工業除(chú)塵器排放空氣 - 需要(yào)引起注意的 幾(jǐ)個原因

發布時間 : 2020-01-14  瀏覽次數 :

    作者:河南飛博環保設備有限公司,  http://www.hnkxwl.com


           在設計除塵係統的過程中(zhōng),注意力往往都放在過濾裝置(除塵器)上。 因(yīn)此,係統設計(jì)人員可能會忽略其他因素,例如,關於除塵器排出的空氣可考慮選擇哪些處理方式。 本文(wén)對(duì)與過濾設備排出的空氣(qì)相關的一些機遇和挑戰進行了說明。 舊式(shì)塵(chén)係統采用非常簡(jiǎn)單的方法處理除(chú)塵器排出的空(kōng)氣,即直(zhí)接將其排放(fàng)到外麵的大氣中。 放(fàng)置在室內或室外的除塵器都采用這種方法。 雖然此方式在(zài)某些應用中仍然有效,但當前對能源節約、易燃粉塵和環境法規遵從性(xìng)等問題的關注(zhù)都表明需要審慎的額外考慮(lǜ)。

1. 節能(néng) – 必須替換排出的空氣(qì)

       在除塵係統運行過程中,用於將粉塵(chén)吸(xī)入除塵器的空氣會留(liú)下真空,必須用補換空氣進行補充。 如果(guǒ)您生活(huó)在氣候溫(wēn)和的地區,這個問題解決起來可能(néng)會很簡單,但許多(duō)工廠不得不投入精力和金錢,才能使(shǐ)其工廠變(biàn)得(dé)舒適(shì)。 這(zhè)意味著將調(diào)節好的空氣排放出去並以新鮮空氣進(jìn)行補換,這會(huì)增加補充空氣處理器(qì)的負荷和運行成本。

        為避免在加熱或製冷方(fāng)麵的投資(zī)損失,可以選擇在調節好的空氣經除塵器處理後,將其再循環至建(jiàn)築物內。 這種處理方式一般應用於高性能濾材,因其可確(què)保有效去除粉塵顆粒,從而(ér)實現空氣再循環。 如果您的工廠受極端天(tiān)氣的困(kùn)擾,那麽此方式將有(yǒu)可能節約大量成本(běn),但(dàn)在開始將空氣再循環至工廠(chǎng)設施之前,您可能需要評估一些額外的資本成本。

           許多設計實踐(jiàn)都建議在用於將空氣再循環到被占用空間(jiān)的係統中配置監控係統,以保證返還到被占用空間的氣流量。 一種相對常見的方式是加(jiā)裝達到 HEPA(高(gāo)效過濾)標準(zhǔn)或 ASHRAE(製(zhì)冷和空調工程師協會)標準的濾芯,作為除(chú)塵器與將空氣重新循(xún)環至建築(zhù)物的排氣裝置之間的監控濾芯。 HEPA 濾芯(xīn)和 ASHRAE 濾芯在捕獲(huò)相對(duì)少量粉塵時(shí),往往顯示出較快的壓降上升速度。 將它們安裝在初級除塵器的下遊位置,就可以監控回流空氣中的(de)粉塵(chén)量並顯示壓降上升情況,以提醒操作人員初級濾芯出現明顯的漏風現(xiàn)象。 通(tōng)過初級濾芯(xīn)的粉(fěn)塵仍然會被高效過濾 (HEPA) 濾芯(xīn)捕獲,從而避免重新回到(dào)被占用空(kōng)間。 在正常情況下,高效過濾 (HEPA) 濾芯或 ASHRAE 濾芯(xīn)中的粉塵很(hěn)少,壓降會較(jiào)低且穩定,且濾芯使用壽命會保持在合理(lǐ)範圍。 因此可最大限度地減少監控濾芯(xīn)的維護費用。

         再循環空氣節約的(de)成本能否抵消其他資本投資? 在威斯康星州麥迪遜市,一(yī)個(gè)處理氣流量為 10,000 cfm 立方英(yīng)尺/分鍾(1 立(lì)方英尺 = 0.0283 立方米)的除塵係(xì)統,以每周(zhōu)運行 168 hours 小時計算,預計可節約(yuē)的能源如下所示:

使用(yòng)以下公式可(kě)估算補充空(kōng)氣所需的加熱成本:

節約的成本 = (0.154 x Q x T x D x C) ÷ q

所以在蝴蝶视频APP的示例中,年加熱(rè)成本將為:

 = (0.154 x 10,000 x 168 x 7673 x 6.11) ÷ 824,000 = 14,720 美元年(nián)加熱成本

其中(zhōng)...
0.154 是換算係數
Q 指設計氣流量,單位是立方英尺/分鍾 (cfm)10,000 cfm 立(lì)方英尺/分鍾(1 立方英尺 = 0.0283 立方(fāng)米)
T是每周運行小時數168 小時/周
D 指每年的度日數(shù)7,673 采暖度日數
C 指加熱每單位燃料所需的成本(以美元計(jì)算)(2013 年 11 月)6.11 美元(yuán)/燃料單位
是指每單位燃料的有效熱量 BTU(英(yīng)熱單位)824 千英熱單位/每單(dān)位(wèi)燃料(1 英(yīng)熱單位 = 1.731瓦)

另外,也可以使用以下公式估算製冷(lěng)成本:

製冷成本(běn)= (0.0000258 x Q x T x H x C)

所以在蝴蝶视频APP的示例中,年製冷成(chéng)本(běn)將為(wéi):

= (0.0000258 x 10,000 x 168 x 293 x 0.0804) = 1,021 美元年製(zhì)冷成本

其(qí)中...
0.0000258 是換算係數
Q是氣流量,單位是立方英尺/分鍾 (cfm)10,000 cfm 立方英尺/分(fèn)鍾(1 立方英尺 = 0.0283 立方米)
T是每周(zhōu)運行小時數168 小(xiǎo)時/周
H 指等效額定全負荷製冷小時數293 個製冷小時
C是每千瓦時的電力成本(běn)(以美元(yuán)計算)(2013 年 11 月)0.0804 美元/千瓦時(shí)
是指每單位燃料的有效熱量 BTU(英熱單位)824 千英熱單位(wèi)/每單位燃料(1 英熱單位 = 1.731瓦)

         通過將過濾(lǜ)後的空氣再循環,從而避(bì)免(miǎn)替換過濾設備(bèi)排放的、調節好的空氣,每年總共可(kě)在針對必要數量的補充空氣的(de)加熱和製冷成本上節約將近 16,000 美元。 隻要(yào)繼續使用同一過濾設備,每年都(dōu)可(kě)節約這(zhè)個數量的成本。

安(ān)裝(zhuāng)帶有變速驅動器的自動氣流量控製係統,還額外可(kě)以節約成(chéng)本。變速驅動器的作用是保持(chí)設計氣流量和保證空氣補充係統的負荷均衡。 通過使用該係統,再加上壓降較低的(de)表麵過濾濾料(liào),節約更多成本將不成問題(tí)。 假設該係統的處理氣流量為 10,000 cfm 立方英尺/分鍾(1 立方英(yīng)尺 = 0.0283 立方米),並且在 2 in. 英寸水柱(1 英寸水柱(zhù) = 25.4 毫米水柱)的低壓降下運行,將為該係統配(pèi)備增強型表麵過濾濾料和(hé)為該係統配備商用濾料這兩種(zhǒng)情況做對比,預計前(qián)者因壓降較低,每年可節約的能耗成本為 2,262 美元。

       上述節約金(jīn)額並未將補充空氣係統需(xū)要的低成本計算在內。 如果是新項(xiàng)目,請與當地(dì)公共事業公司聯係,以了解適用的、旨在鼓勵在節能(néng)係統上(shàng)進行額外投(tóu)資的補貼和激勵計劃。 

2. 易燃粉塵注意事項

處理易燃粉塵的除塵係統可能需要額(é)外的資本投入(rù),以避免(miǎn)來自火源的能量(liàng)或煙霧再次返回到建築物中。 中止門是降低除塵器中的燃燒事件重回被占用空間之風險的集中(zhōng)緩解措施之一。 (請(qǐng)參見(jiàn)圖 1

中止門接收除塵器上(shàng)或其附近安裝的某些(xiē)類型的傳感器發送(sòng)的信(xìn)號。 當傳感器觸發中止門時,中止(zhǐ)門會(huì)迅速轉至閉合位置。 中止(zhǐ)門處於閉合位置時,除塵(chén)器排(pái)放的空(kōng)氣會轉為流向外(wài)部,而不是返回建築物中。 用來(lái)觸發中止門的(de)傳(chuán)感器有很多種,但通常會選擇用於在除塵器下遊位置監測火花或煙霧的檢測器。

工業除塵器(qì)排放空氣 - 需(xū)要引(yǐn)起注意的 幾個原因(圖1)
圖 1 - 回風管道中的中止門

如果您(nín)的工廠所在地的天氣是一(yī)個不可忽視的因素,您在一年中的某些時期可能不希望將(jiāng)排出的空氣再循(xún)環至建築物中。 您的生產環境可能較熱,所以在夏季更希望將熱氣排(pái)放到外麵。 在上(shàng)述情況下,往往需要手動觸(chù)發中止門,使熱氣排放到外麵而不是排回建築物中。 請(qǐng)記住,運(yùn)行(háng)除塵器時將空氣(qì)排放到外麵會增加對補充空(kōng)氣係統的(de)需求。

無論是要在排氣管道中安裝監控濾芯、中止門,或是兩者都要安裝(zhuāng),都要記得:除設備的成本(běn)費用外,還需要承擔將空氣(qì)吹入設備中所需的能耗成本。 計算用於保持空氣在原始係統中流動的能量(靜(jìng)壓)消(xiāo)耗成本(běn)時,需要包括加(jiā)速設備周圍空氣流動並將其吸入設備集塵罩以便將粉塵(chén)吸入除塵器所需的能(néng)耗成(chéng)本。 還要加上使空氣和粉塵通過管道中的彎管、接頭和直管,直到到達除(chú)塵器所需的靜壓消耗成本。 還要包括除塵器到排氣點之間管道的阻力所導(dǎo)致的能耗成本。 最後(hòu),需要包括使空氣通過除塵器和濾芯需要的靜態能耗成本。 上述除塵器(qì)能量損耗應包括足以使空(kōng)氣即使在濾(lǜ)芯髒到(dào)必須予以更換的情況下也能穿透濾芯的靜壓容量。 將(jiāng)上述所有能耗成(chéng)本(běn)加到一起,就可以作為選擇所需風機的參考。

如果您正(zhèng)在考(kǎo)慮選用監控濾芯或中(zhōng)止門,可能需要額外(wài)的靜壓容量,以提供使空氣通過這些設備需要的能量。 請檢查並確定您是否需要(yào)改造或更換現有風機以保證符合設計(jì)流量條件。

有關易燃粉塵的另一個注意事項是(shì)各類標準的相(xiàng)關要(yào)求,比如 NFPA 標準中有關工藝設備之間或者將空氣輸送回(huí)被占(zhàn)用空間的管道上的隔離裝置要求。 這些隔離裝置備有助於降低(dī)將能(néng)源和火焰輸送(sòng)回被占用空間的除塵器中發生爆燃事件的風險。 隔(gé)離裝置(zhì)利用除(chú)塵器附近的(de)傳感器檢測除塵器中是否有發生爆燃事件的(de)趨勢。 傳感器一旦發現有此類趨勢,就會觸發隔離裝置以關閉管道,使火焰和能量無(wú)法回到被占用的空間。 機械隔離裝置往(wǎng)往使用各(gè)種閘閥,若出現二次(cì)使用高(gāo)能量封閉裝置(如壓縮氣體)的情況,則閘門會在瞬(shùn)間關閉。 化學隔離是指使用特殊金屬罐或加農炮,使用壓縮空(kōng)氣將滅火劑快速噴到管道中。 隔離裝置不僅可(kě)用在從除塵器(qì)出(chū)來的回風管道(dào)中,還可用在(zài)通往除塵器的進氣口管道中,以減少能源和火焰返回到(dào)加工流程(chéng)中的可(kě)能性。

工(gōng)業除塵器排放空氣 - 需要引起注意的 幾個原因(圖2)
圖 2 - 破袋檢測(cè)器的(de)探針和(hé)控製器
3. 空氣監控的法規遵從性(xìng)要求:

如(rú)果您的生產工序(xù)涉及處理(lǐ)或生產危險空氣汙染物(wù),當地、聯邦或州法規可能要求您(nín)監控您排放(fàng)到大氣(qì)中的空氣的質量。 可能需要使用配備警報器的破袋檢(jiǎn)測器,來監控(kòng)除(chú)塵器排出的氣體中的粉塵含量和,提供除塵器的性能記錄(請參見圖 2)。 這些(xiē)檢測器安裝在清潔空氣排放管道或煙囪處,且必須按設(shè)計氣流量進行校準。 在安裝並校準這些檢(jiǎn)測器後,就可以(yǐ)對其(qí)進行配置。它們不僅可進行監測,而且還可按時記錄粉塵含量以建立除塵器性能的(de)永久記錄。 有幾種破袋檢測器(qì)的(de)設(shè)計(jì)還允許它們監測除塵器(qì)的脈衝清灰順(shùn)序(xù),並將增加的粉塵排放(fàng)與特定脈衝事件(jiàn)相關聯。 在上述(shù)配(pèi)置中,這些裝置充當預防性維護工具,幫助除塵器操作(zuò)人員縮小搜索破損濾芯的範圍。

監控器通(tōng)常配備用於聲音警報或指示燈電路,以提(tí)醒操作人員存在異常情況。 另外,當顆粒(lì)含(hán)量急劇增加時,比如在由過(guò)濾(lǜ)器上的陰燃火產生的濃(nóng)煙條件下,這些監控器還(hái)可用(yòng)於觸發中止門等裝置。

概括起來就是:

請避免忽(hū)略(luè)除塵器所排(pái)放氣體的錯誤。 您會希望積極主動地確保除(chú)塵器排放符(fú)合所有聯邦、州(zhōu)或當地(dì)的規定。 您還會希望(wàng)通過節約加熱或製冷(lěng)成本的(de)方式,或者通過更好的監控(kòng)和維護來提高除(chú)塵器(qì)可靠性的方式,抓住所有(yǒu)可增加除塵器價值的機會。 說到除塵器排出的空氣,輕率地將其排(pái)放(fàng)到外部會麵臨高昂的代價。


      


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