Научная статья на тему 'ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА'

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
15
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАПЫЛЕННОСТЬ / ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЕ / СИСТЕМА АСПИРАЦИИ / АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ УВЯЗКА / РАСХОД / КОНЦЕНТРАЦИЯ / ПЫЛЕГАЗОВАЯ СМЕСЬ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Махов И. Д., Курасов А. Н.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с особенностями эксплуатации систем обеспыливания технологического оборудования в производстве гипса и гипсовых строительных материалов. Приведены данные об определенной по результатам измерений массе пыли, поступающей в рабочую зону от отдельных технологических агрегатов. По результатам замеров установлено, что в рабочую зону поступает от 10% до 20% от массы выделевшейся в технологическом процессе пыли. Приведены примеры компоновочных решений разветвленных систем аспирации, обслуживающих транспортеры, узлы пересыпки, дробилки разных типов Описаны особенности компоновки и режимов работы системы аспирации от гипсоварочного котла и мельницы, связанные с переменными расходами и запыленностью пылегазовой смеси.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Махов И. Д., Курасов А. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ABOUT THE FEATURES OF THE OPERATION OF DUST REMOVAL SYSTEMS FOR TECHNOLOGICAL EQUIPMENT IN THE PRODUCTION OF BUILDING GYPSUM

The article deals with issues related to the operation of dedusting systems for technological equipment in the production of gypsum and gypsum building materials. The purpose of the research is to identify the features of the layout and operation modes of aspiration systems operated at existing enterprises. Data on the mass of dust determined from the results of measurements entering the working area from individual technological units are given. According to the results of measurements, it was found that from 10% to 20% of the mass of dust released in the technological process enters the working area. Examples of layout solutions for branched aspiration systems serving conveyors, transfer units, crushers of various types are given. It is shown that the reasons for their unsatisfactory work are the lack of aerodynamic linkage and insufficient volumes of removed air. The features of the layout and operating modes of the aspiration system from the gypsum boiler and mill are described. It is shown that individual sections of the system and the system as a whole operate in non-stationary modes, which is due to the variability of the flow rates and dustiness of the moving dust and gas flows.

Текст научной работы на тему «ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА»

Об особенностях эксплуатации систем обеспыливания технологического оборудования в производстве строительного гипса

И.Д. Махов, А.Н. Курасов Волгоградский государственный технический университет

Аннотация: В статье рассматриваются вопросы, связанные с особенностями эксплуатации систем обеспыливания технологического оборудования в производстве гипса и гипсовых строительных материалов. Приведены данные об определенной по результатам измерений массе пыли, поступающей в рабочую зону от отдельных технологических агрегатов. По результатам замеров установлено, что в рабочую зону поступает от 10% до 20% от массы выделившейся в технологическом процессе пыли. Приведены примеры компоновочных решений разветвленных систем аспирации, обслуживающих транспортеры, узлы пересыпки, дробилки разных типов. Описаны особенности компоновки и режимов работы системы аспирации от гипсоварочного котла и мельницы, связанные с переменными расходами и запыленностью пылегазовой смеси. Ключевые слова: запыленность, пылевыделение, система аспирации, аэродинамическая увязка, расход, концентрация, пылегазовая смесь.

Гипс, как строительный материал, был известен и использовался в этом качестве в разных регионах мира еще до наступления нашей эры [1 - 3]. В настоящее время, благодаря экологичности, стойкости к воздействию высоких температур, огне- и пожаростойкости и прочим достоинствам, гипс имеет широкое распространение и в России, и за рубежом, как в качестве самостоятельного строительного и отделочного материала [1, 3], так и в качестве компонента в других стройматериалах [2, 4, 5], в том числе, с применением различных модифицирующих добавок [6, 7].

Вместе с тем, само производство гипса характеризуется значительными выделениями твердых взвешенных частиц (ТВЧ) во внутреннюю и внешнюю воздушную среду, что свидетельствует о недостаточной эффективности систем обеспыливания технологического оборудования (систем аспирации), обусловливающей нарушение нормативов содержания пыли в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе.

Цель проводимых исследований - выявление особенностей компоновки и режимов работы, эксплуатируемых на действующих

предприятиях отрасли систем аспирации. Определение аэродинамических характеристик систем и запыленности воздушных потоков проведено по методикам, установленным национальными стандартами Российской Федерации, с использованием поверенных средств измерений. Для определения мощности пылевыделения от отдельных единиц технологического оборудования применена методика, описанная в [8].

Установлено, что к основным источникам пылевыделений в рассматриваемом производстве относятся, в том числе, транспортеры с узлами пересыпки, грохота, дробилки (роторная и щековая). Для защиты воздушной среды рабочей зоны от пылепоступлений перечисленные агрегаты оборудуются системами обеспыливания, которые компонуются по схеме, называемой в технике вентиляции разветвленной. Примеры компоновочных решений таких систем показаны на рис.1 [9].

По результатам замеров установлено, что в системы аспирации от перечисленных источников поступает: от транспортеров и узлов пересыпки -от 1,8 до 3,4 кг/ч пыли; от грохотов - от 1,1 до 2,4 кг/ч; от дробилки щековой - от 5,6 до 9,5 кг/ч; от дробилки роторной - от 3,5 до 6,9 кг/ч. При работе этих агрегатов, как установлено в результате проведенных измерений, в рабочую зону неорганизованно поступает: от транспортеров и узлов пересыпки - от 0,22 до 0,34 кг/ч пыли; от грохотов - от 0,11 до 0,24 кг/ч; от дробилки щековой - от 0,48 до 0,85 кг/ч; от дробилки роторной - от 0,64 до 1,12 кг/ч. Таким образом, в рабочую зону поступает от 10% до 20% от массы выделевшейся в технологическом процессе пыли. Такие результаты согласуются с данными [8, 10] и позволяют говорить о низкой эффективности обеспыливания перечисленного технологического оборудования, связанной с отсутствием аэродинамической увязки, что характерно для разветвленных систем аспирации, и недостаточностью объемов удаляемого этими системами воздуха.

Транспорт ер

Рис. 1. - Примеры компоновочных решений систем обеспыливания технологического оборудования в производстве гипса, обслуживающих: а - щековую дробилку и транспортер; б - транспортеры; в - транспортеры и грохоты

Еще один вариант компоновочного решения системы обеспыливания технологического оборудования в гипсовом производстве приведена на рис. 2 [11]. Система аспирации предназначена для одновременного обслуживания трех источников пылевыделений - гипсоварочного котла, охладителя и системы пневмосепарации мельницы с собственным побудителем тяги. Компоновка системы отличается наличием нескольких колец, по которым

Рис. 2 - Схема системы обеспыливания основного технологического оборудования в гипсовом производстве.

1 - электрофильтр; 2 - охладитель; 3 - гипсоварочный котел; 4 - циклон;

5 - мельница [11]

транспортируются переменные объемы пылегазовой смеси. Режимы работы такой системы аспирации определяются массой выделения пыли от технологического оборудования. Во-первых, система пневмосепарации мельницы снабжена полуавтоматической заслонкой, с помощью которой регулируется объем запыленного воздуха, поступающего в общее кольцо системы. Во-вторых, расход пылегазовой смеси, перемещаемой по левому кольцу после гипсоварочного котла (рис. 2) и также поступающей в общее кольцо системы, существенно изменяется в зависимости от заполненности котла. Так, результаты, показанные на рис.3, свидетельствуют о том, что по мере заполнения гипсоварочного котла (т.е. с увеличением высоты слоя загруженного материала объем пылегазовой смеси, удаляемой системой

3 3

аспирации от гипсоварочного котла, возрастает от 4100 м /ч до 5750 м /ч при полной загрузке. Кроме расхода, в зависимости от заполненности котла, изменяется и запыленность потока в диапазоне 20 - 125 мг/м3 (рис. 4).

Как показали результаты проведенных замеров, в нестационарном

М Инженерный вестник Дона, №6 (2023) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2023/8453

Рис. 3 - Изменение объема пылегазовой смеси, удаляемой системой аспирации от гипсоварочного котла, при изменении уровня его заполнения

[12]

Рис. 4. - Изменение запыленности пылегазовой смеси, удаляемой системой аспирации от гипсоварочного котла, при изменении уровня его

заполнения [12]

режиме работает и правая ветвь системы. Например, сразу после включения расход воздуха и его запыленность, измеренные в сечении воздуховода перед циклоном в правой ветке, составили соответственно 25157 м /ч и 27,6 мг/м ,

3 3

но уже через два часа работы снизились до 21806 м /ч и 24,1 мг/м . Таким образом установлено, что для функционирования отдельных участков

М Инженерный вестник Дона, №6 (2023) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2023/8453

системы аспирации, обслуживающей гипсоварочный котел и мельницу, и, соответственно, для системы в целом, характерны нестационарные режимы.

Анализируя имеющиеся данные, приходим к следующим выводам.

1. Для повышения эффективности обеспыливания транспортеров, грохотов, дробилок, помимо необходимой аэродинамической увязки отдельных участков систем аспирации, требуется проведение дополнительных исследований с целью установления оптимальных расходов удаляемого воздуха, обеспечивающих снижение выбросов пыли в рабочую зону.

2. Дополнительные исследования также необходимы для выработки технических решений, позволяющих сгладить нестационарность работы системы аспирации от гипсоварочного котла и мельницы.

Литература

1. Ферронская А.В. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). М.: АСВ. 2004. 488 с

2. Чернышева Н.В., Дребезгов Д.А. Свойства и применение быстротвердеющих композитов на основе гипсовых вяжущих // Белгород: Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. №5. С. 125-133.

3. Рахимов Р.З., Халиуллин М.И. Состояние и тенденции развития промышленности гипсовых строительных материалов // Строительные материалы. 2010. №12. С. 44 - 46.

4. Максова М.В., Шемшура Е.А. К вопросу о применении строительных материалов в дорожно-транспортном комплексе // Инженерный вестник Дона. 2012. №4. Ч. 1. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/.

5. Kong Yu., Zhewen Ya., Bing L., Mengyu L., Jian L., Mingyuan Zh., Zhangjing Ch., Weidong L. Innovative Gypsum-Particle

Composite Used as Building Structural Panels // Journal of Materials in Civil Engineering. 2021. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0003789.

6. Макрова М.В., Демиденко Е.А., Маркова Е.Д. Влияние наномодификатора на твердение гипсового вяжущего, свойства и структуру гипсового камня // Инженерный вестник Дона. 2022. №9. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n9y2022/2097/.

7. Liang Ji., Zhang X., Ji Yu. Hydroscopic phase change composite material // Journal of Energy Storage. 2021. V. 36. 102395.

8. Азаров В.Н. Пылевыделения из технологического оборудования // Безопасность труда в промышленности. 2002. №7. С. 45 - 46.

9. Диденко В.Г., Гробов А.Б., Топчиев А.А. Совершенствование систем аспирации в гипсовом производстве // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер. Политематическая. 2013. Вып. 2 (27). URL: vestnik.vgasu.ru.

10. Калинушкин М.П. Измерение остаточной запыленности // Всесоюзная научная конференция «Очистка вентиляционных выбросов и защита воздушного бассейна от загрязнения». Ростов-на-Дону, 1977. С. 183 -185.

11 . Азаров В.Н. Снижение пылевых выбросов гипсового производства в атмосферу // Экология урбанизированных территорий. 2007. №4. С. 53 - 57.

12. Гробов А. Б. Совершенствование систем обеспыливающей вентиляции в производстве гипсовых вяжущих для снижения выбросов в атмосферу : дис... канд. техн. наук: 05.23.03, 03.00.16. Волгоград, 2005. 141 с.

References

1. Ferronskaya A.V. Gipsovye materialy i izdeliya (proizvodstvo i primenenie) [Gypsum materials and products (manufacturing and application)]. Moskva: ASV, 2004. 488 p.

2. CHernysheva N.V., Drebezgov D.A. Belgorod: Vestnik BGTU im. V.G. SHuhova. 2015. №5. pp. 125-133.

3. Rahimov R.Z., Haliullin M.I. Stroitel'nye materialy. 2010. №12. pp. 44 - 46.

4. Maksova M.V., SHemshura E.A. Inzhenernyj vestnik Dona. 2012. №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/.

5. Kong Yu., Zhewen Ya., Bing L., Mengyu L., Jian L., Mingyuan Zh., Zhangjing Ch., Weidong L. Journal of Materials in Civil Engineering. 2021. DOI: 10.1061/ (ASCE) MT.1943-5533.0003789.

6. Makrova M.V., Demidenko E.A., Markova E.D. Inzhenernyj vestnik Dona. 2022. №9. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n9y2022/2097/.

7. Liang Ji., Zhang X., Ji Yu. Journal of Energy Storage. 2021. V. 36. 102395.

8. Azarov V.N. Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2002. №7. pp. 45

- 46.

9. Didenko V.G., Grobov A.B., Topchiev A.A. Internet-vestnik VolgGASU. Ser. Politematicheskaya. 2013. Vyp. 2 (27). URL: vestnik.vgasu.ru.

10. Kalinushkin M.P. Vsesoyuznaya nauchnaya konferenciya «Ochistka ventilyacionnyh vybrosov i zashchita vozdushnogo bassejna ot zagryazneniya» (All-Union scientific conference "Cleaning ventilation emissions and protecting the air pool from pollution"). Rostov-na-Donu, 1977. pp. 183 - 185.

11. Azarov V.N. Ekologiya urbanizirovannyh territorij. 2007. №4. pp. 53

- 57.

12. Grobov A.B. Sovershenstvovanie sistem obespylivayushchej ventilyacii v proizvodstve gipsovyh vyazhushchih dlya snizheniya vybrosov v atmosferu [Improvement of dedusting ventilation systems in the production of gypsum binders to reduce emissions into the atmosphere]: dis... kand. tekhn. nauk: 05.23.03, 03.00.16. Volgograd, 2005. 141 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.