VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Поскольку горнорудная промышленность в настоящее время располагает довольно значительным арсеналом пылеулавливающей техники, целью анализа не является описание всего существующего оборудования: рассматриваются наиболее распространенные пылеулавливающие агрегаты, приводится их производственная характеристика, а также указываются возможные способы интенсификации. В заключение излагаются рекомендации по проектированию, рациональному выбору и применению различных типов пылеулавливателей.

При исследовании оптимальных режимов работы пылеуловителей необходимо прежде всего определить число и периодичность замеров запыленности воздуха. Несомненно, что круглосуточные замеры с определением средних значений позволяют наиболее полно судить об эффективности работы пылеуловителей, однако такие измерения практически очень сложно осуществить. Число замеров зависит от желаемой точности их результатов и ряда показателей, которые характеризуют вариационные ряды, представляющие значения запыленности воздуха. Для выбора наиболее оптимального числа и периодичности замеров запыленного воздуха предлагается метод вычисления этих величин, определяемый на основе математической статистики и теории вероятности.

Математическая статистика позволяет установить, из скольких единиц (членов) должен быть составлен статистический коллектив, чтобы на основании его можно было сделать заключение о генеральной совокупности с заранее выбранной достоверностью и допускаемой ошибкой.

Подробное определение нужно производить по формуле (1)

(1)

где К - коэффициент гарантии точности, V - вариационный коэффициент, Р - допустимая ошибка (в процентах от среднего значения для данного вариационного ряда).

Для определения величины коэффициента V, зависящего от ряда факторов, которые немогут быть предсказаны теоретически, необходимо выполнить статистическую обработку нескольких рядов значений запыленности, составленных по данным замеров. Измерение запыленности производиться по общеизвестной методике с помощью фильтров ДФА-В-18 и эжекторного аспиратора типа АЭРА.

Оценка относительной эффективности существующих способов пылеулавливания производилась по-новому. Поскольку КПД зависит от двух величин: количества уловленной и проскочившей через аппарат пыли, – то здесь недопустимо относительную ошибку брать равной отношению абсолютной погрешности к величине КПД. Так как КПД зависит от веса пыли в бункере и веса пыли, содержащейся в воздухе на выходе аппарата, относительное изменение КПД следует характеризовать относительным изменением обоих указанных весов пыли. Отбор проб на запыленность при оценке эффективности существующих пылеулавливающих аппаратов должен производиться в последовательности, указанной выше. При этом из соображений изокипетичности отбора предварительно измеряется скорость воздуха в воздуховоде и по номограмме определяется диаметр воздухозаборной насадки. Поскольку распределение пыли по крупности подчиняется вполне определенным законам (Колмогоров), необходимо установить наиболее вероятное распределение частиц на различных участках пылеобразования и на основе имеющихся статистических данных построить теоретически вероятностное распределение частиц по крупности (по размерам).

Для выяснения эффективности использования того или иного вида пылеулавливающего оборудования необходимо располагать сведениями о крупности частиц, а также законом распределения по крупности. Отбор пыли для кониметрического анализа будет производиться на нескольких участках фабрики. Количество отобранных проб на каждом участке должно быть не менее 50 при различных условиях работы. Отбор пылевых проб и их обработка в лабораторных условиях будет производиться по нижеприводимой методике.

Рассмотрим весовой метод определения запыленности воздуха. Через предварительно завешенный фильтр фильтруется определенное количество воздуха. После взятия пробы фильтр вновь взвешивается. Зная объем просасываемого воздуха через фильтр и навеску пыли на этом фильтре, определяют концентрацию пыли в 1м³ воздуха:

,

где а - вес чистого фильтра, мг; b - вес запыленного фильтра, мг; Q - расход воздуха, л/мин;

t - продолжительность отбора проб, мин.

Необходимыми приборами и аппаратурой являются: фильтр АФА, патроны (фильтро-держатели), весы АДВ-200, аспирационные приборы (эжекторы, воздуходувки и др.), приборы для определения скорости просасывания воздуха (ротаметры, литрометры), винтовые зажимы, соединительные резиновые трубки диаметром от 8 до 12 мм, штатив металлический для крепления патронов с фильтрами, часы или секундомер.

Для качественной характеристики пыли проводится определение ее дисперсности, а при необходимости определение количества пылинок на 1 см3. Порядок отбора проб такой же, как и для весового метода определения запыленности.

Запыленность воздуха может изменяться как во времени (из-за колебания нагрузок и режимов дробильных и транспортных агрегатов), так и по сечениям воздуховодов. Неравномерность концентрации пыли в различных точках сечения связана с расслоением пылегазового потока под действием инерционных сил, возникающих при движении воздуха внутри

коленьев, несимметричных участков и при других препятствиях. Повышение скорости воздуха может вызвать соответствующее увеличение расслоения воздушного потока, причем чем крупнее и тяжелее частицы, тем в большей степени наблюдается их сегрегация на неровных участках воздушного тракта. В горизонтальных воздуховодах большой протяженности может наблюдаться повышенная концентрация крупной пыли в нижней части за счет гравитационных сил. Из-за неравномерности запыленности воздуха во времени для получения надежных результатов необходимо осуществить несколько серий замеров с последующим их усреднением. Из-за неравномерности концентрации пыли в разных точках сечения для определения средней по сечению воздуховода запыленности замеры производятся с разбивкой сечения на равномерные площадки, так же как при определении динамических напоров.

Важнейшим фактором, влияющим на точность получаемых результатов, является скорость во входном отверстии носика используемого пробоотборного устройства, которая должна быть равна скорости запыленного потока в воздуховоде (так называемый изокинетический отбор воздуха). Если скорость отбора превышает скорость воздушного потока, более крупные частицы из внешней части отбираемого объема воздуха, стремясь по инерции сохранить прежнее направление движения, пройдут мимо входного пробоотборного устройства. В результате полученная величина запыленности окажется заниженной, а отобранная пыль будет более мелкой. При отборе с пониженной скоростью произойдет обратное явление. Однако повышение скорости отбора способствует размыванию зон застоя, образующихся перед пробоотборными устройствами, поэтому скорость отбора воздуха предпочтительно несколько завышать и тем самым способствовать получению более точных результатов.

Величина превышения старости отбора, необходимого для получения действительных значений запыленности при использовании различных пробоотборочных устройств, определяется опытным путем. Скорость отбора проб (с учетом механической прочности фильтров и умеренного гид-равлического сопротивления) не должна превышать 10-20 л/мин. При концентрации пыли, приближающейся к 1 г/м3, желательно иметь небольшую скорость отбора пробы, чтобы удобное для подсчета число частиц осаждалось на фильтрах в поддающиеся контролю отрезки времени. Для соблюдения условия изокинетичости при различных скоростях воздуха и

отбора пробы трубка снабжается смежными наконечниками разного диаметра.

При пылях, частицы которых не очень отличаются по размерам, можно ограничиваться измерением примерно 5000 частиц; при значительной полидисперсности следует производить измерения нескольких тысяч частиц. Поскольку подсчет пылинок в микроскопе - операция трудоемкая и утомительная, следует при возможности фотографировать изображение частиц с помощью микрофотонасадки и производить их подсчет на увеличенных фотоотпечатках или проекциях полученных негативов на листах белой бумаги. Наряду со значительным облегчением труда этот метод позволяет получить более точные результаты. Вместе с препаратом изучаемой пыли фотографируется объект-микрометр. Это облегчает определение масштаба изображения пылинок, получаемого с помощью фотоувеличителя. Определяя распределение пылинок по размерам их изображения на фотоотпечатке или экране фотоувеличителя, удобно пользоваться шаблонами. При этом площадь пылинок неправильной формы сравнивается с площадью кружков, нарисованных на шаблоне в соответствующем масштабе. Подсчитав число частиц, имеющих размеры в определенном интервале (фракции), получают так называемое счетное распределение.

На основании полученных данных можно будет сделать выводы о целесообразности применения того или иного вида пылеулавливающего оборудования на данном участке.

Библиографический список

1. Сушко, Е.А. Использование логико-графических методов анализа риска возникновения аварийной ситуации на опасном производственном объекте/ Сушко Е.А., Гордиенко Н.Н., Облиенко А.В. // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. -2010. -№ 3. С. 148-153.

2. Сушко, Е.А. Промышленная безопасность при проектировании систем пылеудаления дробильных производств / С.П.Аксенов, Е.А.Сушко // Научный вестник Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. — 2008. — № 2 (10). — С. 162—173.

3. Сушко, Е.А. Анализ эффективности систем пылеулавливания при применении уголкового фильтра./Сушко Е.А., Переславцева И.И., Дурукин В.Н., Ряскова А.В.// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. -2011. № 2. С. 17-21.

4. Полосин, И.И. Охрана атмосферы от выбросов промышленной вентиляции./ Полосин И.И., Скрыпник А.И.// Воронеж. ВГАСА, - 1998. – 154 с.

5. Сушко, Е.А. Экспериментальные исследования закономерностей распространения веществ в промышленных помещениях/А.В.Облиенко, С.О.Потапова, Е.А.Сушко // Научный вестник Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. — 2010. — № 3 (19). — С. 154—163.

Код для цитирования: Скопировать