Особенность применения пневмотранспорта

Рассчитать диаметр материалопровода d (м); расход воздуха Vв (м3/с); общие потери давления воздуха в аэрозольтранспортной установке ??р (кПа) и мощность на привод воздуходувной машины N (кВт), если заданы: фактическая масса муки, подлежащей транспортированию G = 99000 кг; продолжительность транспортирования ф = 12,5 ч; общая длина материалопровода L = 34 м; коэффициент, зависящий от типа воздуходувной машины А = 800 (для ротационного компрессора); начальная скорость воздуха в продуктопроводе ?н = 7,5 м/с; коэффициент, учитывающий неравномерность подачи продукта б = 1,15…1,20; количество отводов и переключаетелей в системе n = 6 шт; потеря давления в питателе ?р3 = 12 кПа; плотность воздуха св = 1,2 кг/м3; ускорение свободного падения g = 9,81 м/с2; коэффициент потери давления в циклоне оц = 2,5; высота подъема материала на вертикальных участках Н = 4…12 м; тип компрессора - ротационный. В установке используется роторный питатель.

Фактическая производительность аэрозольтранспортной установки Пф, кг/с, пневмотранспортный всасывающий электродвигатель компрессор

Пф = G/(ф *3600),

Пф = 99000/(12,5*3600) = 2,2

Расчетная производительность Пр, кг/с,

Пр = б*Пф,

Пр = 1,20 * 2,2 = 2,64

Массовая концентрация муки в аэрозоле , кг/кг воздуха,

= А/L, 

= 800/34 =23,53

Потери давления в материалопроводе на трение о стенки ?р1, кПа,

?р1 = (0,133*0,2**L)/(1-2*10-4**L)

?р1 = (0,133*0,2*23,53*34)/(1-2*10-4*23,53*34) = 21,28/0,83 = 25,64

Скорость воздуха на конечных участках транспортирования ?к , м/с,

?к = ?н *(1+?р1/66,5)

?к = 7,5*(1+25,64/66,5) = 10,39

Потери давления в материалопроводе на разгон материала ?р2, кПа,

?р2 = (0,133** ?к2*(1+0,5*n))/112

?р2 = (0,133*23,53*10,392*(1+0,5*6))/112 = 1351/112 = 12

Потери давления на подъем материала ?р4, кПа,

?р4 = 10-3**св*g*H

?р4 = 10-3*23,53*1,2*9,81*10 = 2,77

Потери давления в циклоне-разгрузителе ?р5, кПа,

?р5 = 0,5*10-3* оц * ?к2*св

?р5 = 0,5*10-3*2,5*10,392*1,2 = 0,49

Общие потери давления воздуха в установке аэрозольтранспорта ??р, кПа,

??р = ?р1 + ?р2 + ?р3 + ?р4 + ?р5,

??р = 25,64 + 12 + 12 + 2,77 + 0,49 = 52,9

Необходимое давление нагнетания рн, кПа,

рн = 1,1*??р

рн = 1,1*52,9 = 58,2

Расчетный расход воздуха Vв.р., м3/с определяется по зависимости

Vв.р = Пр/(св*)

Vв.р = 2,64/(1,2*23,53) = 0,093

Полный расход воздуха Vв., м3/с

Vв = k*Vв.р.

Vв = 1,8*0,093 = 0,6 = 0,17

Диаметр продуктопровода d, м,

d = v(4Vв/р*?к)

d = v(4*0,17/3,14*10,39) = 0,14

Мощность электродвигателя компрессора N, кВт,

N = (Vв*pн)/(з1* з2)

Где з1 - КПД воздуходувной машины (з1=0,53…0,6); з2 - КПД механической передачи от электродвигателя к воздуходувной машине (з2 = 0,9… 0,95).

N = (0,17*58,2)/(0,6*0,9) = 18,32

Удельный расход электроэнергии на транспортирование муки Nvo, кВт*ч/т,

Nvo = N/(3,6*Пф)

Nvo = 18,32/(3,6*2,2) = 2,31

5. Сведения о монтаже, эксплуатации и ремонте оборудования

Перед пуском в эксплуатацию вновь смонтированных аэрозольтранспортных установок или после капитального ремонта необходимо провести испытания установки на холостом ходу и под нагрузкой.

При испытании воздуходувной машины на холостом ходу посредством вентиля или крана доводят давление в воздуховоде до уровня, установленного проектом, и измеряют расход подаваемого воздуха. Полученные данные приводят к нормальным условиям.

Работу воздуходувной машины следует проверять на холостом ходу в течение 4 ч, обращая внимание на ее уравновешенность, состояние крепления к раме и фундаменту, системы смазки и охлаждения, наличие посторонних шумов. Замеренные частота вращения рабочего органа и уровень шума должны соответствовать технической характеристике, приведенной в паспорте машины.

Воздуховоды и материалопроводы необходимо проверить на герметичность. Необходимо проверить крепление, частоту вращения, наличие посторонних шумов винтовых и шлюзовых питателей. На приемных патрубках их должны быть установлены коробки с тканевыми рукавами.

Дозирующее устройство, расположенное над питателем, должно обеспечивать подачу заданного количества муки.

После испытаний воздуходувной машины по расходу воздуха и развиваемому давлению и устранения выявленных неисправностей производят пуск установки под нагрузкой. Испытания установки под нагрузкой следует начинать при производительности, составляющей не менее половины проектной, и проводить в течение минимум 48 ч. На всех этапах испытаний измеряют параметры работы аэрозольтранспортной установки (расход воздуха, сопротивление установки, развиваемое давление воздуходувной машины). После ввода аэрозольтранспортных установок в эксплуатацию следует периодически контролировать с помощью пружинного манометра давление перед питателем.

При пуске аэрозольтранспортных установок выполняют операции в следующем порядке:

определяют маршрут перемещения муки;

включают компрессор и электродвигатели питателя, а затем дозаторы муки.

При остановке операции производят в обратной последовательности.

При появлении пыли в местах соединения труб гравитационного транспорта необходимо немедленно прекратить подачу муки в питатель при непрерывном поступлении воздуха. Если при этом давление перед питателем выше нормального, подачу воздуха прекращают и освобождают материалопровод от запрессованной муки.

При повышении давления в сети на холостом ходу вследствие увеличения сопротивления бельтинга смесительной камеры шнекового питателя следует заменить или очистить его.

Для ликвидации завалов материалопроводов мукой вследствие падения давления и прекращения подачи воздуха из компрессорной на участке материалопроводов после питателей следует предусматривать пробки с резьбой на расстоянии 8 - 10 м друг от друга для подачи сжатого воздуха.

6. Мероприятия по технике безопасности

При эксплуатации бестарных складов хранения муки необходимо учитывать, что твердые частицы муки, взвешенные в воздухе, представляют дисперсную систему -- аэрозоль. Мука -- хороший диэлектрик, ее удельное сопротивление 10|0...1012 Ом/см. Мучные продукты в виде аэрозолей хорошо генерируют заряды статического электричества при движении в потоке воздуха, при ударе о металлическую поверхность, дроблении.

Опасным для возникновения взрыва является наличие минимального количества взвешенной муки в воздухе -- так называемый нижний взрывоопасный предел концентрации, который может возникнуть при влажности муки 14%, зольности 1,5% и концентрации в пределах 20... 100 г на 1 м3 воздуха. Температура самовоспламенения мучной пыли 39°С. Особенно высока опасность возникновения взрыва в пневмотранспортных установках, так как в процессе движения по материалопрово- дам мука интенсивно электризуется.

Электрические потенциалы заряженных частиц муки и трубопроводов достигают десятков тысяч вольт и зависят от скорости движения аэрозоля, концентрации частиц и степени их измельчения. Накопление таких зарядов может привести в взрыву и пожару. Поэтому при эксплуатации бестарных установок особое внимание следует уделять вопросам надежного заземления всех элементов аэрозольтранспортной установки.

Величина статического заряда зависит от материала, из которого изготовлен трубопровод пневматической установки. На хлебозаводах и макаронных фабриках трубопроводы выполняют из разных материалов. Для присоединения автомуковоза к продуктопроводу склада применяется прорезиненный шланг, а для удобства наблюдения за движением муки отдельные участки выполняют из органического стекла. Исследованиями установлено, что на участках прорезиненного шланга и вставок из органического стекла скапливается большое количество статических зарядов, которые могут вызвать появление искрового заряда и воспламенить смесь муки с воздухом в продуктопроводе.

Чтобы предотвратить возникновение высокого потенциала электростатического заряда при пневматическом транспортировании муки в бестарных установках на хлебозаводах и макаронных фабриках, необходимо соблюдать следующие требования:

металлические трубопроводы, а также оборудование и механизмы (дозаторы муки, металлические емкости, шнеки, питатели и т.п.) должны быть заземлены;

фланцевые соединения трубопроводов должны быть шунтированы гибкими перемычками, а матерчатые фильтры прошиты тонкой медной проволокой и заземлены;

параллельно расположенные трубопроводы для выравнивания потенциала и предотвращения искрения должны быть через каждые 20...25 м соединены между собой перемычками;

смотровые вставки из органического стекла в трубопроводах и прорезиненные шланги должны быть шунтированы с внутренней и наружной сторон, а наконечник шланга должен быть выполнен из металла (бронза, алюминий), не дающего искры при ударе;

автомуковозы в момент разгрузки следует присоединять к общезаводской сети защитного заземления.

Мучные склады должны быть оборудованы системой аспирации, а в местах наибольшего выделения мучной пыли следует устанавливать пылесосы и вытяжные зонты. Для предотвращения распыла муки необходимо обеспечить герметичность технологического оборудования -- на крышках люков, бункеров, норий должны быть уплотняющие прокладки. Мукопроводы должны иметь герметичное соединение.

В целях предотвращения взрыва воздушно-мучной смеси на каждом бункере должен быть установлен фильтр, а при сообщении бункеров -- отсечное устройство. Для этого допускается использование циклонов и рукавных аспираторов. Фильтр может быть смонтирован и ниже бункера, однако в открытом складе это потребует частой очистки верхнего участка трубопровода, особенно в зимний период.

В складах закрытого типа современные конструкции емкостей для хранения муки оснащают взрыворазрядителями мембранного типа (рабочее давление -- 1 Н/см2).

Одним из недостатков, иногда имеющих место при эксплуатации аэрозольтранспортных установок, являются завалы в мукопроводах. Для их предотвращения необходимо соблюдать последовательность пуска и останова аэрозольтранспортных линий: при пуске сначала производят продувку сжатым воздухом в течение 1...2 мин всей линии от питателя до приемной емкости, после чего муку загружают в мукопровод; при остановке сначала прекращают подачу муки, а затем продувают линию (в течение 1 мин) до полного удаления муки.

Для облегчения ликвидации завалов (пробок) муки при монтаже му- копроводов устанавливают продувочные штуцера перед коленами, двойными и простыми отводами, а также перед каждым разветвлением. При использовании центральных компрессорных станций для обслуживания двух или более одновременно работающих питателей перед каждым устанавливают регулятор расхода и давления воздуха.

Заключение