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了解输送速度以节约除尘支出

作者:唐纳森 Torit 区域经理 Ted Henderson

在处理除尘问题时,必须了解输送速度的重要性及其对正确设计系统的影响。 通过管道的气流速度无论太慢还是太快,都同样会产生不良影响,并导致各种问题。 理想的输送速度因应用场合的粉尘类型而异,但您可以使用多种设计实践和设备来选择并维持理想的气流量和相应的速度。

参考工业通风手册

ACGIH 工业通风手册1是业内认可的资源,可用于确定工业通风领域的推荐设计实践,其中包含有关传送(或输送)速度的指导。 一般来说,颗粒越重、使其在管道中保持移动所需的输送速度就越快。 要使相对较轻的颗粒保持移动,使用较低输送速度即可,这样有助于减少运行成本。  

输送速度不当导致的问题

无论处理较轻还是较重颗粒,设计管道时都必须注意防止其中的粉尘沉积。 (图 1)

图 1 - 为防止粉尘在管道系统中沉积,需要保证适当的输送速度。

例如,相对较重的铅粉通常需要 4500 英尺/分钟(1 英尺 = 0.3048 米)的最低输送速度,而相对较轻的焊接烟尘只需要 2000–2500 英尺/分钟(1 英尺 = 0.3048 米)的速度。 如果输送速度不足以保持物料在管道中移动,粉尘就可能掉落并沉积在管道中。 如果管道中存在碎屑,则管道或其支撑部分可能最后会无法承受这些额外的负荷,物料的不断累积还可能导致易燃或腐蚀等其他问题。

粉尘在管道中累积的另一个不良影响是会减小管道的横截面积。 此时设计气流量需要通过已缩小的横截面积,所以必须提高通过该管道横截面的气流速度,才能保证设计流量。 如果风机的静压足以克服因高风速带来的额外静压要求,那么风速提高,可能会导致管道内表面的磨损更严重。 更常见的情况是,风机的静压不足而导致总气流量下降,进而捕集尘罩的灰尘捕获性能和系统的总体性能都会下降。

保持足够速度对于防止粉尘在管道中落下非常重要,但如果通过管道的速度过高,也会导致负面影响。 具有研磨性的粉尘颗粒会磨损管道内部,最终导致需要更换管道,而速度过高会加重磨损。 另外,气流速度越高,能耗越大。 购买具有更大静压容量的风机会增加初期投资成本,而且在运行风机的每一天都会增加能耗成本。 因此在设计系统时,保证所需气流量以适当的输送速度移动是一个关键问题。

适当控制输送速度的优点

可以通过多种方法控制输送速度,首先就是合理的设计初始管道。 在选择管道的过程中,应确保根据设计气流量选择适当的输送速度。

在实际应用中,面临的挑战之一是系统不会始终按照理想的设计气流量运行。 通过系统的气流量可能变化非常大。 例如,清洁的滤材上一定会开始堆积粉尘。 通过集尘滤芯的阻力会不断增大,风机输送的气流量会随之减少,导致通过管道系统和集尘罩的气流量变少。 通常,打开风机上的出口调风阀可以补偿因滤芯堆积粉饼带来的阻力,从而解决气流量减少的问题。 不过,打开调风阀的方法只有在员工监控相关状况时才有效。 该方法的一个常见缺点是,在安装新滤芯后忘记关闭调风阀至原设计气流挡位,而此时已不存在粉尘堆积而导致的阻力。 安装新滤芯后调风阀往往会保持在完全打开的位置,导致系统运行时的气流量增大。 这一错误可能导致过多气流量进入捕集罩,从而出现收集到本不应该收集的产品等问题。 另外,还可能会增加管道系统的磨损速度,并显著降低滤芯的有效寿命,需要更频繁地进行更换和维修。

图 2 - 流量控制器

保证系统设计气流量的一个更可靠方法是使用流量控制器。 (图 2)。 该设备会监控除尘器正前方管道系统中的静态压力,不间断地将反馈发送到风机上的变频驱动器以调整风机速度。 通过调整风机速度可保证通过管道系统的气流量恒定。由于气流量和粉尘速度成正比,管道中的输送速度保持稳定且系统始终在设计条件下运行,确保高效除尘。

可实现的成本节约

了解除尘管道系统中的输送速度非常重要。 过低或过高的输送速度都会导致不良的后果,如粉尘落在管道中导致管道过度磨损,而优化系统气流量以确保需要的输送速度还可节约成本。 您可以限制系统风机的投资成本,使风机以适合的理想输送速度运行,从而降低其日常运行费用。 另外,还可减少管道磨损和/或不希望出现的管道粉尘掉落等问题,进一步节约成本。


工业通风: 设计参考手册(第 28 版)(2013年) Amer Conf of Governmental(美国政府工业卫生专家协会,缩写ACGIH).

 

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