×

Вы используете устаревший браузер Internet Explorer. Некоторые функции сайта им не поддерживаются.

Рекомендуем установить один из следующих браузеров: Firefox, Opera или Chrome.

Контактная информация

+7-863-218-40-00 доб.200-80
ivdon3@bk.ru

Анализ методических подходов к выбору обеспыливающего оборудования при эксплуатации агрегата питания АБЗ

Аннотация

В. И. Беспалов, Д. А. Протопопова

При построении модели процесса загрязнения для участка пересыпки инертных материалов в качестве технологического оборудования нами рассматривается агрегат питания АБЗ. Дана оценка эффективности основных методик по выбору оборудования для улавливания загрязняющих веществ и очистки от  них   воздуха.
Ключевые слова: асфальтобетонный завод, пылевые частицы, загрязняющие вещества, система обеспыливания.

Ключевые слова:

05.26.01 - Охрана труда (по отраслям)

Асфальтобетонные заводы (АБЗ) относятся к предприятиям, где технологические процессы связаны с дроблением, истиранием, транспортировкой, сушкой инертных материалов и вследствие этого являются одними из наиболее значимых источников загрязнения воздушной среды. Именно поэтому в процессе эксплуатации АБЗ при производстве асфальтобетонной смеси помимо других загрязняющих веществ (например, сажи, углеводородов, оксидов углерода и других) в воздух рабочих зон выделяется значительное количество неорганической пыли. Причем, главной особенностью организации рабочего процесса на АБЗ является размеще­ние технологического оборудования и, следовательно, рабочих мест на открытых площадках, то есть когда воздух рабочей зоны и воздушный бассейн промышленной площадки принимают адекватный смысл. Поэтому пыль в рабочие зоны работников АБЗ поступает не только от основного производственно-технологического оборудования, но и от неорганизованных источников, расположенных на территории предприятия.
Наибольшая запыленность на промышленных площадках АБЗ наблюдается в воздухе рабочих зон операторов агрегатов питания, которая без применения средств обеспыливания в десятки раз превышает ПДК [1].
Выбор обеспыливающего оборудования зависит, в первую очередь, от свойств загрязняющих веществ, образующихся при эксплуатации агрегата питания АБЗ. Рассматривая образующийся и выделяющийся от агрегата питания пылевой аэрозоль как дисперсную систему, можно заключить, что комплексное, последовательное изучение его состояния целесообразно проводить на основе упорядоченного рассмотрения  параметров, характеризующих свойства дисперсной фазы (пылевых частиц) и дисперсионной среды (воздуха). Именно такой подход, на наш взгляд, позволит выделить наиболее эффективные и экономичные направления реализации процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны агрегата питания АБЗ.
Известные методики по выбору оборудования для улавливания   ЗВ   и   очистки  от   них   воздуха имеют ряд недостатков, к которым, на наш взгляд, можно отнести следующие:
- необходимость предварительного задания конкретного типа оборудования;
- расчетные зависимости эффективности практически не отражают основного спектра свойств загрязняющего аэрозоля;
- не учитываются в достаточной мере энергетические характеристики процессов улавливания загрязняющих веществ и очистки от них воздуха, что в значительной мере затрудняет оптимизацию рабочих параметров выбираемого воздухоохранного оборудования.   
В настоящее время наибольший практический интерес представляют следующие две методики выбора систем борьбы с производственной пылью.
Так, автором работы [2] предложена методическая последовательность выбора технических решений для реализации систем обеспыливания воздуха применительно к конкретным производственно-технологическим условиям, которая включает  шесть  основных  взаимосвязанных блоков, реализующих соответствующие этапы процедуры выбора.
При анализе условий, применительно к которым проектируется система обеспыливания воздуха, учитывают планировочные решения производственного помещения, технологическую схему производства, технологическое оборудование и физико-химические свойства загрязняющих веществ, выделяющихся от него как критерии-ограничения. В результате матричной оптимизации автор работы [2] предлагает определять технические решения, наиболее адаптированные к рассматриваемым производственным условиям, удовлетворяющие этим требованиям, и получать в виде выходной информации перечень технических решений, численные значения расчетных параметров которых максимально удовлетворяют условиям обеспечения максимальной эффективности и надежности при мини­мальных стоимостных затратах.
Предложенная автором работ [3] классификационная схема учитывает тот факт, что на практике различные по функциональному назначению системы могут быть реализованы комплексным инженерным решением. Предлагаемая в рассматриваемом подходе методика  формирования высокоэффективных и энергетически экономичных    инженерных    систем обеспыливания воздуха рабочих зон промышленных предприятий
В настоящее время эффективность очистки воздуха от загрязняющих веществ остается основным определяющим показателем. Различные теоретические подходы  к описанию процессов улавливания и очистки воздуха от пыли позволили многим авторам предложить различные оценочные показатели, которые наряду с эффективностью дают возможность решать задачи выбора рациональных конструкций аппаратов снижения загрязнения воздуха для конкретных производственных условий.
Авторы ряда работ предлагают оценивать и сравнивать способы снижения загрязнения воздуха по значениям затраченной на их реализацию энергии и эффективности очистки. Такая оценка, во-первых, не имеет конкретного физического смысла с точки зрения энергетических характеристик; во-вторых, монотонное увеличение эффективности и затраченной энергии при изменении основных параметров процесса снижения загрязнения воздуха стирает границы оптимальности оценки; в-третьих, такой метод оценки не раскрывает взаимосвязи физико-химических механизмов снижения загрязнения воздуха и не выделяет степени их влияния на конечный эффект процесса, а следовательно, не может показать пути дальнейшего совершенствования способов.
Нами рассмотрен энергоемкостный показатель, который по аналогии с коэффициентом полезного действия определяется по формуле: 
, %,   (1)
где: i - способ снижения загрязнения воздуха; Wi - энергия, расходуемая в i-том способе на захват и удаление частиц ЗВ из воздушного потока (полезная энергия); Ni - энергия, расходуемая на реализацию i-того способа снижения загрязнения воздуха (затраченная энергия).
Предложенный показатель учитывает эффективность реализации процесса снижения загрязнения воздуха и позволяет оценить, насколько эффективно используется затраченная энергия с точки зрения достижения цели процесса – обеспечения ПДК загрязняющих веществ в воздухе. Детальный анализ действующих меха­низмов в процессе снижения загрязнения воздуха позволяет эффективно использовать каждый из этих механизмов, определить пути совершенствования процесса и получить возможность аналитического прогнозирования и оптимизации его рабочих параметров.
В результате анализа существующих методик выбора обеспыливающего оборудования при работе агрегата питания установлено, что наиболее приемлемой для выбора технологий и оптимизации рабочих параметров процессов улавливания пыли и очистки от пыли воздуха рабочих зон операторов агрегата питания АБЗ является комплексная методика формирования высокоэффективных и энергетически экономичных инженерных систем обеспыливания воздуха, в которой основными оптимизационными критериями выступают эффективность снижения загрязнения воздуха и энергоемкостный показатель процесса обеспыливания воздуха, пока не имеющие совершенного математического описания для рассматриваемых производственно-технологических условий эксплуатации АБЗ.
Дальнейшее существенное повышение эффективности обеспыливания воздуха рабочей зоны агрегата питания АБЗ возможно на основе исследования комплексного использования различных технологий обеспыливания воздуха с учетом влияния аэродинамических, гидродинамических и физико-химических параметров внешних воздействий на протекание процесса захвата и удаления пыли из воздушного потока с последующим связыванием частиц пыли и их возвратом в технологический процесс.

Литература:

  1. 1.В.И. Беспалов, А.Г. Лазарев, Д.А. Протопопова. Анализ состояния воздуха рабочих зон на асфальтобетонных заводах // «Строительство 2011»: материалы Международной научно-практической конференции-Ростов-на-Дону: Рост. гос. Строит. Университет, 2011.
    2. Л.Ю. Овчинникова. Совершенствование методологии выбора технических решений для повышения эффективности защиты воздуха рабочих зон // Ростов-на-Дону, 2003. В.И.Беспалов. Разработка метода формирования высокоэффективных и экономичных систем обеспыливания воздуха рабочей зоны горнодобывающих и перерабатывающих предприятий топливно-энергетического комплекса // Ростов-на-Дону, 1996