工業除塵器集塵(chén)罩高效的設(shè)計

發(fā)布時(shí)間 : 2020-01-02  瀏覽次數 :

   在我們平時的工作、生活中很多情況(kuàng)可以投機取巧,但最終都會為之(zhī)付出代價。  在除塵器集塵罩設計方麵尤為如此(cǐ)。 集塵(chén)罩設計的細小改變通常會產生巨大的效應,尤其在運行的性能(néng)和總成本方麵。

   聰明的企業管理人都知道,員工是他們最大(dà)的(de)財富,員工的舒適理應是一家成功企業(yè)的重中(zhōng)之重。 ACGIH 工業通風設計建議實踐手冊第 28 版已被公認為(wéi)衡量除塵解決方案的標準。 它體現了工業衛生的正確做法,內(nèi)容圍繞著改善工廠內操作員和員工的呼吸區環境。 該(gāi)手冊為集塵罩選擇提供(gòng)指南,並提供許多日(rì)臻完善的集塵罩配(pèi)置案例策略。

   在開(kāi)始集塵罩設計時,在努力改善工作空間空氣質量的同時,思考問題的重要性更為有益。 粉塵可能具(jù)有的可燃性或毒性會影響集塵罩和係統設計。 如果未能滿足某些清潔標準(zhǔn),您的工廠會處於極度危險之中。 如(rú)果您的工廠(chǎng)不符合規定,不僅會對工人狀況產生嚴重影響,一旦被發現(xiàn),還會產生巨額的罰(fá)款。

    除去工作空間空氣質量問題,經理通常還必須(xū)平衡企業中兩大方麵,那便是產品或工(gōng)作質(zhì)量和運行成本(běn)。  有時成(chéng)本節約的效果看似並不顯著,例如改善集塵罩設計以降(jiàng)低風機(jī)等設備投資成(chéng)本的案例。 讓我們將集塵罩設計這一關鍵問題納入(rù)考慮,探尋更多選擇。 

工業除塵器(qì)集塵罩高效的設計(圖1)
常見的集塵罩設(shè)計

   如(rú)果您無法封閉(bì)操作(zuò)過程,您可能需要將(jiāng)一個外部罩(zhào)放置於操作區域周圍,以便控製操作過程中產生的粉塵。 這五種基本外部罩類型按照效果和建造(zào)成本升序排列。 然而,當您比較(jiào)下述相關方麵時,集塵罩的初始建造成本(běn)會迅速被抵消。

  •     改善工廠清潔並減少製(zhì)造產(chǎn)品的停機時間,

  • 更小的管道、更小的除塵器和更小的風機可(kě)能帶來相應的成本節約

  • 隨著能源和氣體流量方麵的要求不斷減少(shǎo),可以看出風(fēng)機功率將有所降低(dī),這也意味著相關的效用成本將有所減(jiǎn)少。

1.  散口罩在所有集塵罩配置中最為常見,且成本最低。 它僅僅是一根直通產塵點的開(kāi)放管道。 這種方法的集塵(chén)罩設計再簡單不過了。

散口罩雖然非常易於生產,但是在產生粉塵時,收集汙染物方麵的效能極(jí)差。 這種(zhǒng)集塵罩配置不隻(zhī)從(cóng)罩開口(kǒu)前端抽出空氣,還會從後方抽出空氣,導致效率低下。 這種配置還會產生(shēng)高強度的湍流,導(dǎo)致能源流失劇增,並可能需要更大的(de)風機。 就操作總成(chéng)本而(ér)言(yán),選擇此種集塵罩配置並不太理想。

2.  法蘭罩相對簡單,建造成本低,增(zēng)加一個法蘭便可改(gǎi)進散口設計(jì)。 由於空氣/能源(yuán)通常僅用於收集開放管道前方區域(yù)的粉塵,所(suǒ)以法蘭罩能夠提供更好的性能。 

工業(yè)除塵器集塵罩高效的設計(圖2)
工業除塵器集塵罩高效(xiào)的設計(圖3)

法蘭的添加將集塵罩設計(jì)關注點放在集塵罩性能上(shàng),減少了維持設施清潔所需的氣流量。 同時,也改善了員工工(gōng)作環境的空氣質量。 法蘭的形狀不一定為圓形,也可為方形甚至是三角形,隻要以此形(xíng)狀能夠發揮更好的性能,聚集空氣,使其從前方進入集塵罩即可。 法蘭體現了聊勝於無的道理。 法蘭罩仍存在過度湍流的問題,因此,我們探索改善設計的(de)方法(fǎ),以期減輕這種情況。

3.  錐形罩使集塵罩性(xìng)能得以進一步改善。 考(kǎo)慮采用帶有矩形法蘭的圓形管道。 如果我們向(xiàng)前折疊法蘭邊(biān)緣,並連接其側邊,則可製造出一種將空氣直接引入管(guǎn)道的錐形漏鬥。 這種錐形漏鬥減緩了空氣(qì)進入集塵罩的速度,使其比進入散口罩或法蘭(lán)罩更加平(píng)緩,減弱了當空氣進入集塵罩後端管道時產生的湍流。 這種更加平緩的送(sòng)氣方式(shì)可節省能源,減少風機的運行成本,在集塵罩建(jiàn)造成本的節省方麵實現長期性小幅增長。 將法蘭再(zài)次引入集塵罩表麵重(chóng)申了對集塵罩效率(lǜ)的關注,同時,此舉也減少了氣(qì)體總流量。 同時,還為資本設備實(shí)現更小的管道、更小的除(chú)塵器和更(gèng)低的風機功率創造了同等節省機會。

工業除塵器集塵罩高效的設計(圖4)
工業除塵器集塵罩高效的設計(圖5)
工業除塵器集塵罩高效的設計(圖6)

4.  錐形罩從圓形而非矩形開口罩發(fā)展而成。 同時使集塵(chén)罩設計在改善性能方麵更(gèng)進一步。 這種方法通過進一步減少空氣進入集塵罩(zhào)後端管道時(shí)產生的渦流來改善集塵罩的性能。 同時還減少了所需的(de)能源,在風機功率方麵獲得節省。  同樣,集塵罩表麵添加的法蘭(lán)將減少控製粉塵所需的氣流量,並帶來前述的諸(zhū)如管道、除(chú)塵器(qì)或風機功率等(děng)投資成本方麵的節(jiē)約(yuē)。  正如您所見,上述大部分均為(wéi)在金屬板上(shàng)進行相對簡單的改造,可(kě)安(ān)裝至任何開放管道之上。

工業除塵器集塵罩高效的設計(圖7)

5.  鍾形罩是性能水平較高的外部罩。 它結合了法蘭罩(zhào)的優勢(shì),實現(xiàn)從法蘭到管道入口的平滑送氣。 當空氣進入管道(dào)時,這種平滑送(sòng)氣削弱了湍流。  它不僅(jǐn)為(wéi)法蘭帶來(lái)節流性能,還可使旋轉碗入口剖麵的湍流(liú)度變得較低,是十(shí)分有效的外(wài)部罩(zhào)設計。  當(dāng)然,提升性能(néng)需要一定的投資(zī)。 由於此集(jí)塵罩(zhào)進氣口通常(cháng)需要一個旋轉錐才能順利進行進氣口(kǒu)建造,因此成本更高。

需要考慮的(de)其(qí)他因素: 集塵罩位置

我們已經談論了不同的(de)集塵罩構(gòu)造和形狀,但另(lìng)一關鍵問題也不容忽視: 集塵罩應該放置於(yú)粉塵的產生來源的什麽相對位置?  您可能(néng)已經選擇了昂貴、高性能的集塵(chén)罩,但如若放置不當,便會采集大量的(de)空氣和很少的粉(fěn)塵。 

在靠近(jìn)產塵點的位置放置集塵罩,是源頭除塵(chén)描述的一部分。 為了(le)使係統實現有效的粉塵管理,集塵罩需要盡可能靠近產塵點。  這一現(xiàn)實(shí)場景有助於解釋為何靠近產塵點如此重要。  思考下列(liè)情形:

示例 1:

4 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)直徑的散口罩位於(yú)距離產塵點 1 英尺(1 英尺 = 0.3048 米)處,需要在產塵點產生 100 inch 英寸/分鍾的采集速度,以控製粉塵。 我們使(shǐ)用工(gōng)業通風手冊中的方程式來估算(suàn)產生此(cǐ)速度所需的氣流量。  Q=(10X² + A) V

  • 距離源 (x) 1 英尺(1 英尺 = 0.3048 米),

  • 4 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)管道 (A) 的橫截麵(miàn)積為 0.087 square foot 平方英尺(1 平(píng)方英尺 = 0.093 平方米),

  • 所需的總氣流為 (Q) = [10(1 英尺)² + 0.087 平方英尺] 100 英尺/分鍾 = 1,009 立方(fāng)英尺/分(fèn)鍾(1 立(lì)方英尺(chǐ) = 0.0283 立方(fāng)米)。

示例(lì) 2:

4 inch 英寸(cùn)(1 英寸 = 0.0254 米)直徑的散口(kǒu)罩位(wèi)於距離產塵點(diǎn) 6 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)(0.5 英尺(1 英尺 = 0.3048 米))處,仍然需要在產塵點產生 100 ft/min 英尺/分鍾(zhōng)的采集速度,以控製粉塵。 為了估算所需氣流量,我們(men)再(zài)次需要使用工業通風(fēng)手冊中相同的方(fāng)程式。  Q=(10X² + A) V

  • 現在距離源 (x) 0.5 英尺(1 英尺(chǐ) = 0.3048 米),

  • 管道 (A) 的橫截麵積仍是 0.087 平方英尺(1 平方英尺 = 0.093 平方米),

  • 所需(xū)的總(zǒng)氣流為 (Q) = [10(0.5 ft)² + (0.087 平方(fāng)英尺 ] 100 ft/min 英尺/分鍾 = 259 立方英尺/分鍾(zhōng)(1 立方英(yīng)尺 = 0.0283 立方米)。

如您(nín)所(suǒ)見,距離 (x) 上的改變對於(yú)所需的總氣流影響巨(jù)大。 在(zài)這種情況下,以及其他大多數情(qíng)況下,距離減(jiǎn)半時,所需氣(qì)流量減少為原來的四分(fèn)之一。  這(zhè)是一種極為顯著的改變。 考慮並對比(bǐ)6 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)附加管道可能花費的成(chéng)本與除塵器或風機四倍於必要大小的(de)成本(běn)。  切記所需空氣越少,所需管道就越小,進(jìn)而產生額外的成(chéng)本節約。

此刻(kè)讓我們將目(mù)光(guāng)聚集到關鍵設計因素: 總體擁有成本。 現(xiàn)在您可了解到集塵(chén)罩設計如何更好地通過減少管理粉塵所需的總氣流量來幫(bāng)助您降低運行成本(běn)。 這意味著您可以考慮使用更小的管道(dào)、更小的除塵器和更小的風機,  從(cóng)而在這三大高價(jià)物品上節約(yuē)成本。 

現在考慮一下運行風(fēng)機和除塵器的成(chéng)本。 隨著湍流和總氣流量的(de)減少,顯然,運行係統所需的功率也隨之減少。  並且如(rú)果您減少設施中(zhōng)排出的空氣,則對補充空氣的需求就會降低,從而減少(shǎo) HVAC 係統的過濾。  產(chǎn)品的使用壽命有多長? 十年? 二十年?  這(zhè)將對您的電力和壓縮空氣年均成本造成怎樣的影(yǐng)響?  您可以看到,在簡單的係統部件中發生的細小改變將如何對擁有(yǒu)成本產生巨(jù)大的效應。

從設施(shī)改善和員工工作空間狀況,到(dào)設備總體擁有(yǒu)成本,都應將集塵罩設計的正確做法作為設(shè)計中的關鍵問題。 小改變會(huì)有大成效,而這正是您的需求。



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