中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)的概念
一、傳統(tǒng)中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)簡介:
(一)概念:
采用中央除塵模式,通過管路輸送系統(tǒng)建立生n個終端吸口(其中m個同步使用終端吸口),達到1個車間或x個車間y條生產(chǎn)線及附近的粉塵和雜質(zhì)獲得快速清理和清除的目的。
(二)4個特點(訴求):
便捷性、高效性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。
(三)組成:
1、n個終端吸口:
(1)均布于1個車間或x個車間內(nèi),數(shù)量較多為n個,也可按照需要布局。
(2)每個終端吸口一般由:異形吸口+引導管+軟管3個部分組成。
異形吸口:根據(jù)需要設計,圓口、扁口、尖口、老叭口……
引導管:人工握住控制異形吸口,一般直管、彎管、異形……
軟管:連接分支管路,提供異形吸口位移操作便利。
(3)同步使用的終端吸口數(shù)量一般為m個,m<n。
2、管路輸送系統(tǒng):
2-1、管路呈樹枝狀分級均布,一般3-5級。
2-2、控制空間面積大、距離遠。
2-3、每一個樹枝狀分級之處即均風節(jié)點,配置均風裝置。
2-4、2種均風模式:
2-4-1、分配站均風模式:
(1)在每一個分級節(jié)點處配置分配站。
(2)分配站的特征如下:
(2)-1、將分配站斷面的風速控制在v≤3.0m/s,這樣,就可以將風量均衡分配到x個抽風口,實現(xiàn)均風的目的。
(2)-2、分配站的主抽風管一般位于分配站的一側(cè)、上部、中部3個部位,x個分支抽風管均衡位于分配站中部,分配站的底部一般用于堆積聚塵。
(2)-3、分配站具有均風性能好、結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、占用空間小等等優(yōu)勢。
2-4-2、多級變徑管均風模式:
(1)在每一個分級節(jié)點處配置多級變徑管。
(2)多級變徑管的特征如下:
(2)-1、設定主抽風管路風速不變,每增加一個分支管路,就將主抽風管路斷面面積縮小,縮小的面積等于分支抽風管路的斷面面積,如此,分支管路愈多,多級變徑管路就愈長。
(2)-2、分支抽風管路和主抽風管路之間夾角:15°-45°。
(2)-3、分支抽風管路的90°彎一般呈大弧彎。
3、中央除塵器:
3-1、3級串聯(lián)組合模式:
1級旋風除塵器+2級濾袋除塵器+3級濾袋除塵器的串聯(lián)組合模式。
其中,3級濾袋除塵器的主要功能是預防2級濾袋除塵器出現(xiàn)布袋破損引發(fā)的
粉塵泄漏事故,因為,中央超負壓抽風機對空氣的粉塵濃度有比較高的要求。
3-2、耐負壓外殼:
除塵器的外殼一般采用圓柱錐形,用于抗擊超高負壓力。
3-3、在線清灰模式:
和傳統(tǒng)外濾袋式除塵器一樣,采用在線高壓氣脈沖噴吹清灰。
3-4、濾布機械場一元除塵結(jié)構(gòu):
除塵器的過濾精度主要依靠濾布的過濾精度,即濾布一元過濾模式。
4、中央超負壓抽風機:
(1)主要為多級離心風機或者羅茨鼓風機,提供超高值的負壓力和抽風量。
(2)其提供的系統(tǒng)負壓值一般為:2.5-5.0×10KPa。
5、排風管:
引到車間外,環(huán)保達標排放。
(四)4個方面的缺陷點:
1、管路容易堵塞、清理十分困難:
傳統(tǒng)中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)的終端吸口和管路之間,是直接連通的。
中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)主要工作是清潔車間生產(chǎn)線上及附近的粉塵,終端吸口難免抽吸到各種各樣的大顆粒雜質(zhì):
例如硬雜質(zhì):機械零配件(螺絲、螺母等)、破損的加工件(電池殼體、破損部件等)等;
例如軟雜質(zhì):布塊、手套、塑料膜、機油等。
這些軟和硬的大顆粒雜質(zhì),一旦進入高速高負壓的管路系統(tǒng),特別是管路拐彎處和管路升級匯聚處,極易形成堵塞。
而且,一旦管路被堵塞,一方面,由于管路呈多級樹枝網(wǎng)狀,極難找到堵塞的具體之位置;另一方面,即使找到堵塞的具體之位置,清理也十分困難。
因此,傳統(tǒng)的中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)對于管路堵塞問題一直缺乏有效的解決辦法。
2、均風裝置技術不完善、性能差:
(1)分配站均風模式:
在分配站的進風管路中,粉塵是高速運行的,其風速v:平均≥33 m/s。當粉塵到達分配站時,風速迅速降低到v≤3.0m/s,此時,大部分粗-中-細-微細粉塵和比重較大的超微細粉塵在重力作用下,會迅速發(fā)生沉降而聚集于傳統(tǒng)分配站的下部,因此,分配站由于存在巨大的速度差,必然存在嚴重的聚塵問題。
分配站嚴重的聚塵問題會快速將分配站有限空間占據(jù),使分配站無法正常工作,引發(fā)均風性能差或者無法均風的問題。
一般通過人工定期清理或者通過卸灰閥自動卸灰來解決傳統(tǒng)分配站嚴重的聚塵問題。
目前,一般通過卸灰閥自動卸灰,由于分配站一般處于中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)的中間段,即車間生產(chǎn)線的密集段,因此,清灰及其管理顯得及其不方便。
(2)多級變徑管均風模式:
多級變徑管均風模式存在造價高、安裝不便、實際均風功能差的問題。
多級變徑管的制作難度大,因此造價高;一字排開,占用空間體積很大,因此,安裝和使用均極其不方便;理論上可以有效均風,但是,實際使用過程,往往由于沿程阻力差異化,造成均風功能差。
(3)因此,2種傳統(tǒng)的均風模式均存在嚴重的技術缺陷,而且,一直得不到有效解決。
3、管路輸送系統(tǒng)因為風速高能耗大:參見表1
傳統(tǒng)中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)為了克服管路堵塞和不穩(wěn)定均風等缺陷,通常采用提高管路風速的辦法,比如將管路風速提高到平均≥33 m/s,甚至更高,由此導致管路輸送系統(tǒng)的能耗值增加。
4、3級中央濾袋除塵器能耗高、耗損大、效果差:
4-1、傳統(tǒng)濾袋除塵器的4個顯著缺陷點:
(1)清灰效率低:粉塵要經(jīng)過n次高壓氣脈沖噴吹,才能被清除。
(2)過濾精度低:除塵器的過濾精度明顯低于濾布自身過濾精度的1.0-3.0%。
(3)除塵器阻力值大:總阻力值1200-1600Pa,甚至更高。
(4)濾袋使用壽命短:在粉塵和高壓氣雙高頻沖擊破壞作用之下,濾袋的使用壽命一般只有1-2年。
4-2、在巨大負壓(2.5-5.0×10KPa)之下,中央濾袋除塵器的4個缺陷點則更加顯著:
(1)清灰效率更加低:
粉塵要經(jīng)過n×10次(壓差倍數(shù))高壓氣脈沖噴吹,才能被清除。
(2)過濾精度更加低:
除塵器的過濾精度明顯低于濾布自身過濾精度的(1.0-3.0%)×6(效率倍數(shù))。
(3)除塵器阻力值更加大:
總阻力值平均≥2600Pa,甚至更高。
(4)濾袋使用壽命更加短:
在粉塵和高壓氣雙高頻沖擊破壞×20次(沖擊倍數(shù))作用之下,濾袋的使用壽命一般≤3個月。
4-3、小結(jié):
傳統(tǒng)3級濾袋除塵器存在能耗高、耗損大、除塵效果差的缺陷,而且,一直得不到有效解決。
(五)小結(jié):
傳統(tǒng)中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)實現(xiàn)了清潔衛(wèi)生的便捷性和高效性目標。
但是,穩(wěn)定性(≤3個月)、經(jīng)濟性目標尚有欠缺。
同時,除塵效果還比較差,通常是高排放(30-100mg/m3)。
二、新型中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng):
(一)5個方面的技術創(chuàng)新:
1、“空氣雜質(zhì)隔離器”:
在中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)的終端吸口和分支管路之間,配置“空氣雜質(zhì)隔離器”。
“空氣雜質(zhì)隔離器”對大顆粒硬、軟雜質(zhì)的隔離率可以達到100%,而細小顆粒粉塵則可以100%順暢通過。
在確保終端吸口處于正常工作狀態(tài)的同時,有效阻隔大顆粒硬和軟的雜質(zhì),因此,比較徹底解決了管路的堵塞問題。
“空氣雜質(zhì)隔離器”相當于中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)前端的一個安全閥門。
2、“自吸式均風器”:
在樹枝狀分級均布的管路輸送系統(tǒng)中,其中的每個分級分支之處配置“自吸式均風器”。
當“自吸式均風器”的斷面風速≤3m/s時,抽風總管的抽風量可以均衡地分配給n條分支進風管,實現(xiàn)高效的均風目的。
與傳統(tǒng)分配站不同之處,“自吸式均風器”的抽風口位于底部端口,所有聚塵會立刻被高速運行的風速(v≤22m/s)從均風器的底部端口抽吸,進入上一級抽風管或者抽風總管。
“自吸式均風器”在實現(xiàn)均風目的的同時,很好地解決了聚塵問題。
3、管路輸送系統(tǒng)風速低能耗?。?/span>參見表1、2
由于新型中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)解決了管路堵塞和不穩(wěn)定均風這2個大問題,因此,管路風速可以從傳統(tǒng)中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)的平均≥33 m/s顯著降低為平均≤22 m/s,管路輸送系統(tǒng)的能耗獲得顯著減少。
4、“一種超負壓除塵器”和“三級超負壓除塵器”:
是中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)的中央除塵器,其中“三級超負壓除塵器”由1級高效旋風除塵器+2級“一種超負壓除塵器”+3級“一種超負壓除塵器”串聯(lián)組合而成。
“一種超負壓除塵器”與“低排放的垂直式濾筒除塵器組”結(jié)構(gòu)一樣,具有4個顯著優(yōu)勢點:
(1)離線清灰效率高:
一次高壓氣脈沖噴吹清灰即可以清除全部無益粉塵,提升n×10倍。
(2)過濾精度高:
明顯高于濾布自身過濾精度,提升(0.013-3%)×6倍。
(3)除塵器阻力值?。?/span>
總阻力值600-800Pa,甚至更低,與傳統(tǒng)的≥2600Pa相對比,降低≥73%。
(4)濾袋使用壽命雙倍增:
平均壽命≥5年,提升20倍以上。
(二)6個優(yōu)勢點:
1、系統(tǒng)運行超級穩(wěn)定:
(1)系統(tǒng)運行的故障率幾乎為零,一般可以穩(wěn)定持續(xù)運行時間≥5年,一直到更換耗材濾筒為止。
(2)系統(tǒng)的均風能力優(yōu)異,穩(wěn)定均風。
2、系統(tǒng)運行的能耗低:
(1)輸送管路系統(tǒng)風速由傳統(tǒng)的平均≥33 m/s顯著降低為平均≤22 m/s,大致相當于管路輸送系統(tǒng)的能耗節(jié)省率:≥54%。
(2)三級除塵器能耗值從≥6200Pa顯著降低到≤2400Pa,減少阻力值3800Pa,相當于三級除塵器的能耗節(jié)省率:≥61%。
參見案例1附表1,系統(tǒng)能耗從25.5Kw顯著降低到13.8 Kw,減少能耗值11.7 Kw,相當于系統(tǒng)的能耗節(jié)省率:≥45.8%。
3、系統(tǒng)運行的耗損小:
新型中央除塵器的布袋或者濾筒耗材,使用壽命從≤3個月增加到≥5年,耗損降低20倍以上。
4、系統(tǒng)運行的人工維護費用小:
如上所述,穩(wěn)定性優(yōu)異、耗損小意味著系統(tǒng)運行的人工維護費用小。
5、除塵效果好:
如上所述,新型中央衛(wèi)生清潔系統(tǒng)的中央除塵器,其除塵效果從≥30.0mg/m3提升到≤5.0mg/m3,提高5倍以上。
6、新型只需要傳統(tǒng)中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)年運行費用的21%(參見案例1附表2)。
(三)總結(jié):
新型中央清潔衛(wèi)生系統(tǒng)基本實現(xiàn)了便捷性、高效性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性4個目標,同時,還顯著提高了系統(tǒng)的除塵效果。