două etape. În prima etapă, se stabilesc soluțiile optime de dispunere a extracției prin aspirație cu minimizarea costurilor materialelor. În a doua etapă, pentru structura optimă a sistemului de desprăfuire, se stabilesc parametrii sistemului de aspirație pentru a minimiza energia utilizată pentru funcționarea sistemului.

Alegerea finală a tipului de sistem de desprăfuire (local, ramificat) se stabilește prin compararea costurilor totale. Schema de principiu a creării unor sisteme eficiente de desprăfuire este prezentată în fig. 1.

Noile reguli concretizează ideea aplicării expeditive a aspirației locale, care este instalată direct la sursa de emisie a prafului și include funcțiile de colectare a prafului, recepția a aspirației și îndepărtarea a prafului, reducerea amestecurilor praf-aer. Eliminarea mijloacelor tradiționale de aspirație în etapa de transport al prafului către buncărele de deșeuri și depoluarea directă a surselor de emisie a prafului permite reducerea costurilor energetice, creșterea gradului de depoluare a aerului aspirat de la 60% la 90-96%, precum și creșterea fiabilității instalațiilor (eliminarea necesității de a utiliza ecluze și evitarea blocării prafului în conducte).

Dispozițiile de proiectare elaborate și metodele de determinare a modurilor de funcționare a instalațiilor de aspirație au fost testate în perioada 2011-2014 la o serie de întreprinderi din industrie și au permis nu numai asigurarea cerințelor de reglementare privind siguranța mediului, siguranța împotriva incendiilor și exploziilor, dar și reducerea semnificativă a intensității energetice a sistemelor, asigurând în același timp fiabilitatea corespunzătoare.

Aplicarea noilor reguli pentru proiectarea și ajustarea instalațiilor de aspirație la întreprinderile de depozitare și prelucrare a cerealelor la crearea sistemelor de desprăfuire ale întreprinderilor de bază a permis stabilirea unei eficiențe ridicate, conformitatea cu cerințele moderne de reglementare cu reducerea simultană a intensității materialelor și a energiei de 1,5-2 ori în comparație cu instalațiile de aspirație tradiționale.

Autori:

Gaponyuk A.I., șef al Departamentului de echipamente tehnologice pentru producția de cereale (TOZV) al Universității Naționale Tehnologice din Odessa (ONTU), profesor, doctor în științe tehnice.

Gaponyuk I.I., profesor al Departamentului de tehnologie a producției de prelucrare a cerealelor (TZPP) al Universității Naționale de Tehnologii Alimentare (NUPT), doctor în științe tehnice.

Lista literaturii utilizate:

Reguli pentru proiectarea sistemelor de aspirație ale industriei de prelucrare a cerealelor. - K.: Ministerul Agriculturii și Alimentației din Ucraina, 1995. - 190 с.

Reguli de proiectare și reglare a instalațiilor de aspirație ale întreprinderilor de depozitare și prelucrare a cerealelor. - Odessa-Kyiv, 2014. - 120 с.