Курсовая работа: Проектирование систем инженерной защиты среды обитания

Для обработки древесных материалов шлифованием рекомендуется применять следующие типы установок обезвреживания загрязненного воздуха:

1) очистка загрязненного воздуха при помощи вентиляции.

2) прямое термообезвреживание, заключающееся в выжигании примесей в загрязненном воздухе при температуре 1000-1100 °С; несмотря на кажущуюся простоту этого метода, его из-за большого расхода топлива нужно применять только при наличии в воздухе примесей, пассивирующих работу. Из представленных методов обезвреживания загрязненного воздуха, наиболее эффективным, для очистки воздуха от древесных примесей, является метод очистки загрязненного воздуха при помощи вентиляции газов, так как прямое термообезвреживание проходит при более высокой температуре (1000-1100 °С), кроме того термообезвреживание требует большого расхода топлива.

Таблица 8 - технические характеристики циклона ЦН-15

Рисунок 6 - схема циклона ЦН-15

Где: диаметр выхлопной трубы d - 0,59 м; диаметр пылевыпускного отверстия d1 - 0,3-0,4 м; диаметр входного патрубка b - 0,2 м; длина входного патрубка l - 0,6 м; высота входного патрубка, а - 0,66 м; высота выхлопной трубы (ВТ) hт - 1,74 м; высота внешней части (ВТ) hв - 0,3 м; высота цилиндрической части Нц - 2,06 м; высота конуса Нк - 2,0 м; высота установки фланца hфл - 0,1 м; общая высота циклона Н - 4,56 м.

Циклоны ЦН-15 предназначены для очистки воздуха от сухой, неслипающейся, неволокнистой пыли, образующейся в различных помольных и дробильных установках и при транспортировании сыпучих материалов.

Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). Для распространённых циклонов типа ЦН степень очистки может достигать:

- для частиц с условным диаметром 20 микрон - 99,5% - для частиц с условным диаметром 10 микрон - 95% - для частиц с условным диаметром 5 микрон - 83% C уменьшением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100-300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Возможно, также применить электростатический фильтр, который, напротив, эффективен именно для малых частиц.[9]

Существуют также фильтры по очистке воздуха, работающие, по аналогии с циклоном ЦН-15, но в отличии от ЦН-15, эти фильтры более сложные в эксплуатации и дорогостоящие. К таким фильтрам можно отнести:

1. Рукавные фильтр "СМЦ-101 А".

1 - механизм встряхивания; 2- коллектор; 3 - рукав; 4 - корпус; 5 - клапан;

6 - подвески; 7 - коллектор продувочного воздуха; 8 - затвор; 9 - коллектор.

Рисунок 7 - Схема фильтра “СМЦ-101 А

Таблица 9 - технические характеристики фильтра “СМЦ-101 А”

Предназначенный, для очистки воздуха от стружки, опилок и шлифовальной пыли. Установки оборудованы системой непрерывной выгрузки отходов в пневмотранспорт, механический транспортер или специальный бункер-накопитель отходов.

Степень очистки воздуха установками составляет 99,9%. Установки используются в качестве элемента очистки воздуха в системах аспирации и пневмотранспорта как с применением рециркуляционной схемы обращения воздуха, так и без нее.

Установка предназначена для очистки больших объемов загрязненного воздуха от древесной стружки, опилок и непрерывной выгрузки отходов деревообработки в пневмотранспорт или иной транспортер отходов до сборного бункера. Обеспечиваемая установкой степень очистки воздуха позволяет возвращать очищенный воздух в помещение, сохраняя при этом его температуру.

Установка состоит из блока фильтров с механической системой регенерации и бункера, в котором расположено устройства непрерывной выгрузки отходов, выполненных в едином корпусе. Устройство выгрузки может быть двух типов: выгрузка на базе шнекового транспортера и выгрузка на основе цепного транспортера. Установка комплектуется шкафом управления и выносным пультом управления системой выгрузки. По желанию Заказчика установка может системой подачи воды при возгорании и дублирующей системой порошкового пожаротушения.

Установка оснащена автоматическим пожаротушением, включающим в себя термодатчики и систему подачи воды в случае возгорания, обратными клапанами на входных воздуховодах, клапанами разгрузки избыточного давления.

Так же возможно применение фильтров для очищения воздуха от мелкодисперсной пыли.

Принцип действия фильтра СМЦ -101 А состоит в следующем: воздух засасывается вентилятором от источника выделения пыли через диффузор (ПВУ) и подается в блок фильтров. Здесь кассетой грубой очистки улавливаются аэрозольные частицы крупнее 3-5 мкм, а кассетой тонкой очистки более мелкие частицы. Фильтрующие материалы обеих кассет работают в режиме накопления пыли. При достижении перепада давления 260-300 Па кассета грубой очистки подлежит промывке. Складчатая фильтрующая кассета после накопления в ней ~ 6 кг пыли подлежит утилизации и замене на новую (перепад давлений 700 Па).

Допускается частичная регенерация фильтрующей кассеты тонкой очистки обратной продувкой сжатым воздухом.

Фильтр СМЦ -101 А состоит из блока инерционной очистки с контейнером для уловленной пыли, блока фильтров и блока вентилятора. Блок инерционной очистки состоит из корпуса и контейнера для сбора уловленной пыли. К корпусу снаружи крепится инерционный осадитель, через который очищаемый воздух подается в фильтр. Блок фильтров состоит из корпуса, в котором размещаются сетчатый фильтр грубой очистки воздуха, фильтр тонкой очистки на основе ультратонкого стекловолокна и химкассета (в случае комплектации ею агрегата). Фильтр грубой очистки вставляется в корпус через дверцу, остальные фильтрующие элементы вставляются и извлекаются через верхнюю часть корпуса после снятия блока вентилятора. Блок вентилятора устанавливается на блок фильтров. В блок вентилятора встроен комплект электрической пусковой аппаратуры двигателя: автоматический выключатель, магнитный пускатель, кнопки "Пуск" и "Стоп", кабель электропитания, здесь же установлен дифманометр для контроля степени загрязненности фильтра тонкой очистки. Блок вентилятора соединен с блоком фильтров четырьмя замками защелками для удобства разборки и замены фильтрующего элемента. Очищенный воздух выходит наружу через выходной патрубок, снабженный шумоглушителем.

Принцип действия фильтра СМЦ -101 А состоит в следующем: загрязненный воздух из рабочей зоны засасывается блоком вентилятора во входной патрубок блока инерционной очистки, где вследствие резкого поворота струи, расширения потока и падения его скорости происходит отделение крупных частиц пыли размером более 20-50 мкм и выпадение их в бункер фильтра. Далее очищаемый воздух поступает в сетчатый фильтр грубой очистки (улавливаются частицы от 3 мкм и более) и в фильтрующую кассету тонкой очистки воздуха (улавливаются более мелкие частицы), затем в химкассету (в случае комплектации ею агрегата) для очистки воздуха от CO, NOx, HF и других вредных веществ.[10]

Фильтр ФСК-1000.

Рисунок 8 - схема фильтра ФСК-1000

Таблица 10 - технические характеристики фильтра ФСК-1000

Фильтр ФСК-1000 состоит из корпуса, полноповоротного вытяжного устройства и вентилятора. В корпусе фильтра размещаются: кассета грубой очистки и неразборный складчатый кассетный фильтрующий элемент тонкой очистки. Вентилятор закрыт специальным звукоизолирующим кожухом. Все основные узлы фильтра установлены на раме. Для контроля запыленности кассет грубой и тонкой очистки на корпусе фильтра установлены два дифманометра. Там же размещена пусковая арматура электродвигателя вентилятора, включающая: магнитный пускатель, автоматический выключатель, кнопки "Пуск", "Стоп". Фильтр установлен на колесах. В стационарном варианте на входе фильтра вместо ПВУ устанавливается диффузор.[11]

Исходя из всего перечисленного, можно сделать вывод, что фильтр ФСК 1000 в основном предназначен для очистки воздуха от СО, NO, HF и условия эксплуатации очень строгие. А рукавный фильтр СМЦ 101 "А" также так же сложен в эксплуатации, дорогостоящий и очень большой по своим размерам, чего нельзя сказать про циклон ЦН - 15, поэтому в данной работе применим именно его.

2.2 Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

В составе оборудования:

- фрезерный станок Felder, Profil 45/07;

- станок калибровально-шлифовальный, SR-R P 1300 A;

- фрезерный станок ФСШ;

Аспирация фрезерного станка Felder, Profil 45/07

Опилки выбрасываются в подстольное пространство станка, которое имеет внешнее ограждение, разделено на зону поступления отходов и зону электропривода режущего инструмента. Расположение отверстия для аспирации выбрано с учётом направления потока опилок и пыли. Аспирационный патрубок врезан в одну из стенок ограждения со стороны наибольшего накопления древесных отходов. Длина патрубка 100 мм, внутренний диаметр 100 мм, площадь проходного сечения:

F=3,14•d₂/4=3,14•0,12/4=0,00785 (м²).

Кромки патрубка заделаны заподлицо со стенкой ограждения и имеют небольшое закругление на входе в воздуховод. Наружный торец патрубка подключается к гибкому пластиковому или к жёсткому металлическому воздуховоду аспирационной системы. Входная скорость воздуха в точке всасывания равна 28 м/сек. При среднем значении скорости всасывания 28 м/сек расход воздуха для аспирации циркулярного станка рассчитывается с учётом площади сечения входного отверстия F_вх=0,00785м²:

Q=Fвх•vвх•3600=0,00785•28•3600= 791 (м³/час).

Аспирация станка калибровально-шлифовального, SR-R P 1300 A

Стружка выбрасывается в аспирационный патрубок, который имеет форму перехода с прямоугольного сечения на круглое. Размер входного прямоугольного сечения 420 х 85 мм. Диаметр выходного отверстия конфузора 150 мм, площадь сечения F=3,14•d2/4=3,14•0,152/4=0,0177 (м²).

Скорость воздуха во всасывающем отверстии составит:

vвх=Q/3600•Fвх=1809/3600•0,0177=28,4 (м/сек).

В прямоугольном сечении отсасывающего патрубка скорость воздуха:

v=Q/3600Fпр=1809/3600•0,085•0,42=14,1 (м/сек).

Скорость площади сечения воздуховода:

F=Q/3600•v F=1809/3600·(21ч25)=0,024ч0,02 (м2).

Диаметр воздуховода вычисляется из формулы площади F=3,14D2/4 и для этих площадей находится в пределах D=0,174ч0,160 м. Принимаются стандартные диаметры: 180 мм или 160 мм, окончательный выбор будет сделан в процессе расчёта потерь давления на участках аспирационной сети.