Повышение качества очистки воздуха внутри помещений. Часть 2

1 2

---

ГЛАВА 3. РЕШЕНИЕ ВОПРОСА ПО УЛУЧШЕНИЮ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ

 3.1 Удаление пыли на предприятии.

Наиболее действенным и радикальным методом очистки от металлической пыли считается совершенствование технологических процессов. Оно заключается в установке новейшего оборудования, способствующего уменьшению вредных выбросов в процессе обработки и транспортировки материала. К мероприятиям, способствующим очистке воздуха, также можно отнести:

 совершенствование процесса спекания шихты на агломерационных фабриках;

 увлажнение пылящих элементов;

 замена абразивной методики обработки сырья на огненную;

 использование транспорта закрытого вида (например, пневмотранспорта) для перевозки пылящих веществ и прочее.

3.2 Очистка воздуха в цеху.

Существенно понизить либо полностью устранить попадание пыли в атмосферу может герметизация пылепроизводящих станков и оборудования. Но обеспечить ее необходимо на протяжении всего производственного цикла.
Наиболее действенным способом очистки воздуха от пылевых загрязнений является гидрообеспыливание. [18]Данный метод широко применяется в металлургическом производстве для уменьшения пылевых выбросов из доменных цехов и агломерационных фабрик. Суть обеспыливания заключается в установке водораспыляющих форсунок на источниках образования пыли.
Еще одним проверенным средством избавления от вредных частиц считается обеспыливающая вентиляция. На кожух-укрытие либо пылящий агрегат монтируется местный отсос, отводящий пылевые потоки от рабочей зоны. Эксплуатация вентиляционных систем обеспылевания допускается только после проверки ее эффективности. Для технического обслуживания таких установок необходимо привлекать квалифицированных специалистов. До выброса в атмосферу из загрязненного воздуха удаляется металлическая пыль в специальных установках.

Очистить запыленный воздух от загрязнений можно следующими методами:

 посредством сухой очистки в пылеосадительных камерах, циклонах, мультициклонах, инерционных и матерчатых фильтрах;

 с помощью мокрой очистки в устройствах и скрубберах различных типов;

 электрической очисткой в сухих и мокрых электрофильтрах;

 ультразвуковыми очистителями.

В некоторых случаях не обойтись без изоляции пыльных рабочих зон от остальных цехов. Отделить такие зоны можно посредством обустройства перегородок либо установкой специальных кожухов-кабин на пылящие агрегаты.
В особо пыльных помещениях, которые проблематично очистить от загрязнений, рекомендуется обустроить местные зоны с подачей чистого воздуха через трубопроводы большого сечения. Скорость выдачи воздушного потока не должна превышать 0,3-0,5 м/сек.
Очистить стены, полы и поверхность оборудования от металлических частиц можно с помощью воды. Иногда на производстве используются пылесосы.
Если показатели запыленности воздуха высоки, то при уборке помещений следует пользоваться такими средствами защиты, как респираторы шлангового типа, которые обеспечивают подачу чистого воздуха из окружающей среды.

3.3 Разработка комплексных мероприятий для снижения загрязнения воздуха в помещении.

Проблема предупреждения выделения вредностей, их локализации и обезвреживания, утилизации отходов является особенно острой на производстве по обработке металла. Проблемы очистки и повышение качества воздуха в цехах по обработке – это проблема всех производственных предприятий.

В связи с этим целесообразен комплекс необходимых мероприятий для повышения качества воздуха в помещении. Данные мероприятия должны обеспечивать сокращение концентраций загрязняющих вредных веществ.

Таблица 3.1 − Комплекс необходимых мер для снижения загрязнения атмосферного воздуха

 

Для этих целей необходимо применить целый комплекс мероприятий, направленный на использование:

1. для очистки от пыли – искрогасителей, сухих и мокрых пылеуловителей, электростатических пылеуловителей, скрубберов (вагранки), тканевых фильтров;

2. для дожигания ваграночных газов – рекуператоры системы очистки газов, установки низкотемпературного окисления СО;

3. для уменьшения выделения вредностей формовочных и стержневых смесей – снижение расхода связующего, окисляющие, связующие и адсорбирующие добавки;

4. для обеззараживания отвалов – устройство полигонов, биологическая рекультивация, покрытие изоляционным слоем, закрепление грунтов и т. д.;

5. для очистки сточных вод – механические, физико-химические и биологические методы очистки.

Все эти мероприятия связаны со значительными затратами. Очевидно, следует, на предприятиях прежде всего, бороться не с последствиями поражения вредностями, а с причинами их возникновения. Экологическое сознание определяет выбор вариантов технологий, строительства предприятий и использования природных ресурсов, экологическую культуру граждан.

Основными приоритетными направлениями в работе над снижением негативного воздействия на окружающую среду и уменьшения рисков в области безопасности и здоровья работников предприятий по обработке металла необходимо:

1. продолжить работы по внедрению экологически чистых технологий и оборудования, экологически эффективных проектов, технических инноваций в сочетании с социальной корпоративной ответственностью;

2. продолжить работы по дальнейшему проведению экспертной оценки новой техники, технологий, материалов, реагентов и контрактов с учетом экологических требований, предъявляемых к ним, проведению диагностики, капитального ремонта, модернизации, технического перевооружения на основе ресурсосберегающих и малоотходных технологий, реконструкции производственных объектов.

 

С целью предотвращения возникновения аварийных ситуаций на объектах и своевременного обнаружения, принятия действенных мер по ликвидации аварий предусматривается ряд мер:

1. регулярная диагностика оборудования;

2. техническое обслуживание;

3. ремонтно-профилактические работы;

4. воздушное и наземное патрулирование трубопровода;

5. постоянная готовность аварийно — восстановительной бригады;

6. оснащение ремонтной бригады современным оборудованием и техникой;

7. разработка плана-схемы ликвидации аварии;

8. обучение персонала, тренировочных занятий;

9. административные (назначения ответственных лиц, приказы, поощрения и прочее).

 

В результате исследования предприятий по обработке металла, для предотвращения попадания вредных веществ в организм работников, необходима установка новых пылеулавливающих аппаратов.

Одной из причин негативного влияния на состояние атмосферного воздуха в обрабатывающем производстве является неудовлетворительная работа пылегазоочистного оборудования. Это происходит вследствие недостаточно эффективной работы установок, износа оборудования, а во многих случаях его полного отсутствия. В связи с чем, очевидна актуальность работ, направленных на совершенствование уже известных конструкций пылеуловителей и создание принципиально новых, отличающихся простотой изготовления и эксплуатации, надежной работоспособностью, компактностью, низкой металлоемкостью, небольшим аэродинамическим сопротивлением и высокой эффективностью.

Проанализировав и изучив современные средства и методы обеспечения производственной безопасности предприятий рекомендуется установить на производстве электрофильтры. В случае правильного подобранного оборудования можно достичь не только снижения негативного влияния пыли на организм работников, но и значительно увеличить производительность в предприятиях данного направления.

3.4 Конструкции и виды электрофильтров.

Аппараты для очистки газов этим методом называют электрофильтрами. Основными элементами электрофильтров являются: газоплотный корпус с размещенными в нем коронирующими электродами, к которым подводится выпрямленный ток высокого напряжения, и осадительными заземленными электродами, изоляторы электродов, устройства для равномерного распределения потока по сечению электрофильтра, бункера для сбора уловленных частиц, системы регенерации электродов и электропитания. [17]

Конструктивно электрофильтры могут быть с корпусом прямоугольной или цилиндрической формы. Внутри корпусов смонтированы осадительные и коронирующие электроды, а также механизмы встряхивания электродов, изоляторные узлы, газораспределительные устройства.

Часть электрофильтра, в которой размещены электроды, называют активной зоной (реже — активным объемом). В зависимости от числа активных зон известны электрофильтры однозонные и двухзонные. В однозонных электрофильтрах коронирующие и осадительные электроды в пространственном отношении, конструктивно не разделены, в двухзонных электрофильтрах имеется четкое разделение. Для санитарной очистки запыленных выбросов используют однозонные конструкции с размещением коронирующих и осадительных электродов в одном рабочем объеме. Двухзонные электрофильтры с раздельными зонами для ионизации и осаждения взвешенных частиц применяют в основном при очистке приточного воздуха. Связано это с тем, что в ионизационной зоне происходит выделение озона, поступление которого не допускается в воздух, подаваемый в помещения.

В зависимости от направления движения газа электрофильтры подразделяют на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные аппараты занимают в плане значительно меньше места, но при прочих равных условиях коэффициенты очистки в них ниже. Активная длина поля вертикального электрофильтра совпадает с активной высотой его электродов.

По мере осаждения пыли на электродах понижается эффективность пылеулавливания. Во избежание этого явления и поддержания оптимальной эффективности электрофильтров электроды периодически очищают от пыли встряхиванием или промывкой. Соответственно электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые.

К мокрым относят аппараты, улавливающие жидкие или значительно увлажненные твердые частицы, а также электрофильтры, электроды которых очищаются самотеком (конденсатом уловленного жидкого аэрозоля) или посредством смывки осевших частиц жидкостью. К сухим относят электрофильтры, улавливающие сухие твердые частицы, которые удаляют с электродов посредством встряхивания через определенные промежутки времени.

Все мокрые электрофильтры, нашедшие применение в промышленности, имеют вертикальную компоновку. Сухие аппараты могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Преимущественное применение среди сухих электрофильтров имеют аппараты с горизонтальным ходом газа — горизонтальные многопольные аппараты, в которых очищаемый газ проходит последовательно через несколько электрических полей.

В зависимости от формы осадительных электродов известны электрофильтры трубчатые и пластинчатые (рис. 2). Трубчатые электрофильтры состоят из большого числа элементов, имеющих круглое или сотообразное сечение. По оси трубчатого элемента расположен коронирующий электрод. В пластинчатом электрофильтре имеется большое количество параллельных пластин. Между ними находятся натянутые коронирующие электроды.

Формы осадительных и коронирующих электродов могут быть самыми разнообразными. Коронирующие электроды могут набираться из тонких круглых или толстых шестигранных стержней, стальных пилообразных полос, профилированных лент с игольчатой выштамповкой. Иногда применяются и другие формы. Осадительные электроды сухих фильтров выполняют в виде профилированных пластин, желобов, реже — коробок с круглыми или сложными вырезами для лучшего удержания осажденной пыли от вторичного уноса. В мокрых электрофильтрах проблема вторичного уноса несущественна, поэтому электроды выполняют в виде наборов прутков и гладких пластин, что позволяет легко смывать осадок.

Электроды сухих фильтров встряхивают соударением или при помощи специальных ударно-молотковых механизмов. Соударения применяют в основном для встряхивания коробчатых электродов. Остальные типы коронирующих и осадительных электродов встряхивают ударами вращающихся молотковых механизмов по наковальням, прикрепленным к этим электродам.

Промывка электродов в мокрых электрофильтрах может производиться периодически или непрерывно. Для периодической промывки подают большое количество воды или другой промывной жидкости на электроды (в активную зону) при отключенном напряжении. На время промывки секции подачу газа прекращают.

Переток неочищенного газа мимо активной зоны даже в небольшом количестве может заметно ухудшить степень очистки. В горизонтальных фильтрах неактивные зоны расположены над и под электродной системой (включая бункера), а также в промежутках между крайними осадительными электродами и корпусом. В вертикальных пластинчатых фильтрах неактивны промежутки между осадительными электродами и корпусом. В вертикальных трубчатых аппаратах неактивные зоны можно устранить полностью. В пластинчатых конструкциях зазоры необходимы для встряхивания электродов и соблюдения пробойных промежутков. Поэтому в таких электрофильтрах предусматривают клапаны (щитки), создающие лабиринтное уплотнение и снижающие перетоки газа.

Скорость очищаемого газа в активной зоне является одной из основных характеристик электрофильтра. Наибольшую величину электрического заряда частицы размером до 1 мкм получают за время нахождения в электрическом поле около 1 с. Скорость принимают в зависимости от конструкции электрофильтра. Так, в сухих электрофильтрах ее значение находится обычно в пределах 0,8…1,7 м/с. Должно быть обеспечено равномерное распределение скорости очищаемого газа по сечению аппарата. Для выравнивания скоростного поля в электрофильтре устанавливают решетки, направляющие лопатки, перфорированные пластины.

Широкое распространение в промышленности поручили электрофильтры типа УГ, ЭГА и др. Эти аппараты применяют на тепловых электростанциях, в черной и цветной металлургии, химической промышленности, на предприятиях строительных материалов.

Для промышленной газоочистки из аппаратов отечественного производства могут быть рекомендованы электрофильтры общего назначения типов ЭГА, ЭГТ (горизонтальные сухие), УВ, ЭВВ (вертикальные сухие), а также ряд специализированных типов электрофильтров.

Электрофильтры серии ЭГА предназначены для обеспыливания неагрессивных невзрывоопасных газовых выбросов с температурой до 330°С. Корпуса аппаратов стальные, имеют прямоугольную форму. Корпус аппарата стальной теплоизолированный, имеет прямоугольную форму и рассчитан на разрежение до 4 кПа, в аппарате имеется 3 электрических поля, расположенных последовательно по ходу газа. Осадительные электроды представляют собой плоские полотна, набранные из прутков, а коронирующие — проволочные (диаметр проволоки 2,2 мм), натянутые при помощи грузов между осадительными. Длина одного активного поля 2,5 м, ширина 5,97 м (ширина корпуса 6,0 м), высота 7,74 м, расстояние между соседними осадительными электродами 260 мм. Уловленная пыль удаляется с электродов механическим встряхиванием посредством ударов молотков по наковальням осадительных и рамам подвеса коронирующих электродов.

Электрофильтры серии ЭГТ (рис. 3) предназначены для очистки неагрессивных, невзрывоопасных газов с температурой до 450°С. Их основное отличие от аппаратов предыдущих серий заключается в конструкции осадительных электродов, которые аналогичны применяемым в электрофильтрах серии ЭГА. Высота коронирующих электродов 8040 мм. Корпус аппарата рассчитан на разрежение до 4 кПа. Маркировка электрофильтров серии ЭГТ означает: электрофильтр горизонтальный высокотемпературный; первое число после букв указывает номер (габарит) типоразмерного ряда; второе — количество полей, третье — длину одного поля, м; четвертое — площадь активного сечения, м2.

Электрофильтры типа ЭГТ: Э — электрофильтр; Г — горизонтальный; Т – высокотемпературный.

Рис. 3.1 — Электрофильтр типа ЭГТ:

1 — механизм встряхивания осадительных электродов; 2 — корпус; 3 — осадительный электрод; 4 — изоляторная коробка; 5 — механизм встряхивания коронирующих электродов; 6 — защитная коробка для подвода тока; 7 — коронирующий электрод; 8 – люк обслуживания.

Электрофильтры марки ЭГ2-2-4-37 СРК (рис. 4) предназначены для очистки газов содорегенерационных котлоагрегатов. Электрофильтры односекционные, с двумя последовательными по ходу газа электрическими полями. Коронирующие электроды представляют собой трубчатые рамы, в которых закреплены коронирующие элементы; осадительные электроды выполнены в виде плоских полотен, набранных из пластинчатых элементов специального профиля. Расстояние между соседними осадительными электродами 300 мм, высота электродов 7200 мм, ширина поля 6000 мм.

Маркировка электрофильтра означает: электрофильтр горизонтальный; первое число обозначает номер типоразмера (габарит) осадительного электрода, второе — количество полей, третье — активную длину поля, м; четвертое — площадь активного сечения, м2. Гидравлическое сопротивление фильтра 200 Па, разрежение в электрофильтре 3000 Па, пропускная способность по газу при скорости 1 м/с — 37 м3/с, температура очищаемых газов 130…250°С, ориентировачная степень очистки газов содорегенерационных котлоагрегатов 98%.

 

Рис. 3.2 — Электрофильтр ЭГ2 — 2 — 4 — 37 СРК: 1 — газораспределительная решетка; 2 — изоляторная коробка; 3 – защитная коробка для подвода тока; 4 — коронирующий электрод; 5 — механизм встряхивания коронирующих электродов; 6 — осадительный электрод; 7 — корпус; 8 — скребковый конвейер; 9 — механизм встряхивания осадительных электродов; 10 — шнековый конвейер.

Электрофильтры типа УГМ (рис. 5) используются для обеспыливания неагрессивных и невзрывоопасных технологических газовых выбросов с температурой до 250°С. Аппараты односекционные, с двумя электрическими полями по ходу газов. Корпуса электрофильтров прямоугольные, теплоизолированные, рассчитаны на разрежение до 4 кПа. Осадительные электроды представляют собой плоские полотна, набранные из пластинчатых элементов специального профиля. Расстояние между соседними осадительными электродами 275 мм. Коронирующие электроды составлены из ленточно-игольчатых элементов, натянутых в трубчатых рамах. Высота электродов 3000 мм, ширина корпуса 1500 мм (УГМ-2-3,5) и 3000 мм (УГМ-2-7). Пыль с электродов удаляется механическим встряхиванием. Маркировка электрофильтров обозначает: унифицированный горизонтальный малогабаритный; первое число — количество полей, второе — площадь активного сечения, м2.

Рис. 3.3 — Электрофильтры типа УГМ (исполнение корпуса — П): а — электрофильтр УГМ-2 — 3,5; б — электрофильтр УГМ-2 – 7; 1 -газораспределительная решетка; 2 — механизм встряхивания коронирующих электродов; 3 — корпус; 4 — осадительный электрод; 5 – коронирующий электрод; 6 — люк обслуживания; 7 — механизм встряхивания осадительных электродов; 8 — защитная коробка для подвода тока.

Вертикальные сухие электрофильтры типа УВ (рис. 7.6) могут применяться для обеспыливания неагрессивных и невзрывоопасных технологических газовых выбросов с температурой до 250°С. Электрофильтры однопольные, используются при низкой запыленности (до 30 г/м3), в пределах оптимальных значений удельного сопротивления пыли. В частности, они находят применение при очистке аспирационного воздуха электролизных цехов алюминиевых заводов.

Электрофильтры могут быть одно-, двух- или трехсекционными. Корпуса прямоугольные, теплоизолированные. Секции аппаратов разделены сплошными перегородками. Ширина секции аппаратов УВ 2×24 и УВ 3×24 составляет 6,1 м, остальных — 4,25 м. Движение газов в каждой секции организовано снизу вверх. Разрежение в аппарате до 3,5 кПа. Осадительные электроды выполнены в виде пластинчатых полотен. Расстояние между соседними осадительными электродами 275 мм. Коронирующие электроды представляют собой трубчатые рамы, в которых натянуты ленточно-зубчатые элементы. Активная длина поля (высота электродов) 7,5 м. Удаление пыли с электродов осуществляется встряхиванием. Маркировка электрофильтра означает: унифицированный вертикальный; первое число после букв — количество секций, второе – площадь активного сечения одной секции, м2.

Рис. 3.4 — Электрофильтры типа УВ: 1 — люк обслуживания; 2 — газораспределитель; 3 – механизм встряхивания газораспределителя; 4 — механизм встряхивания осадительных электродов; 5 — корпус; 6 — коронирующий электрод; 7 – осадительный электрод; 8 — механизм встряхивания коронирующих электродов; 9 — защитная коробка для подвода тока.

Мокрые электрофильтры ЭВМ (рис. 7) предназначаются для улавливания туманов и капель серной кислоты с концентрацией (5…20) % об. В присутствии следов оксидов мышьяка, селена, соединений фтора. Электрофильтры выполняются вертикальными однопольными и односекционными. Корпус стальной цилиндрический, футеруется изнутри на месте монтажа кислотоупорными материалами.

Рис. 3.5 — Мокрый электрофильтр типа ЭВМ: 1 — защитная коробка для подвода тока; 2 — люк обслуживания; 3 — изоляторная коробка; 4 — коронирующий электрод; 5 -осадительный электрод; 6 — корпус; 7 — футеровка корпуса; 8 — газораспределительная решетка.

Осадительные электроды выполнены из полимерных токопроводящих пластин, имеющих повышенную теплопроводность. Коронирующие электроды изготавливают из освинцованного провода. Маркировка электрофильтра означает: электрофильтр вертикальный мокрый.

Степень улавливания диспергированного вещества при концентрации на входе от 3 до 5% в пересчете на 100%-ю серную кислоту и двухступенчатой очистке достигает 99,7%. Допускается работа электрофильтра под разрежением до 6 кПа. Температура очищаемого газа 20…45°С. При скорости газового потока 1 м/с пропускная способность составляет 6,8 м3/с, а сопротивление аппарата — около 100 Па. Площадь активного сечения 6,8 м2, площадь осаждения 218 м2. Активная длина поля (высота электродов) 3,5 м, диаметр аппарата 3,6 м.

Комбинированные аппараты типа ЭФ-РФ: ЭФ — электрофильтр; РФ -рукавный фильтр.

Предназначены для очистки от пыли невзрывоопасных технологических газов и аспирационного воздуха с температурой до 170° С, разрежением до 15 кПа (1500 кгс/м2). Применяются на предприятиях энергетической промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и в других отраслях. Они представляют собой последовательное включение горизонтального электрофильтра и рукавного фильтра в одном или в различных корпусах и могут использоваться для реконструкции действующих и строительства новых установок электрофильтров.

Комбинированные фильтры — это высокоэффективные аппараты и предназначены для очистки газа до остаточной запыленности до 20 мг/нм3.

При улавливании высокоомной пыли, приводящей к образованию обратной короны в электрофильтре, не требуется кондиционирование газа

3.5 Свойства и особенности предложенного оборудования.

Очевидна актуальность научно-исследовательских работ, направленных на совершенствование уже известных конструкций пылеуловителей и создание принципиально новых, отличающихся простотой изготовления и эксплуатации, надежной работоспособностью, компактностью, низкой металлоемкостью, небольшим аэродинамическим сопротивлением и высокой эффективностью.

Анализируя объекты по обработке металла – производство, для очистки загрязняющих веществ, предлагается использовать пылегазоочистное оборудование сухие электрофильтры.

Отметим, что рекомендованные электрофильтры являются довольно широко известным типом аппаратом, который предназначен для очистки промышленных газов от твёрдых и жидких загрязняющих веществ, выделяющихся при различных технологических процессах.

Данные рекомендованные аппараты актуальны, так как электрофильтры широко применяются почти во всех отраслях народного хозяйства: теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, в строительной индустрии, при производстве удобрений и утилизации бытовых отходов. С каждым годом область применения электрофильтров непрерывно расширяется. Конечно, у электрофильтров есть свои преимущества и недостатки.

В таблице отразим преимущества и недостатки характерных свойств электрофильтров.

Таблица 3.2 − Характеристика преимуществ и недостатков электрофильтров

 

Из таблицы 16 следует, что электрофильтры, не смотря на множество отклонений, имеют целый ряд преимуществ: низкие энергетические затраты, высокая степень очистки, возможность очистки газов с высокой температурой, автоматизация процессов и другие положительные характеристики. Рассмотрим устройство данных аппаратов. Установка для электрической очистки газов состоит из следующих аспектов:

 электрофильтра;

 агрегатов питания;

 систем транспорта уловленной пыли.

Электрофильтр (рис.9) состоит из металлического корпуса 1 с размещенными внутри него осадительными 2 и коронирующими 3 электродами. На входе в аппарат обычно устанавливается газораспределительное устройство 4, обеспечивающее равномерное распределение газов в активной зоне аппаратов.

Рисунок 3.6−Электрофильтр

В нижней части корпуса электрофильтра входит специальное устройство — бункер для сбора частиц 5 и удаления уловленных частиц — транспортер 6.

 

По расположению зон зарядки и осаждения:

1. Однозонные – осаждение и зарядка твердых частиц осуществляется в одной зоне (успешно применяют для очистки промышленных газов);

2. Двухзонные — осаждение и зарядка твердых частиц происходит раздельно в ионизаторе и осадителе (применяются в системах тонкой очистки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования);

По способу удаления осажденных на электродах частиц:

1. Сухие;

2. Мокрые.

Рекомендуем для производства по металлобработке сухие электрофильтры. Рассмотрим устройство сухих электрофильтров.

В сухих электрофильтрах твердые частицы, находящиеся в воздухе, удаляются путем встряхивания с электродов, которые входят в фильтр. Встряхивание электродов происходит несколькими способами: встряхивание соударением, молотковое встряхивание, применение ударно-импульсных систем и путем вибрационных действий. Основной недостаток метода встряхивания – это ускоренный износ конструкций электрофильтра. [14]

Очищенный газ в сухих электрофильтрах будет иметь температуру, превышающую точку росы во избежание конденсации влаги. Можно отметить, что при появлении влаги следует образование трудноудаляемого осадка и коррозия аппарата.

Аппараты могут применяться для улавливания тумана или капельной влаги из газового потока.

 по направлению движения газа в электрофильтре:

1.вертикальные;

2.горизонтальные;

 

 по числу последовательно установленных полей:

1.однопольные;

2.многопольные.

Наиболее используемый тип электрофильтра — это многопольный горизонтальный фильтр. В конструкции этого фильтра нескольких последовательно установленных полей, улучшают условия улавливания частиц и возможности поочередного встряхивания по полям.

Электроды, которые входят в состав фильтра — коронирующие и осадительные являются основным решающим элементом, влияющим на работу электрофильтра. Системы осадительных электродов выполняют двух типов:

 с пластинчатыми электродами;

 с трубчатыми электродами.

Осадительные электроды имеют гладкую поверхность (без острых углов) и полости, позволяющие встряхивать осевшую на них пыль и создавать повышенную напряженность поля. Высокое – рабочее напряжение электрофильтров может снизиться при присутствии в фильтрах острых углов.

Однако все это необходимо для надёжной работы фильтра в условиях повышенных температур и сильных вибраций.

Одним из основных недостатков плоских электродов – является резкое повышение вторичного уноса частиц при увеличении скорости выше 1 м/с, поэтому плоские осадительные электроды в сухих электрофильтрах рекомендуется применять при скорости газа не более 0,6—0,8 м/с.

Пластинчатые электроды могут быть листовые, прутковые, перфорированные, из профилированных элементов (рис.1).

Рисунок 3.7 − Пластинчатые электроды:

а) -лист; б)-пруток; в)-перфорированный лист; г)-профиль

Трубчатые электроды, круглого сечения, произведены из специальных труб или в виде шестигранных фигурных элементов, похожих на соты

 

Рисунок 3.8 −Трубчатые электроды

Коронирующие электроды могут быть рамные (а) и свободно подвешенные (б), жесткие и нежесткие, с нефиксированными (гладкие) (в) и с фиксированными (г) точками разряда.

Рисунок 3.9 – Коронирующие электроды

Коронирующие электроды с фиксированными точками разряда снабжены иглами, на которых и возникает коронный разряд. Меняя размер шага игл и размер их высоту, можно получать определенное значение тока короны.

Изоляторы в электрофильтрах применяют для изолирования металлоконструкций от несущих частей ток, коронирующей системы и одновременно они выполняют роль несущих конструкций. Изоляторы электрофильтров работают в тяжелых условиях: запыленная среда, сконденсированные пары воды и кислот, высокие температуры, значительные механические и электродинамическим нагрузки.

Для надежной работы и защиты от воздействия среды изоляторы обычно устанавливают вне газового потока. В электрофильтрах используются кварцевые, фарфоровые, бумажно-бакелитовые, ситалловые (ситаллы – закристаллизованные стекла) изоляторы.

Отметим, что одно из главных условий надежной работы изоляторов и электрофильтров является поддержание температуры поверхности изоляторов выше точки росы во избежание выделения на них электропроводного конденсата. В сухих электрофильтрах изоляторы подогревают проходящими через электрофильтр дымовыми газами. В мокрых электрофильтрах применяют постоянный подогрев изоляторов.

Отметим, что при улавливании электропроводной пыли (уголь, сажа) необходимо исключить запыление поверхности электродов. Для этого их необходимо установить в специальные изоляторные коробки с наддувом чистого воздуха.

Бункеры электрофильтров служат для накопления уловленной пыли. Число бункеров определяют по производительности аппарата. Для удобства монтажа и эксплуатации электрофильтра, как правило, каждое поле электрофильтра снабжают бункером.

Улавливаемая в электрофильтре частица получает электрический заряд и под действием сил электрического поля приобретает составляющую скорости в сторону осадительного электрода, которая называется скоростью дрейфа.

Чтобы осадить частицу на поверхность электрода необходимо обеспечить определенное соотношение между скоростью газа, скоростью дрейфа частицы и межэлектродным промежутком.

В сухих электрофильтрах на процесс очистки влияет вторичный унос осевших на электродах частиц и унос частиц при встряхивании электродов. Питание электрофильтров осуществляется постоянным током высокого напряжения (60-80 кВ).

Для преобразования переменного тока обычной частоты (50Гц) и низкого напряжения (380 в) рекомендуем в производстве использовать электрические агрегаты питания электрофильтров мощностью 20-150 квт. Каждый агрегат состоит из повысительного трансформатора, выпрямителя, регулятора напряжения и пульта управления.

Для повышения напряжения в электроагрегатах рекомендуем использовать специальные, в основном, однофазные трансформаторы, так как условия работы электрофильтров предъявляют особые требования к конструкции трансформатора – возможность длительно выдерживать электродинамические перегрузки, возникающие при пробоях в электрофильтрах. В связи с непрерывным изменением температуры, влажности, запыленности и других параметров газового потока электрический режим работы электрофильтров непрерывно изменяется.

Следует отметить, что незначительное снижение рабочего напряжения (на 1%) вызывает существенное уменьшение тока короны (на 5%), в результате чего снижается эффективность электрофильтра.

Максимально возможное напряжение на электродах в современных агрегатах питания поддерживается автоматически. При этом автоматический электрический режим работы электрофильтра осуществляется следующими методами:

 с поддержанием напряжения на границе дугового пробоя;

 по заданному числу искровых разрядов;

 по максимальному среднему напряжению на электродах.

 

Метод (а): напряжение на электродах автоматически плавно повышается до возникновения пробоя.

В момент пробоя напряжение отключается на 0,5÷3 или резко снижается до величины, обеспечивающей гашение дуги. За время отключения напряжение автоматически снижается на небольшую величину, так чтобы при повторном включении не возникало дугового разряда. Далее напряжение вновь плавно поднимается до наступления пробоя, после чего опять следует отключение, после чего цикл повторяется.

При таком периодическом способе регулирования большую часть времени электрофильтр работает в безыскровой зоне напряжения. В результате этого рабочее напряжение на электродах ниже максимально возможного уровня.

Метод (б). При работе в зоне искровых разрядов рабочее напряжение близко к максимально возможному и, следовательно, эффективность очистки наиболее высока. Установлено, что оптимальная величина напряжения определяется числом искровых разрядов в минуту. Наиболее выгодным является 40÷70 искровых разрядов в минуту. При большом числе искровых разрядов эффективность работы электрофильтра снижается из-за увеличения потерь мощности в режиме частых искровых пробоев.

Недостатком системы регулирования по числу искровых раз рядов является работа по заданному постоянному числу искровых разрядов. Однако оптимальная частота искровых разрядов меняется с изменением параметров газового потока и пробивной прочности разрядного промежутка, на которые система не реагирует.

С повышением первичного напряжения трансформатора среднее значение напряжения на электродах сначала линейно возрастает, достигает максимума, а затем начинает убывать за счет роста интенсивности искровых разрядов. Максимальное среднее напряжение на электродах соответствует оптимальному числу искровых разрядов в межэлектродных промежутках электрофильтра.

Поэтому поддержание на максимальном уровне значения среднего напряжения на электродах соответствует режиму работы электрофильтра при оптимальном числе искровых разрядов. Оптимальное число искровых разрядов изменяется с изменением параметров газового потока в широких пределах.

В случае правильного подобранного оборудования можно достичь не только снижения негативного влияния пыли на организм работников, но и значительно увеличить производительность в предприятиях данного направления.

ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

При сравнении основных характеристик электрофильтров (табл. 4.1) разного способа очистки следует отметить, что сухой электрофильтр обладает большей производительностью, менее энергоемок, способен очищать воздух более загрязненный, чем мокрый электрофильтр. [3]

Таблица 4.1 − Технические характеристики сухого и мокрого электрофильтров

Учитывая данные характеристики, для предприятия по обработке металлов предпочтительнее электрофильтр сухого способа очистки.

Таблица 4.2 – Экономические показатели

 

Нормативный коэффициент эффективности для данного вида оборудования равен 0,1-0,14, он показывает, какая часть капитальных вложений в новую технику должна окупаться в течение года.

Если полученный расчетным методом коэффициент сравнительной экономической эффективности равен нормативному, то применение данного вида оборудования является эффективным. В данном случае Еср расч = 0,1, то есть применение данного вида оборудования целесообразно. Таким образом, широкое применение электрофильтров для улавливания твердых и жидких частиц обусловлено их универсальностью и высокой степенью очистки при сравнительно низких энергозатратах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Роль качества воздуха в помещении по обработке металла сложно переоценить, оно жизненно необходимо для здоровья работников на предприятии.

В соответствие с поставленными задачами были получены следующие результаты:

1. Исследованы существующие на предприятиях системы вентиляции и очистки воздуха.

2. Проанализированы предельно-допустимые нормы вредных веществ в воздухе рабочей зоны на предприятиях по обработке металла.

3. Предложена система вентиляции, направленная на разбавление вредностей в воздухе рабочей зоны и существенного снижения значения концентрации пыли.  

Применение электрофильтров на предприятиях по металлообработке целесообразно так как электрофильтры имеют целый ряд преимуществ: низкие энергетические затраты, высокую степень очистки, возможность очистки газов с высокой температурой, автоматизацию процессов, сравнительно низкую стоимость оборудования.

ЛИТЕРАТУРА 

1. Азаров, В.Н. Нормирование РМ10 и РМ2,5 как социальных стандартов качества в районах расположения предприятий стройиндустрии / В. Н. Азаров. – М.: Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: материалы II Междунар. науч. конф., 15-19 сент. 2003 г., Волгоград. — Волгоград: ВолгГАСУ, 2013. — С. 27-31.

2. Азаров, В. Н. О концентрации и дисперсном составе пыли в воздухе рабочих и обслуживаемых зон предприятий стройиндустрии / В. Н. Азаров. – М.: Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: материалы II Междунар. науч. конф., 15-19 сент. 2003 г., Волгоград. — Волгоград: ВолгГАСУ, 2013. — С. 27-31.

3. Богданов Н.Г. Расчёт электрических фильтров. – Пособие по курсовому и дипломному проектированию. / Н.Г. Богданов — Орел: ВИПС, 2015г.

4. ГН 2.2.5.1314 -03. Ориентировочные безопасные уровни воздействия вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

5. ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

6. ГОСТ Р 12.0.006 – 02. ССБТ. Общие требования к управлению охраны труда.

7. ГН 2.2.5.1313-03. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

8. ГОСТ 12.3.002 – 75. ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности.

9. ГОСТ 12.4.011 – 87 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

10. ГОСТ 12.4.115 – 82 ССБТ. Средства индивидуальной защиты работающих. Общие требования к маркировке.

---

1 2