Л П И № 2 '2 0 11 w w w .le s p ro m in fo rm .ru - ЛесПромИнформ

АС<strong>П</strong><strong>И</strong>РАЦ<strong>И</strong>Я<strong>11</strong>2Энергосберегающая очистка воздухаот древесной шлифовальной пылиРезервы ресурсосбереженияна деревообрабатывающих предприятияхСогласно концепции повышения энергоэффективности систем аспирации, пылеулавливанияи вентиляции деревообрабатывающих производств, опубликованной в статье«Энергосберегающие системы аспирации, пылеулавливания и вентиляции» в журнале«<strong>Л</strong>ес<strong>П</strong>ром<strong>И</strong>нформ» <strong>№</strong> 1 за 2010 год, трехступенчатая система очистки аспирационноговоздуха является одним из эффективных методов энергосбережения в системах приточнойвентиляции в цехах шлифования фанеры и белого шлифования.В предлагаемой вниманию читателей «<strong>Л</strong><strong>П</strong><strong>И</strong>» публикацииприводится расчет суммарного ресурсосбережения, котороеобеспечивается при использовании любого из двух вариантовконструкции высокоэффективных рукавных фильтров.Это либо фильтр с трехступенчатой очисткой воздуха, либофильтр с двухступенчатой очисткой, рукава которого сшитыиз фильтрополотна PE/PE–MPS c поверхностным слоем изультратонких волокон. Расчет проводится по сравнениюс методом, при котором используются рукавные фильтрыстандартной модификации. <strong>П</strong>ри производительности аспирационнойсистемы с рециркуляцией воздуха Ас<strong>П</strong>ТСРВ L АС =100 тыс. м 3 /ч для климатических условий Санкт-<strong>П</strong>етербургасуммарное ресурсосбережение в системах приточной вентиляциицехов белого шлифования, обеспечиваемое фильтромс трехступенчатой очисткой воздуха, за вычетом ресурсозатратна третью ступень очистки воздуха, составляющих7,8 т условного топлива (т у. т.) в год, будет 188 т у. т. вгод. Годовое ресурсосбережение, обеспечиваемое третьейступенью очистки воздуха фильтра, превышает годовыересурсозатраты на дополнительную очистку воздуха в 24,1раза (188/7,8 т у. т.).В цехах белого шлифования начальная концентрация пылиперед пылеуловителем СН составляет ~3000 мг/м 3 . Древеснаяшлифовальная пыль взрывоопасна, а цехи белого шлифованияпо взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности всоответствии с «Нормами Государственной противопожарнойслужбы МВД России» (Н<strong>П</strong>Б) 105–95, относятся к категорииБ (взрывопожароопасные) и классу В–IIа в соответствии с«<strong>П</strong>равилами устройства электроустановок» (<strong>П</strong>УЭ).Для обеспечения пожаровзрывобезопасности процессовочистки воздуха от древесной шлифовальной пыли наподводящих трубопроводах рукавных фильтров должныустанавливаться системы искрогашения, а рукавные фильтрыдолжны иметь взрывобезопасное исполнение (ВЗ<strong>И</strong>) иустанавливаться на открытых промышленных площадках.Высоконадежные системы искрогашения выпускаютсядвумя зарубежными компаниями – Firefly АВ (Швеция) иGreCon (Германия). В системах искрогашения Firefly АВ распознаваниеи обнаружение искр осуществляется тепловымидатчиками, а в системах GreCon – оптическими датчикамидвух диапазонов спектра: ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного(<strong>И</strong>К). Тепловые датчики чувствительнее оптических,но выбор фирмы-производителя для выполнениязаказа – изготовления системы искрогашения – остается зазаказчиком и должен проводиться с учетом цены и наличиясопровождающего сервисного обслуживания. Российскийизготовитель газоочистного оборудования ЗАО «Спейс-мотор»(Санкт-<strong>П</strong>етербург) изготавливает циклоны-искрогасители (ΔРЦ= <strong>11</strong>00 <strong>П</strong>а) с индивидуальными механизмами выгрузки пыли.Эти аппараты, которые устанавливаются перед рукавнымифильтрами, применяются на тех производствах, где в ходевыполнения операций образуется большое количество искр.Но следует учитывать, что это оборудование предназначенодля удаления только невзрывоопасной и негорючей пыли.Циклоны компании «Спейс-мотор» защищают ткань фильтровальныхрукавов фильтров от прогорания при попадании наних летящих искр, но не могут заменить системы искрогашенияFirefly АВ и GreCon, устанавливаемые на транспортныхтрубопроводах в цехе.Очистку аспирационного воздуха от древесной шлифовальнойпыли можно производить в фильтрах взрывобезопасногоисполнения (ВЗ<strong>И</strong>) следующих конструкций:• рукавных фильтрах стандартной модификации, имеющихдвухступенчатую очистку воздуха (входная пылеосадительнаякамера, фильтровальные рукава, сшитые изкаландрированного фильтрополотна типа PE/PE–340(BWF), которое позволяет очищать воздух со скоростьюV Ф = 2 м/мин);• фильтрах с трехступенчатой очисткой воздуха (входнаяпылеосадительная камера, фильтровальные рукаваиз каландрированного фильтрополотна PE/PE–340,панель воздушных ячейковых фильтров ФЯК классаF7(EU7));• суперфильтрах с двухступенчатой очисткой воздуха(входная пылеосадительная камера, фильтровальныерукава, сшитые из фильтрополотна PE/PE–MPS (BWF) споверхностным слоем из ультратонких волокон; фильтрополотнопозволяет очищать воздух со скоростью V Ф= 0,6÷0,7 м/мин) [1];• картриджных фильтрах.Фильтры стандартной модификации с различнымиконструкциями системы регенерации с обратной посекционнойпродувкой фильтровальных рукавов очищеннымвоздухом выпускают зарубежные компании Moldow A/S(Дания), Nestro Luftechnic (Германия), Höcker Polytechnik(Германия). Наименьшее гидравлическое сопротивлениеΔР Ф = 450 <strong>П</strong>а имеют фильтры компании Moldow A/S,выполненные с рукавами из каландрированного фильтрополотнаPE/PE–340, не удерживающего на рабочейповерхности пылевой слой. В результате гидравлическоесопротивление пылевого слоя на ткани фильтровальныхрукавов в режиме фильтрации ΔР <strong>П</strong> (<strong>П</strong>а) равно нулю.На различные модификации фильтров с трехступенчатойочисткой воздуха в одном корпусе [9] Санкт-<strong>П</strong>етербургскойлесотехнической академией получено четыре патента наизобретения, в том числе последний патент в 20<strong>11</strong> году[2]. В настоящее время патентуются две модификациифильтров наземного и крышного исполнения с автоматическойрегенерацией третьей ступени очистки дополнительноочищенным воздухом.ЗАО «Консар» (г. Саров) выпускает картриджные фильтрыс импульсной продувкой фильтровальных рукавов сжатымвоздухом марки УВ<strong>П</strong>-СЦ-ФК<strong>И</strong> на базе комплектующих Turbo(<strong>И</strong>талия) и картриджей Altair (<strong>И</strong>талия) с ультратонкимповерхностным слоем и выгрузкой уловленной пыли вbig-bag или подкатной контейнер. <strong>П</strong>оскольку указанныефильтры предназначены для установки в производственныхпомещениях, а не на открытых промышленных площадках,то в этой публикации они не рассматриваются.ЗАО «Спейс-мотор» также выпускает картриджные фильтрымарки КФЕ, но на базе картриджей Standart (Германия),требующих наличия на входе в фильтр ограниченногоначального пылесодержания С Н (не более 500 мг/м 3 [1]). <strong>П</strong>рииспользовании этих фильтров в цехах белого шлифованияс начальным пылесодержанием С Н = 3000 мг/м 3 требуетсяпредварительная очистка воздуха в циклонах, поэтому этотвариант очистки воздуха также в настоящей публикациине рассматривается.В табл. 1 приведены технические характеристики вышеперечисленныхвариантов очистки воздуха от древеснойшлифовальной пыли, выполненных в рециркуляционныхрукавных фильтрах (РРФ) различной модификации, устанавливаемыхна открытых промышленных площадках.<strong>П</strong>рименение вариантов 2 и 3 очистки воздуха, приведенныхв табл. 1, по сравнению с фильтром стандартноймодификации (вар. 1) обеспечивает экономию энергии натрех технологических операциях:• экономию тепловой энергии при нагревании приточноговоздуха в холодный период года, ΔQ, Гкал/год;• экономию электрической энергии при увлажнении нагретогоприточного воздуха в холодный период года,ΔN УВ , кВт•ч/год;• экономию электрической энергии при круглогодичнойподаче приточного воздуха в производственные помещенияΔN <strong>П</strong>В , кВт•ч/год.Таблица 1. Технические характеристики вариантовочистки воздуха в РРФ различной модификациипри С Н = 3000 мг/м 3СКТип фильтра Ступени очистки воздуха ŋ 3) 4), ΔР Ф ,iмг/м 3 <strong>П</strong>аСтандартноймодификацииС трехступенчатойочисткой воздухаСуперфильтр1. Входная камера2. Фильтровальные рукаваPE/PE–340, Vф = 2 м/мин1. Входная камера2. Фильтровальные рукаваPE/PE–340, Vф = 2 м/мин3. Воздушныеячейковые фильтрыФЯК кл. F7(EU7)1. Входная камера2. Фильтровальные рукаваPE/PE–MPS,Vф = 0,6÷0,7 м/мин0,50,9990,50,9990,920,99950,00050,999960,000040,50,99998 0,999990,00001Указанная выше экономия тепловой и электрической энергииобеспечивается за счет сокращения расхода наружного воздухасистемами приточной вентиляции на ΔL, м 3 /ч, обеспечиваемогоэнергосберегающими системами очистки воздуха (Е, %).<strong>П</strong>овышение эффективности очистки аспирационноговоздуха в фильтрах сокращает расход наружного воздухасистемами приточной вентиляции.В СНи<strong>П</strong> 41-01-2003 [3] расход наружного воздуха системамиприточной вентиляции определяется для производственныхпомещений, оснащенных только прямоточнымиаспирационными системами (Ас<strong>П</strong>ТС), выбрасывающимиотработанный воздух через пылеуловители в атмосферу.В монографии автора, посвященной особенностям расчетарасхода наружного воздуха приточными системамивентиляции цехов белого шлифования для систем аспирациис рециркуляцией воздуха (Ас<strong>П</strong>ТСРВ) [4], на основаниисовместного решения уравнений (воздушного и пылевогобалансов производственного помещения) получена формула(1) расчета расхода наружного воздуха системойприточной вентиляции по массе выделяющейся древеснойпыли, где L AC – производительность аспирационнойпневмосистемы, м 3 /ч; С Н – начальная концентрация пыли васпирационном воздухе перед РРФ, мг/м 3 ; С К – концентрацияпыли в очищенном воздухе, мг/м 3 ; С р.з – концентрацияпыли в рабочей зоне, мг/м 3 ; С вх – концентрация пыли внаружном воздухе на входе в приточную камеру, мг/м 3 , С вх= 0,3 <strong>П</strong>ДК рз = 0,3х6 = 1,8 мг/м 3 ; С о – концентрация пыли вприточном воздухе, мг/м 3 , С о = С вх (1 – ŋ фяк ) = 1,8 (1 – 0,85)= 0,27 мг/м 3 ; ŋ пр – коэффициент эффективности улавливанияпыли приемниками шлифовального оборудования(ŋ пр = 0,95 – для шлифовального оборудования цеховбелого шлифования); К п – коэффициент подсоса воздухав трубопроводы Ас<strong>П</strong>ТСРВ, К п = 1,1; К L c – коэффициентвоздухообмена в помещении по вредностям (древеснойпыли), К L c = 1,05; К L ш – коэффициент воздухообмена междузоной шлифования и рабочей зоной перед приемникамишлифовального оборудования. Следует принимать К Lш= ŋ пр ; К инф – коэффициент инфильтрации наружного, (1)1,5 4500,12 7000,03 950<strong>11</strong>3<strong>№</strong> 2 (76) 20<strong>11</strong><strong>№</strong> 2 (76) 20<strong>11</strong>