Фильтр рукавный для очистки воздуха от механических примесей

Фильтр рукавный для очистки воздуха от механических примесей

Реферат

 

Изобретение предназначено для очистки газа и/или воздуха производственных помещений. Фильтр содержит по крайней мере один ряд фильтрующих модулей, каждый из которых имеет две пылеулавливающие камеры с трубными решетками и секциями вертикальных фильтрующих рукавов, трубные решетки установлены в верхней части пылеулавливающих камер, а фильтрующие рукава закреплены на них верхними открытыми концами, отверстия для ввода загрязненного воздуха в бункеры снабжены направляющими щитками, а отверстия для вывода механических примесей из бункеров - шлюзовыми разгрузителями, расположенными в смежных рядах модулей в шахматном порядке, в верхней части бункера под каждой пылеулавливающей камерой наклонно установлена жалюзийная решетка, клапанные коробки установлены на трубных решетках, а на клапанных коробках установлена герметичная камера обслуживания, центробежный вентилятор установлен у переднего торца каждого ряда модулей, снабженного рециркуляционным воздуховодом с тройником, соединенным с нагнетательным патрубком центробежного вентилятора, фильтр снабжен по крайней мере однорядной панелью воздушных ячейковых фильтров, размещенной во входном отверстии конфузора, установленного между коллекторами загрязненного и очищенного воздуха по всей длине ряда модулей и дополнительным коллектором переменного сечения, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием коллектора очищенного воздуха, а выходное отверстие конфузора - с всасывающим патрубком центробежного вентилятора, при этом коллектор продувочного воздуха снабжен дополнительным центробежным вентилятором, всасывающий патрубок которого соединен с тройником, установленным на нагнетательном рециркуляционном воздуховоде основного центробежного вентилятора, а нагнетательный патрубок дополнительного вентилятора соединен с входным отверстием коллектора продувочного воздуха, бункер выполнен из трех частей, нижняя выполнена в виде цилиндра с плоским днищем, на внутренней поверхности которого по его центральной оси установлена цилиндрическая обечайка, образующая с внутренней поверхностью цилиндра и его днищем кольцевой желоб, в днище желоба выполнено отверстие для выгрузки механических примесей в шлюзовой разгрузитель, под днищем цилиндра установлен привод, а в днище по его центральной оси выполнено сквозное отверстие для приводного вала, на котором неподвижно закреплен каркас разгрузочного устройства коническо-цилиндрической формы, нижняя цилиндрическая часть которого размещена с технологическим зазором снаружи обечайки в кольцевом желобе, при этом на наружной поверхности цилиндрической части разгрузочного устройства радиально закреплены по крайней мере две лопатки, длина каждой из которых меньше или равна разности внутреннего радиуса цилиндра и наружного радиуса цилиндрической части разгрузочного устройства. В устройстве обеспечивается снижение эксплуатационных затрат. 9 ил. 4 табл.

Изобретение относится к области очистки воздуха или газа, а также их смесей от механических примесей, в частности к очистке воздуха, отбираемого от деревообрабатывающих станков, содержащего древесную пыль, опилки, стружку и твердые абразивные частицы. Заявляемое решение может быть использовано в мукомольной, текстильной, химической и других отраслях промышленности, в которых воздух производств содержит, кроме твердых и тяжелых частиц, легкие, типа древесной шлифовальной пыли.

Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество модификаций рукавных фильтров. Среди них в качестве аналогов и прототипа выбраны те, в которых камеры фильтрующих рукавов установлены рядами с промежутком между ними, что обеспечивает возможность дальнейшего их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.

Известен "Рукавный фильтр для очистки газов" SU 1025443A МПК B 01 D 46/02. Он состоит из секционированного симметричного корпуса, в котором размещены фильтровальные рукава. В верхней части фильтра между секциями корпуса установлена клапанная секция, в нижней части которой размещены клапаны очищенного газа, пропускающие газ в процессе фильтрации. В верхней части клапанной секции над рукавами установлены клапаны продувочного газа, позволяющие подавать газ в регенерируемые секции рукавов.

Клапаны приводят в действие с помощью пневматических или других устройств. Между секциями корпуса размещены коллекторы чистого и запыленного газа.

Отличия этого изобретения состоят в том, что камера продувочного и очищенного газа выполнена в виде прилегающих друг к другу секций, при этом секция продувочного газа размещена над рукавами, а секция очищенного газа - между рукавами.

Вышеописанный рукавный фильтр имеет следующие недостатки: 1. Поскольку фильтрация загрязненного газа осуществляется в одну стадию, то данная конструкция не может обеспечить высокую степень очистки.

= 0,999 = (1 - ) 100% = (1 - 0,999)100% = 0,1%, где - эффективность очистки воздуха, относительный выброс в%.

При начальном пылесодержании перед фильтром C₁ = 3000 мг/м³ абсолютный выброс пыли из фильтра составит , что больше [C₂] = 1,8 мг/м³, где [C₂] - допустимое значение абсолютного выброса.

2. Кроме того, вышеописанная конструкция вызывает повышенные затраты тепла на нагрев наружного приточного воздуха, подаваемого в цех в отапливаемый период года, т.к. имеет недостаточную очистку воздуха в фильтре ( = 0,999, = 0,1%, C₂ = 3 мг/м³ при C₁ = 3000 мг/м³), при этом производительность камер приточной L_пр и общеобменной вытяжной L_выт вентиляции увеличивается с возрастанием абсолютного выброса пыли из фильтра C₂.

3. Загрязняет атмосферу пылевыми выбросами через систему вытяжной общеобменной вентиляции, т.к. имеет низкую степень очистки. Чем больше величина абсолютного выброса пыли из фильтра в цех, тем больше производительность системы общеобменной вытяжной вентиляции и соответственного загрязнения атмосферы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является "Конструкция газового фильтра", описанная в патенте США N 3.057.137, МПК B 01 D 46/02, состоящая из двух параллельно установленных корпусов с промежутком между ними. Корпуса разделены поперечными перегородками на пылеулавливающие камеры, в которых размещены секции фильтровальных рукавов. В промежутке между корпусами встроены две горизонтальные перегородки, жестко закрепленные на внутренних боковых стенках корпусов, а между горизонтальными перегородками встроена перегородка с наклоном к задним торцевым стенкам корпусов. Эта перегородка вместе со стенками корпусов образует два герметичных коллектора переменного сечения, нижний из которых предназначен для ввода загрязненного воздуха в фильтр, а верхний для вывода очищенного воздуха из пылеулавливающих камер. Соединение двух соседних пылеулавливающих камер обоих корпусов с помощью коллекторов, встроенных между ними, создает самостоятельное в функциональном отношении устройство, называемое модулем. Кроме вышеуказанных коллекторов, над ними, в промежутке между камерами, установлен коллектор продувочного воздуха, снабженный на входе запорным клапаном с исполнительным механизмом. В этом же промежутке встроена еще одна горизонтальная перегородка - площадка, которая предназначена для обслуживания пылеулавливающих камер и является опорной плитой для крепления исполнительных механизмов (цилиндров) клапанов тарельчатого типа, установленных по одному на каждую камеру. Каждый клапан поочередно взаимодействует с двумя соосными отверстиями, расположенными одно над другим по горизонтальной оси коллекторов продувочного и очищенного воздуха. При этом промежуточные стенки корпусов модуля и горизонтальная перегородка, на которой закреплены исполнительные механизмы клапанов, образуют коробку, в которую вмонтирована пара клапанов. В центральной части этой коробки установлена вертикальная скошенная перегородка, разделяющая клапаны и отверстия под ними. В боковых стенках коробки и пылеулавливающих камер выполнены отверстия для вывода очищенного воздуха в соответствующий коллектор и ввода продувочного воздуха в пылеулавливающую камеру при регенерации фильтрующих рукавов.

Каждая пылеулавливающая камера имеет верхнюю решетку, поддерживающую фильтрующие рукава с закрытыми концами, и нижнюю трубную решетку со сквозными патрубками, на которых своими открытыми концами закреплены фильтровальные рукава. В нижней части пылеулавливающих камер между бункерами установлен тройник, соединенный одним патрубком с выходным отверстием коллектора загрязненного воздуха, а двумя другими противоположными патрубками - с отверстиями в бункерах пылеулавливающих камер одного модуля (т.е. 2-х параллельных камер), обеспечивающих ввод загрязненного воздуха под трубную решетку и в фильтрующие рукава. Тройник снабжен поворотной заслонкой для перекрытия отверстия одной из камер во время замены фильтрующих рукавов. Во время работы фильтра коллектор очищенного воздуха соединен с всасывающим патрубком центробежного вентилятора, установленного за задними стенками последних модулей.

Каждая пылеулавливающая камера имеет вертикальную дверь, обеспечивающую доступ с обслуживающей площадки к секциям фильтровальных рукавов по поперечной дорожке, которая в конце камеры заканчивается люком с лестницей для проникновения на нижнюю трубную решетку.

Вышеуказанная конструкция фильтра имеет следующие недостатки: 1. Не обеспечивает высокую степень очистки в связи с наличием одной стадии очистки, = 0,999, = (1 - ) 100% = (1-0,999)100% = 0,1%, где - эффективность очистки воздуха, - относительный выброс в%.

При начальном пылесодержании перед фильтром C₁ = 1800 мг/м³ абсолютный выброс пыли из фильтра составит Коме этого, фильтр в режиме регенерации имеет увеличенный пылевой выброс C₂ (мг/м³) в цех. Так, в первые секунды после окончания режима регенерации каждой секции пылевой выброс [C₂] превышает допустимую величину [C₂] в несколько раз. Это обусловлено следующим. При регенерации рукавов атмосферный воздух с территории предприятия с пылесодержанием засасывается в регенерируемую секцию через продувочный коллектор, а регенерация одной секции протекает в течение 10 с. Если принять площадь фильтровальной ткани в одной секции 20 м² и скорость продувки v_пр = 1,5 м/мин, то расход продувочного воздуха составит L_пр = F_v = 20-1,5 = 30 м³/мин. При этом за 10 с в секцию поступит 5 м³ продувочного воздуха и в рукавах накопится 51,0 = 5 мг пыли. Если применять скорость фильтрации v_ф = 2 м/мин, то расход воздуха при фильтрации секции составит 220 = 40 м³/мин. При этом 1 м³ очищенного воздуха поступит из фильтра в цех за 1,5 с, в течение которых пылевой выброс в цех из рециркуляционного воздуховода составит C₂ = 5 + 1,8 = 6,8 мг/м³.

Таким образом, незапланированный и единовременный пылевой выброс в цех, который осуществляется в течение 1,5 с после окончания регенерации каждой секции, превысит допустимую величину [C₂] = 1,8 мг/м³ в 6,8/1,8 = 3,77 раза. При шести секциях в фильтре после одного цикла регенерации секций в цех дополнительно поступит 6,86 = 40,8 мг, а в смену при общем цикле t_ц = 30 мин 40,816 = 653 мг пыли. Если принять производительность фильтра 406 = 240 м³/мин = 14400 м³/ч, а число фильтров, обслуживающих цех, n = 7 при их суммарной производительности L = 100000 м³/ч, то из-за указанного недостатка дополнительно в цех за смену поступит 6537 = 4570 мг пыли.

2. Имеет высокие энергозатраты: а) на организованную подачу и вытяжку вентиляторами камер приточной и общеобменной вытяжной вентиляции дополнительного количества воздуха и на нагрев атмосферного воздуха до температуры 18^oC в связи с ухудшением очистки в фильтре.

Ухудшение очистки воздуха в фильтре будет иметь место при выпадении конденсата на ткань фильтрующих рукавов в связи с их регенерацией путем продувки холодным атмосферным воздухом, имеющим температуру ниже точки росы и высокую влажность.

б) на выгрузку механических примесей из бункеров, каждый из которых имеет разгрузочное отверстие под шлюзовой питатель, что увеличивает количество последних и количество двигателей к каждому из них.

3. Имеет повышенные затраты тепла на нагрев наружного приточного воздуха, подаваемого в цех в отапливаемый период года.

В связи с недостаточной очисткой воздуха в фильтре ( = 0,999, = 0,1%, C₂ = 1,8 мг/м³ при C₁ = 1800 мг/м³) последний вызывает повышенные энергозатраты на организованную подачу и вытяжку воздуха из цеха вентиляторами камер приточной и общеобменной вытяжной вентиляции и повышенные затраты тепловой энергии на нагрев приточного воздуха в отапливаемый период года, т.к. производительность камер приточной L_пр и общеобменной вытяжной L_выт вентиляции увеличивается с возрастанием абсолютного выброса пыли из фильтра C₂.

4. Загрязняет атмосферу пылевыми выбросами через систему вытяжной общеобменной вентиляции.

Это происходит вследствие того, что фильтры с одноступенчатой очисткой воздуха выбрасывают в цех через рециркуляционные воздуховоды значительное количество пыли (при C₁ = 1800 мг/м³, = 0,1%, С₂ = 1,8 мг/м³), которое для обеспечения воздушного баланса в цехе требует увеличения производительности системы вытяжной общеобменной вентиляции для удаления загрязненного воздуха из цеха и, как следствие, вызывает сильное загрязнение атмосферы. Например, при общей производительности аспирационных систем с рециркуляцией воздуха L_AC = 100000 м³/ч производительность системы вытяжной вентиляции при указанных выше данных составляет L_выт = 44476 м³/ч. Тогда при двухсменной работе в цехе (4168 ч) и пылесодержании воздуха за пределами рабочей зоны C₄ = 5 мг/м³ пылевые выбросы в атмосферу через вытяжную общеобменную вентиляцию составляют М_п = L_выт4168C₄10^-6 = 44476 4168510^-6 = 927 кг/год.

5. Снижение эксплуатационной надежности работы фильтра и системы выгрузки механических примесей в замкнутую пневмотранспортную установку для централизованного сбора отходов. Это обусловлено следующими причинами: а) Подача загрязненного воздуха из коллектора в зеркально расположенные бункеры фильтрующих модулей осуществляется через тройники, которые будут засоряться стружкой и выводить систему ввода загрязненного воздуха из строя. Кроме этого, стружка будет забрасываться восходящим потоком в межрукавное пространство фильтра, что приведет к засорению рабочей поверхности рукавов стружкой. Это снизит фильтрующую способность рукавов, ухудшит степень очистки воздуха и снизит эффективность регенерации рукавов при их обратной продувке.

б) При отсутствии дополнительного центробежного вентилятора продувка рукавных секций производится только атмосферным воздухом (за счет перепада давлений) при ограниченном диапазоне начального пылесодержания перед фильтром. При увеличенном начальном пылесодержании даже с увеличением времени продувки будет происходить усиление забивания ткани рукавов пылью, увеличение сопротивления ткани и, как следствие, уменьшение производительности вентилятора и фактического перепада давления между продувочным коллектором и бункером, что приведет к уменьшению скорости продувки регенерируемой секции рукавов и к ухудшению качества продувки. Последнее вызовет увеличение абсолютного выброса пыли из фильтра C₂ (мг/м³). Введение дополнительного вентилятора обеспечит увеличение перепада давлений между продувочным коллектором и бункером и обеспечит качественную продувку при увеличенном начальном пылесодержании перед фильтром.

Задача, на осуществление которой направлено заявляемое решение, состояла в дальнейшем усовершенствовании известной конструкции рукавного фильтра с целью его применения для очистки воздуха деревообрабатывающих производств, содержащего в составе механических примесей стружку, опилки и древесную пыль с абразивными частицами, и получении технического результата - снижение эксплуатационных затрат за счет: 1. Повышения степени очистки воздуха, обеспечивающего: а) уменьшение производительности систем приточной и общеобменной вытяжной вентиляции; б) уменьшение энергозатрат на организованную подачу и вытяжку воздуха из цеха; в) уменьшение затрат тепла на нагрев наружного приточного воздуха; г) уменьшение загрязнения атмосферы пылевыми выбросами через систему вытяжной общеобменной вентиляции цеха и, как следствие, снижение нормативных и сверхнормативных штрафов за ущерб, нанесенный окружающей среде.

2. Уменьшения энергозатрат за счет: а) уменьшения охлаждения воздуха, проходящего через фильтр и, как следствие, уменьшения разности температур загрязненного и рециркулируемого в цех воздуха, последний из которых необходимо дополнительно подогреть до температуры 18^oC. Уменьшение охлаждения воздуха осуществляется за счет: а) уменьшения подсоса холодного атмосферного воздуха через верхнюю часть фильтра.

б) уменьшения числа эл/приводов механизмов, необходимых для разгрузки механических примесей из бункеров и, как следствие, уменьшения потребляемой мощности эл/двигателями.

3. Повышения эксплуатационной надежности работы фильтра, а также системы подачи загрязненного воздуха в бункер, разгрузки механических примесей в замкнутую пневмотранспортную установку для централизованного сбора отходов, устраняющие эксплуатационные затраты на очистку трубопроводов и остановку замкнутой пневмотранспортной установки.

Достижение вышеуказанных технических результатов обеспечивается тем, что фильтр рукавный для очистки воздуха от механических примесей, содержащий по крайней мере один ряд фильтрующих модулей, каждый из которых имеет две установленные с промежутком между их боковыми стенками пылеулавливающие камеры, снабженные трубными решетками со сквозными патрубками и секциями вертикально расположенных фильтрующих рукавов, закрепленных открытыми концами на патрубках трубных решеток, бункер с отверстиями для ввода загрязненного воздуха, снабженными поворотными заслонками, и отверстием для вывода механических примесей, коллекторы переменного сечения для ввода загрязненного и вывода очищенного воздуха, размещенные в промежутке между пылеулавливающими камерами, коллектор продувочного воздуха, снабженный на входе запорным клапаном с исполнительным механизмом, клапанные коробки с размещенными в них приводными клапанами тарельчатого типа, взаимодействующие поочередно с двумя соосными отверстиями, расположенными по одному на коллекторах продувочного и очищенного воздуха по их горизонтальной оси, одно над другим, а две зеркально расположенные клапанные коробки одного модуля имеют общую перегородку, разделяющую пары их соосных отверстий, центробежный вентилятор, отличающийся тем, что трубные решетки установлены в верхней части пылеулавливающих камер, а фильтрующие рукава закреплены на них верхними открытыми концами, отверстия для ввода загрязненного воздуха в бункеры снабжены направляющими щитками, а отверстия для вывода механических примесей из бункеров шлюзовыми разгрузителями, расположенными в смежных рядах модулей в шахматном порядке, в верхней части бункера под каждой пылеулавливающей камерой наклонно установлена жалюзийная решетка, клапанные коробки установлены на трубных решетках, а на клапанных коробках установлена герметичная камера обслуживания, центробежный вентилятор установлен у переднего торца каждого ряда модулей, снабженного рециркуляционным воздуховодом с тройником, соединенным с нагнетательным патрубком центробежного вентилятора, фильтр снабжен по крайней мере однорядной панелью воздушных ячейковых фильтров, размещенной во входном отверстии конфузора, установленного между коллекторами загрязненного и очищенного воздуха по всей длине ряда модулей, и дополнительным коллектором переменного сечения, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием коллектора очищенного воздуха, а выходное отверстие конфузора с всасывающим патрубком центробежного вентилятора, при этом коллектор продувочного воздуха снабжен дополнительным центробежным вентилятором, всасывающий патрубок которого соединен с тройником, установленным на нагнетательном рециркуляционном воздуховоде основного центробежного вентилятора, а нагнетательный патрубок дополнительного вентилятора соединен с входным отверстием коллектора продувочного воздуха, а также тем, что бункер выполнен из трех частей, верхняя из которых имеет квадратное сечение, а нижняя - в виде цилиндра с плоским днищем, на внутренней поверхности которого по его центральной оси установлена цилиндрическая обечайка, образующая с внутренней поверхностью цилиндра и его днищем кольцевой желоб, в днище желоба выполнено отверстие для выгрузки механических примесей в шлюзовый разгрузитель, кроме того, под днищем цилиндра установлен привод, а в днище по его центральной оси выполнено сквозное отверстие для приводного вала, на котором неподвижно закреплен каркас разгрузочного устройства коническо-цилиндрической формы, нижняя цилиндрическая часть которого размещена с технологическим зазором снаружи обечайки в кольцевом желобе, при этом на наружной поверхности цилиндрической части разгрузочного устройства радиально закреплены по крайней мере две лопасти, длина каждой из которых меньше или равна разности внутреннего радиуса цилиндра и наружного радиуса цилиндрической части разгрузочного устройства.

Доказательство существенности отличий и связь признаков с достигаемым техническим результатом - понижение эксплуатационных затрат раскрываются последовательно в следующем порядке: 1. Повышение степени очистки воздуха в режимах фильтрации и регенерации.

2. Уменьшение затрат тепла на нагрев наружного приточного воздуха, подаваемого в цех в отапливаемый период года.

3. Уменьшение загрязнения атмосферы пылевыми выбросами через систему вытяжной общеобменной вентиляции цеха.

4. Уменьшение энергозатрат.

5. Повышение эксплуатационной надежности работы фильтра и системы разгрузки механических примесей в замкнутую пневмотранспортную установку для централизованного сбора отходов.

Повышение степени очистки воздуха в режимах фильтрации и регенерации осуществляется за счет того, что в верхней части бункера 39 под каждой пылеулавливающей камерой 23, 24 наклонно установлена жалюзийная решетка 66, которая позволяет очищать воздух от древесной стружки, опилок и крупных частиц пыли размером свыше 70 мкм. Кроме этого, фильтр снабжен по крайней мере однорядной панелью воздушных ячейковых фильтров 14 II класса, обеспечивающей эффективную очистку воздуха от пылевых частиц крупнее 1 мкм и размещенной во входном отверстии конфузора 10, установленного между коллекторами загрязненного 5 и очищенного 6 воздуха по всей длине ряда модулей 3 и дополнительным коллектором переменного сечения 15, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием коллектора 6 очищенного воздуха, а выходное отверстие конфузора 10 - с всасывающим патрубком 9 центробежного вентилятора 8.

Таким образом, в заявляемом фильтре установлены первая и третья ступени очистки. Абсолютный выброс пыли из фильтра 1 для 3-ступенчатой очистки рассчитывается где _1,2,3 - относительный выброс пыли из фильтра соответственно с 3-ступенчатой очисткой, %, _1,2,3 = (1-_1,2,3)100% , (2) где _1,2,3 - суммарная эффективность очистки воздуха в фильтре с 3-ступенчатой очисткой, _1,2,3 = 1-(1-₁)(1-₂)(1-₃), (3) где ₁,₂,₃ - общая эффективность очистки воздуха соответственно в жалюзийной решетке 66, фильтрующих рукавах 33, панели воздушных ячейковых фильтров 14 II класса типа ФЯКП.

Для расчета _1,2,3 примем ₁ = 0,5 для пыли с условным диаметром частиц менее 200 мкм; ₂ = 0,999 (Александров А.Н., Козориз Г.Ф. Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения на деревообрабатывающих предприятиях: Справочник / Под ред. А.Н. Александрова. - М.: Лесн. промышленность, 1988. - 248 с., ил s) для пыли размером 3 мкм, полученной при скорости фильтраций u_ф = 2 м/мин на ткани (Войлок иглопробивной ТУ17 ЭССР 413-77 лавсан) и ₃ = 0,92 (Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. В трех частях, 4-е издание, перераб. и доп. Часть 3 - Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под ред. канд. техн. наук Н.Н. Павлова и инж. Ю.И. Шиллера. - Книга 2. М.: Стройиздат, 1992. - 416 с., ил.) для пыли крупнее 1 мкм, полученную по методике СТНИИП. Сравнительные данные по эффективности очистки, относительному выбросу пыли для двух вариантов фильтров с различным числом ступеней очистки приведены в табл. 1.

Таким образом, повышение степени очистки воздуха от применения в фильтре первой и третьей ступеней очистки в виде воздушного фильтра II класса уменьшит абсолютный выброс C₂ из фильтра в цех в 1,8/0,072 = 25 раз.

После окончания режима регенерации рукавных секций абсолютный выброс C₂ (мг/м³) в заявляемом фильтре в первые 1,5 с составит C₂ - 50,072 + 0,072 = 0,432 мг/м³, который меньше допускаемого в [C₂]/C₂ = 1,8/0,432 = 4,16 раза.

Уменьшение затрат тепла на нагрев наружного приточного воздуха, подаваемого в цех в отапливаемый период года, осуществляется за счет того, что в верхней части бункера 39 под каждой пылеулавливающей камерой 23, 24 наклонно установлена жалюзийная решетка 66, а фильтр снабжен по крайней мере однорядной панелью воздушных ячейковых фильтров 14 II класса, размещенной во входном отверстии конфузора 10, установленного между коллекторами загрязненного 5 и очищенного 6 воздуха по всей длине ряда модулей 3 и дополнительным коллектором переменного сечения 15, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием коллектора очищенного воздуха 6, а выходное отверстие конфузора 10 - с всасывающим патрубком 9 центробежного вентилятора 8. Выше было показано, что установка первой и третьей ступеней очистки повышает эффективность очистки воздуха в фильтре и снижает абсолютный выброс пыли из фильтрующих рукавов , который после смешивания с подсасываемым через верхнюю часть фильтра 1 наружным воздухом превращается в C₇ = 0,995 C₂ (мг/м³) и направляется вентиляторами 8 в рециркуляционные воздуховоды 12 и далее в цех. Масса пыли, поступающей в цех в том числе из рециркуляционных воздуховодов m₇ = L_рец/C₇, должна быть удалена из цеха общеобменной вытяжной вентиляцией 77. Также количество свежего воздуха с учетом подсоса наружного воздуха должно быть возвращено в цех через приточную вентиляционную систему 76 с предварительным его нагревом до С учетом подсоса наружного воздуха в фильтры систем АСПТУ, равного 2,5%L_AC, производительность системы общеобменной вытяжной вентиляции 77 определится из выражения где L_выт - производительность камеры общеобменной вытяжной вентиляции, м³/ч; 0,025 - коэффициент, учитывающий 2,5%-ный подсос наружного воздуха в фильтры.

На основе уравнения воздушного баланса в цехах, в которых отсутствуют избытки явного теплового потока, и из условия удаления из цеха (1 - 0,01n) пыли и с учетом (4) производительность системы приточного воздуха 76 в цех L_пр (м³/ч) определяется по формуле где C₃ - выброс пыли из приемников станков, мг/м³; C₇ - абсолютный выброс пыли из рециркулируемого воздуховода 12 с учетом разбавления выброса C₂ подсасываемым наружным воздухом, мг/м³; C₄ - запыленность воздуха за пределами рабочей зоны, мг/м³ C₄ = 5; (6) C₅ - запыленность воздуха в рабочей зоне. Согласно СНиП (Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция и кондиционирование СНиП 2.04.05 - 91. М. 1998.71 с.) C₅ = ПДК_РЗ = 6 мг/м³ (7) для цехов механической обработки древесины; n - процент пыли, остающейся в цехе, которая не может быть удалена вытяжной общеобменной вентиляцией 77, % (удаляется передвижными пылесосами); L_AC производительность аспирационных пневмотранспортных установок, которые обслуживаются многорядным фильтром 1, м³/ч.

Для удобства пользования формулой (5) преобразуем ее как L_пр = f(L_AC,C₁,C₂,n). Для этого вначале выразим C₃ = f(C_пр), C_пр = f(C₁), а затем C₃ = f(C₁); C₇ = f(C₂) и C₆ = f(C_вх), где C_пр, C₁ - запыленность воздуха в приемниках 74 станков и перед фильтровальными рукавами 33, мг/м³; C₂ - абсолютный выброс пыли после рукавов 33, мг/м³.

Значение C₃ определим из выражения для вычисления эффективности улавливания пыли приемниками 74 станков При этом C_пр = 1,095C₁, где 1,095 - коэффициент, учитывающий подсос воздуха через неплотности соединения трубопроводов и через бункер 39 фильтра 1, равный 9,5% (7,5% до фильтра и 2% через уплотнения бункера 39).

C₃ = 0,01095C₁(100-_пр), (8) где C₁ - запыленность воздуха перед фильтром, мг/м³.

Значение C₆ определим из выражения для вычисления эффективности очистки воздуха в воздушном ячейковом фильтре III класса типа ФЯВ (ФЯВ - фильтр воздушный ячейковый винипластовый) или (ФЯР - фильтр воздушный ячейковый типа Рекка) для пылевых частиц крупнее 10 мкм. Отсюда C₆ = 0,2 C_вх, C_вх = 1 мг/м³ C₆ = 0,2 мг/м³, (9) где C_вх - запыленность воздуха на входе в систему приточного воздуха 76, мг/м³.

Значение C₇ определяется с учетом разбавления абсолютного выброса пыли ₂ наружным воздухом, подсасываемым в вентилятор 8 через верхнюю часть фильтров 1 C₇ = 0,995C₂, (10) где 0,995 - коэффициент, учитывающий 0,5% подсоса наружного воздуха через верхнюю часть фильтров 1.

Подставляя в (5) значения для параметров C₄, C₅, C₃, C₆ и C₇, получим Определение производительности системы 76 приточного воздуха L_пр (м³/ч) для двух вариантов фильтров с различным числом ступеней очистки воздуха осуществляется по выражению (11).

В расчете в качестве исходных данных приняты: L_AC = 100000 м³/ч. Фракция пыли - с условным диаметром менее 200 мкм; C₁ = 1800 мг/м³; n = 5% (по данным АО "Нева"); _пр = 99,65% , ₁ = 0,1% ; _1,2,3 = 0,004% . При этом: - для 1-ступенчатой очистки - для 3-ступенчатой очистки Значения L_пр для двух вариантов фильтров приведены в графах 1 и 3 табл. 2, а значения L_выт - в графах 2 и 4 табл.2.

Из табл. 2 следует, что применение первой и третьей ступеней очистки в фильтрах АСПТУ позволяет при их суммарной производительности L_AC = 100000 м³/ч уменьшить производительность систем: - приточной вентиляции 76 на L_пр = 41976-10000 = 31976 м³/ч; - вытяжной общеобменной вентиляции 77 на L_выт = 44476 - 12500 = 31976 м³/ч.

Таким образом, L_пр = L_выт = 31976 м³/ч (8,882 м³/с). Увеличение потерь давления на установку в фильтрах 1 первой ступени очистки (жалюзийной решетки 66) и третьей ступени очистки (панели 14 ячейковых фильтров типа ФЯКП) составляет ( H = 280 Па. Тогда суммарное увеличение мощности эл/двигателей вентиляторов 8 восьми АСПТУ при их суммарной производительности L_AC = 100000 м³/ч (27,7 м³/с) составит где _в - КПД вентилятора; _пр = 1,0 - КПД привода для электровентилятора; _п КПД подшипников.

Суммарное уменьшение мощности эл/двигателей вентиляторов систем приточной 76 и вытяжной 77 общеобменной вентиляции в цехе механической обработки составит Из них - для системы приточной 76 вентиляции ( L_пр = 8,882 м³/с и H_пр = 650 Па) - для системы вытяжной 77 общеобменной вентиляции ( L_выт = 8,882 м³/с и H_выт = 350 Па) Таким образом, суммарное увеличение мощности эл/двигателей вентиляторов АСПТУ от применения в рукавных фильтрах первой и третьей ступеней, очистки с некоторым запасом компенсируется суммарным уменьшением мощности эл/двигателей вентиляторов систем приточной 76 и вытяжной 77 общеобменной вентиляции Экономическая целесообразность применения в фильтрах систем АСПТУ первой и третьей ступеней очистки обосновывается уменьшением затрат тепловой энергии на нагревание уменьшенного на L = 31976 м³/ч количества воздуха в системе приточной вентиляции 76 цеха механической обработки в отапливаемый период года. Определим эту экономию тепловой энергии для трех различных климатических районов России. Исходные данные для расчета приведены в табл. 3.

Расход тепловой энергии Q (кДж/ч) на нагревание приточного воздуха, которая экономится от сокращения производительности системы приточной 76 вентиляции на L = 31976 м³/ч, определяется по формуле Q = LC(t_пр- t_нв), где C = 1,055 - удельная массовая теплоемкость сухого воздуха, кДж/(кг^oC); t_пр - расчетная температура прито