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          技術支持
          除塵器集塵罩設計的正確做法
          日期:2020/4/17 15:34:32 人氣:1331

          生活中很多情況可以投機取巧,但最終都會為之付出代價。  在除塵器集塵罩設計方面尤為如此。 集塵罩設計的細小改變通常會產生巨大的效應,尤其在運行的性能和總成本方面。


          聰明的經理人都知道,員工是他們最大的財富,員工的舒適理應是一家成功企業的重中之重。 ACGIH 工業通風設計建議實踐手冊第 28 版已被公認為衡量除塵解決方案的標準。 它體現了工業衛生的正確做法,內容圍繞著改善工廠內操作員和員工的呼吸區環境。 該手冊為集塵罩選擇提供指南,并提供許多日臻完善的集塵罩配置案例策略。


          開始集塵罩設計時,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。 粉塵可能具有的可燃性或毒性會影響集塵罩和系統設計。 如果未能滿足某些清潔標準,您的工廠會處于極度危險之中。 如果您的工廠不符合規定,不僅會對工人狀況產生嚴重影響,一旦被發現,還會產生巨額的罰款。


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


          常見的集塵罩設計

          如果您無法封閉操作過程,您可能需要將一個外部罩放置于操作區域周圍,以便控制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成本升序排列。 然而,當您比較下述相關方面時,集塵罩的初始建造成本會迅速被抵消。


          • 改善工廠清潔并減少制造產品的停機時間,
          • 更小的管道、更小的除塵器和更小的風機可能帶來相應的成本節約
          • 隨著能源和氣體流量方面的要求不斷減少,可以看出風機功率將有所降低,這也意味著相關的效用成本將有所減少。

          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放管道。 這種方法的集塵罩設計再簡單不過了。


          散口罩雖然非常易于生產,但是在產生粉塵時,收集污染物方面的效能極差。 這種集塵罩配置不只從罩開口前端抽出空氣,還會從后方抽出空氣,導致效率低下。 這種配置還會產生高強度的湍流,導致能源流失劇增,并可能需要更大的風機。 就操作總成本而言,選擇此種集塵罩配置并不太理想。


          2.  法蘭罩相對簡單,建造成本低,增加一個法蘭便可改進散口設計。 由于空氣/能源通常僅用于收集開放管道前方區域的粉塵,所以法蘭罩能夠提供更好的性能。 


          法蘭的添加將集塵罩設計關注點放在集塵罩性能上,減少了維持設施清潔所需的氣流量。 同時,也改善了員工工作環境的空氣質量。 法蘭的形狀不一定為圓形,也可為方形甚至是三角形,只要以此形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。 法蘭體現了聊勝于無的道理。 法蘭罩仍存在過度湍流的問題,因此,我們探索改善設計的方法,以期減輕這種情況。


          3.  錐形罩使集塵罩性能得以進一步改善。 考慮采用帶有矩形法蘭的圓形管道。 如果我們向前折疊法蘭邊緣,并連接其側邊,則可制造出一種將空氣直接引入管道的錐形漏斗。 這種錐形漏斗減緩了空氣進入集塵罩的速度,使其比進入散口罩或法蘭罩更加平緩,減弱了當空氣進入集塵罩后端管道時產生的湍流。 這種更加平緩的送氣方式可節省能源,減少風機的運行成本,在集塵罩建造成本的節省方面實現長期性小幅增長。 將法蘭再次引入集塵罩表面重申了對集塵罩效率的關注,同時,此舉也減少了氣體總流量。 同時,還為資本設備實現更小的管道、更小的除塵器和更低的風機功率創造了同等節省機會。

          4.  錐形罩從圓形而非矩形開口罩發展而成。 同時使集塵罩設計在改善性能方面更進一步。 這種方法通過進一步減少空氣進入集塵罩后端管道時產生的渦流來改善集塵罩的性能。 同時還減少了所需的能源,在風機功率方面獲得節省。  同樣,集塵罩表面添加的法蘭將減少控制粉塵所需的氣流量,并帶來前述的諸如管道、除塵器或風機功率等投資成本方面的節約。  正如您所見,上述大部分均為在金屬板上進行相對簡單的改造,可安裝至任何開放管道之上。

          5.  鐘形罩是性能水平較高的外部罩。 它結合了法蘭罩的優勢,實現從法蘭到管道入口的平滑送氣。 當空氣進入管道時,這種平滑送氣削弱了湍流。  它不僅為法蘭帶來節流性能,還可使旋轉碗入口剖面的湍流度變得較低,是十分有效的外部罩設計。  當然,提升性能需要一定的投資。 由于此集塵罩進氣口通常需要一個旋轉錐才能順利進行進氣口建造,因此成本更高。


          需要考慮的其他因素: 集塵罩位置

          我們已經談論了不同的集塵罩構造和形狀,但另一關鍵問題也不容忽視: 集塵罩應該放置于粉塵的產生來源的什么相對位置?  您可能已經選擇了昂貴、高性能的集塵罩,但如若放置不當,便會采集大量的空氣和很少的粉塵。 

          在靠近產塵點的位置放置集塵罩,是源頭除塵描述的一部分。 為了使系統實現有效的粉塵管理,集塵罩需要盡可能靠近產塵點。  這一現實場景有助于解釋為何靠近產塵點如此重要。  思考下列情形:


          示例 1:

          4 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)直徑的散口罩位于距離產塵點 1 英尺(1 英尺 = 0.3048 米)處,需要在產塵點產生 100 inch 英寸/分鐘的采集速度,以控制粉塵。 我們使用工業通風手冊中的方程式來估算產生此速度所需的氣流量。  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) 的橫截面積為 0.087 square foot 平方英尺(1 平方英尺 = 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/分鐘 = 1,009 立方英尺/分鐘(1 立方英尺 = 0.0283 立方米)。

          示例 2:

          4 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)直徑的散口罩位于距離產塵點 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/分鐘的采集速度,以控制粉塵。 為了估算所需氣流量,我們再次需要使用工業通風手冊中相同的方程式。  Q=(10X2 + A) V

          • 現在距離源 (x) 0.5 英尺(1 英尺 = 0.3048 米),
          • 管道 (A) 的橫截面積仍是 0.087 平方英尺(1 平方英尺 = 0.093 平方米),
          • 所需的總氣流為 (Q) = [10(0.5 ft)2 + (0.087 平方英尺 ] 100 ft/min 英尺/分鐘 = 259 立方英尺/分鐘(1 立方英尺 = 0.0283 立方米)。

          如您所見,距離 (x) 上的改變對于所需的總氣流影響巨大。 在這種情況下,以及其他大多數情況下,距離減半時,所需氣流量減少為原來的四分之一。  這是一種極為顯著的改變。 考慮并對比6 inch 英寸(1 英寸 = 0.0254 米)附加管道可能花費的成本與除塵器或風機四倍于必要大小的成本。  切記所需空氣越少,所需管道就越小,進而產生額外的成本節約。


          此刻讓我們將目光聚集到關鍵設計因素: 總體擁有成本。 現在您可了解到集塵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助您降低運行成本。 這意味著您可以考慮使用更小的管道、更小的除塵器和更小的風機,  從而在這三大高價物品上節約成本。

           

          現在考慮一下運行風機和除塵器的成本。 隨著湍流和總氣流量的減少,顯然,運行系統所需的功率也隨之減少。  并且如果您減少設施中排出的空氣,則對補充空氣的需求就會降低,從而減少 HVAC 系統的過濾。  產品的使用壽命有多長? 十年? 二十年?  這將對您的電力和壓縮空氣年均成本造成怎樣的影響?  您可以看到,在簡單的系統部件中發生的細小改變將如何對擁有成本產生巨大的效應。


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



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