Большинство дробильных фабрик горно-обогатительных предприятий построены еще в третьей четверти 20-го века. За это время системы обеспыливающей вентиляции устарели морально и физически. Основной составляющей комплекса систем обеспыливания являются системы аспирации.
Одним из основных элементов системы аспирации является укрытие источника пылевыделения. Вопросы совершенствования конструкций, параметров работы, методик расчета и подбора под определенный технологический процесс аспирационного укрытия на сегодняшний день является актуальными.
Сегодня главным вектором в вопросе развития аспирационных укрытий является минимизация энергозатрат процесса, т.е. снижение объемов удаляемого воздуха от источника пылевыделения.
В основе расчета объемов удаляемого воздуха лежит уравнение воздушного баланса. Количество удаляемого из укрытия воздуха (Qa) при изотермических условиях равно количеству воздуха, поступающего в это укрытие по желобам и через открытые рабочие проемы и неплотности [1-3]:
, (1)
Количество воздуха, поступающего через неплотности укрытия
, (2)
где Ру – разрежение в укрытии или технологическом оборудовании; Fн – площадь неплотностей; ρ – плотность воздуха.
Как видим, расход воздуха через неплотности укрытия находится в зависимости от их площади и разрежения в укрытии. Следовательно, при заданной величине разрежения, уменьшение площади неплотностей является наиболее эффективным способом снижения Qн. Естественно, полностью устранить неплотности невозможно, однако, разработанные в последнее время аспирационные укрытия, позволяют свести их к минимуму.
Существенной составляющей объемов аспирации является величина Qж, особенно в тех случаях, когда технологическое оборудование обладает вентилирующей способностью.
В настоящее время известно два способа количественной оценки эжектирующей способности потока материала: первый основан на решении уравнения сохранения энергии, второй – на интегрировании уравнения динамики.
Энергетический способ решения, предложенный впервые Бутаковым С.Е., а за рубежом Хемеоном, состоит в том, что материал при падении теряет часть своей энергии на преодоление силы сопротивления среды. Эта энергия идет на вовлечение воздуха в движение, преодоление местного сопротивления и трения в желобе [1-3].
В основе второго, динамического подхода к решению задачи об эжекции воздуха материалом в закрытых желобах, лежит учет аэродинамического взаимодействия частиц падающего материала и воздуха.
В работах О.Д. Нейкова и И.Н. Логачева, В.А. Минко перемещение воздуха по желобу под действием эжекции сыпучим материалом рассматривается как движение воздуха в каналах с определенной гидравлической характеристикой под действием перепада давления. В общем случае при перегрузке ненагретых сыпучих материалов объемы воздуха, поступающие по желобу в нижнее укрытие, составят
, (3)
где F – площадь поперечного сечения желоба; 
– сумма коэффициентов местного сопротивления (КМС) желоба и укрытия; Pоб – давление, развиваемое рабочими органами аспирируемого оборудования; DРу – разность давлений, обусловленная действием местного отсоса (разрежение в укрытии Ру); Рэ – эжекционное давление.
Эжекционное давление является функцией коэффициента лобового сопротивления частиц материала, объемной концентрации материала, среднего диаметра частиц, расхода материала и его плотности, относительной скорости движения воздуха и материала в желобе, зависящих от высоты и угла падения материала.
Большинство из перечисленных параметров являются либо неуправляемыми (плотность воздуха и материала, дисперсный состав материала, форма частиц и т.п.), либо малоуправляемыми в производственных условиях (разряжение в укрытии, высота падения материала, угол наклона желоба, площадь сечения желоба и т.п.).
Единственным параметром, позволяющим снизить объемы аспирации в производственных условиях, является увеличение гидравлического сопротивления системы «верхнее укрытие, желоб и нижнее укрытие», по которому движется эжектируемый поток воздуха.
Гидравлическое сопротивление указанной системы обуславливается суммарным КМС, вычисляемым по формуле
, (4)
где 
– КМС соответственно верхнего укрытия (падающего конвейера), желоба и нижнего укрытия (принимающего конвейера), отнесенные к скорости воздуха в желобе.
Вопросу совершенствования нижнего укрытия в направлении повышения коэффициента местного сопротивления укрытия посвящены работы Минко В.А., Логачева И.Н., Овсянникова Ю.Г., Кулешова М.И., Абрамкина Н.Г., Лапина О.Ф., Логачева К.И. и др. [1, 2, 6, 8, 9, 16]. Разработано множество конструкций укрытий использующих различные способы, сводящиеся к установке на пути движения эжектируемого потока воздуха различные механические препятствия (перегородки, цепи, зигзагообразные пластины и т. п.), некоторые из которых, помимо повышения КМС укрытия также могут выполнять функции пылеосадительных элементов.
Развитие компьютерной техники позволяет более широко применять методы вычислительного моделирования при разработке современных аспирационных укрытий позволяющих с высокой эффективностью осуществлять локализацию источников пылевыделения [4, 5, 8, 9, 12-15].
Проанализировав современные направления в разработке и эксплуатации методов и средств обеспыливания, можно выделить три основных направления снижения пылевых выбросов при перегрузках сыпучих материалов: снижение концентрации пыли в аспирируемом воздухе [4-10, 12-13]; уменьшение объемов воздуха [1, 2, 6, 12, 13-14 ], отсасываемого из аспирационных укрытий; эффективная пылеочистка аспирационного воздуха[2].
Библиографическая ссылка
Пономаренко В.В., Евко Д.В., Алифанова А.И. СНИЖЕНИЕ ПЫЛЕВЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ ПЕРЕГРУЗКАХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=12056 (дата обращения: 19.04.2024).