工業(yè)除塵器排放空氣 - 需要引起注意的 幾個(gè)原因
發(fā)布時(shí)間 : 2020-01-14 瀏覽次數(shù) : 次作者：河南飛博環(huán)保設(shè)備有限公司， http://m.839103.com
在設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)的過(guò)程中，注意力往往都放在過(guò)濾裝置（除塵器）上。 因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可能會(huì)忽略其他因素，例如，關(guān)于除塵器排出的空氣可考慮選擇哪些處理方式。 本文對(duì)與過(guò)濾設(shè)備排出的空氣相關(guān)的一些機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了說(shuō)明。 舊式塵系統(tǒng)采用非常簡(jiǎn)單的方法處理除塵器排出的空氣，即直接將其排放到外面的大氣中。 放置在室內(nèi)或室外的除塵器都采用這種方法。 雖然此方式在某些應(yīng)用中仍然有效，但當(dāng)前對(duì)能源節(jié)約、易燃粉塵和環(huán)境法規(guī)遵從性等問(wèn)題的關(guān)注都表明需要審慎的額外考慮。
1. 節(jié)能 – 必須替換排出的空氣
在除塵系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，用于將粉塵吸入除塵器的空氣會(huì)留下真空，必須用補(bǔ)換空氣進(jìn)行補(bǔ)充。 如果您生活在氣候溫和的地區(qū)，這個(gè)問(wèn)題解決起來(lái)可能會(huì)很簡(jiǎn)單，但許多工廠不得不投入精力和金錢(qián)，才能使其工廠變得舒適。 這意味著將調(diào)節(jié)好的空氣排放出去并以新鮮空氣進(jìn)行補(bǔ)換，這會(huì)增加補(bǔ)充空氣處理器的負(fù)荷和運(yùn)行成本。
為避免在加熱或制冷方面的投資損失，可以選擇在調(diào)節(jié)好的空氣經(jīng)除塵器處理后，將其再循環(huán)至建筑物內(nèi)。 這種處理方式一般應(yīng)用于高性能濾材，因其可確保有效去除粉塵顆粒，從而實(shí)現(xiàn)空氣再循環(huán)。 如果您的工廠受極端天氣的困擾，那么此方式將有可能節(jié)約大量成本，但在開(kāi)始將空氣再循環(huán)至工廠設(shè)施之前，您可能需要評(píng)估一些額外的資本成本。
許多設(shè)計(jì)實(shí)踐都建議在用于將空氣再循環(huán)到被占用空間的系統(tǒng)中配置監(jiān)控系統(tǒng)，以保證返還到被占用空間的氣流量。 一種相對(duì)常見(jiàn)的方式是加裝達(dá)到 HEPA（高效過(guò)濾）標(biāo)準(zhǔn)或 ASHRAE（制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)的濾芯，作為除塵器與將空氣重新循環(huán)至建筑物的排氣裝置之間的監(jiān)控濾芯。 HEPA 濾芯和 ASHRAE 濾芯在捕獲相對(duì)少量粉塵時(shí)，往往顯示出較快的壓降上升速度。 將它們安裝在初級(jí)除塵器的下游位置，就可以監(jiān)控回流空氣中的粉塵量并顯示壓降上升情況，以提醒操作人員初級(jí)濾芯出現(xiàn)明顯的漏風(fēng)現(xiàn)象。 通過(guò)初級(jí)濾芯的粉塵仍然會(huì)被高效過(guò)濾 (HEPA) 濾芯捕獲，從而避免重新回到被占用空間。 在正常情況下，高效過(guò)濾 (HEPA) 濾芯或 ASHRAE 濾芯中的粉塵很少，壓降會(huì)較低且穩(wěn)定，且濾芯使用壽命會(huì)保持在合理范圍。 因此可最大限度地減少監(jiān)控濾芯的維護(hù)費(fèi)用。
再循環(huán)空氣節(jié)約的成本能否抵消其他資本投資？ 在威斯康星州麥迪遜市，一個(gè)處理氣流量為 10,000 cfm 立方英尺/分鐘（1 立方英尺 = 0.0283 立方米）的除塵系統(tǒng)，以每周運(yùn)行 168 hours 小時(shí)計(jì)算，預(yù)計(jì)可節(jié)約的能源如下所示：
使用以下公式可估算補(bǔ)充空氣所需的加熱成本：
節(jié)約的成本 = (0.154 x Q x T x D x C) ÷ q
所以在我們的示例中，年加熱成本將為：
= (0.154 x 10,000 x 168 x 7673 x 6.11) ÷ 824,000 = 14,720 美元年加熱成本
| 其中... | |
|---|---|
| 0.154 是換算系數(shù) | |
| Q 指設(shè)計(jì)氣流量，單位是立方英尺/分鐘 (cfm) | 10,000 cfm 立方英尺/分鐘（1 立方英尺 = 0.0283 立方米） |
| T是每周運(yùn)行小時(shí)數(shù) | 168 小時(shí)/周 |
| D 指每年的度日數(shù) | 7,673 采暖度日數(shù) |
| C 指加熱每單位燃料所需的成本（以美元計(jì)算）（2013 年 11 月） | 6.11 美元/燃料單位 |
| q 是指每單位燃料的有效熱量 BTU（英熱單位） | 824 千英熱單位/每單位燃料（1 英熱單位 = 1.731瓦） |
另外，也可以使用以下公式估算制冷成本：
制冷成本= (0.0000258 x Q x T x H x C)
所以在我們的示例中，年制冷成本將為：
= (0.0000258 x 10,000 x 168 x 293 x 0.0804) = 1,021 美元年制冷成本
| 其中... | |
|---|---|
| 0.0000258 是換算系數(shù) | |
| Q是氣流量，單位是立方英尺/分鐘 (cfm) | 10,000 cfm 立方英尺/分鐘（1 立方英尺 = 0.0283 立方米） |
| T是每周運(yùn)行小時(shí)數(shù) | 168 小時(shí)/周 |
| H 指等效額定全負(fù)荷制冷小時(shí)數(shù) | 293 個(gè)制冷小時(shí) |
| C是每千瓦時(shí)的電力成本（以美元計(jì)算）（2013 年 11 月） | 0.0804 美元/千瓦時(shí) |
| q 是指每單位燃料的有效熱量 BTU（英熱單位） | 824 千英熱單位/每單位燃料（1 英熱單位 = 1.731瓦） |
通過(guò)將過(guò)濾后的空氣再循環(huán)，從而避免替換過(guò)濾設(shè)備排放的、調(diào)節(jié)好的空氣，每年總共可在針對(duì)必要數(shù)量的補(bǔ)充空氣的加熱和制冷成本上節(jié)約將近 16,000 美元。 只要繼續(xù)使用同一過(guò)濾設(shè)備，每年都可節(jié)約這個(gè)數(shù)量的成本。
安裝帶有變速驅(qū)動(dòng)器的自動(dòng)氣流量控制系統(tǒng)，還額外可以節(jié)約成本。變速驅(qū)動(dòng)器的作用是保持設(shè)計(jì)氣流量和保證空氣補(bǔ)充系統(tǒng)的負(fù)荷均衡。 通過(guò)使用該系統(tǒng)，再加上壓降較低的表面過(guò)濾濾料，節(jié)約更多成本將不成問(wèn)題。 假設(shè)該系統(tǒng)的處理氣流量為 10,000 cfm 立方英尺/分鐘（1 立方英尺 = 0.0283 立方米），并且在 2 in. 英寸水柱（1 英寸水柱 = 25.4 毫米水柱）的低壓降下運(yùn)行，將為該系統(tǒng)配備增強(qiáng)型表面過(guò)濾濾料和為該系統(tǒng)配備商用濾料這兩種情況做對(duì)比，預(yù)計(jì)前者因壓降較低，每年可節(jié)約的能耗成本為 2,262 美元。
上述節(jié)約金額并未將補(bǔ)充空氣系統(tǒng)需要的低成本計(jì)算在內(nèi)。 如果是新項(xiàng)目，請(qǐng)與當(dāng)?shù)毓彩聵I(yè)公司聯(lián)系，以了解適用的、旨在鼓勵(lì)在節(jié)能系統(tǒng)上進(jìn)行額外投資的補(bǔ)貼和激勵(lì)計(jì)劃。
2. 易燃粉塵注意事項(xiàng)
處理易燃粉塵的除塵系統(tǒng)可能需要額外的資本投入，以避免來(lái)自火源的能量或煙霧再次返回到建筑物中。 中止門(mén)是降低除塵器中的燃燒事件重回被占用空間之風(fēng)險(xiǎn)的集中緩解措施之一。 （請(qǐng)參見(jiàn)圖 1）
中止門(mén)接收除塵器上或其附近安裝的某些類(lèi)型的傳感器發(fā)送的信號(hào)。 當(dāng)傳感器觸發(fā)中止門(mén)時(shí)，中止門(mén)會(huì)迅速轉(zhuǎn)至閉合位置。 中止門(mén)處于閉合位置時(shí)，除塵器排放的空氣會(huì)轉(zhuǎn)為流向外部，而不是返回建筑物中。 用來(lái)觸發(fā)中止門(mén)的傳感器有很多種，但通常會(huì)選擇用于在除塵器下游位置監(jiān)測(cè)火花或煙霧的檢測(cè)器。
如果您的工廠所在地的天氣是一個(gè)不可忽視的因素，您在一年中的某些時(shí)期可能不希望將排出的空氣再循環(huán)至建筑物中。 您的生產(chǎn)環(huán)境可能較熱，所以在夏季更希望將熱氣排放到外面。 在上述情況下，往往需要手動(dòng)觸發(fā)中止門(mén)，使熱氣排放到外面而不是排回建筑物中。 請(qǐng)記住，運(yùn)行除塵器時(shí)將空氣排放到外面會(huì)增加對(duì)補(bǔ)充空氣系統(tǒng)的需求。
無(wú)論是要在排氣管道中安裝監(jiān)控濾芯、中止門(mén)，或是兩者都要安裝，都要記得：除設(shè)備的成本費(fèi)用外，還需要承擔(dān)將空氣吹入設(shè)備中所需的能耗成本。 計(jì)算用于保持空氣在原始系統(tǒng)中流動(dòng)的能量（靜壓）消耗成本時(shí)，需要包括加速設(shè)備周?chē)諝饬鲃?dòng)并將其吸入設(shè)備集塵罩以便將粉塵吸入除塵器所需的能耗成本。 還要加上使空氣和粉塵通過(guò)管道中的彎管、接頭和直管，直到到達(dá)除塵器所需的靜壓消耗成本。 還要包括除塵器到排氣點(diǎn)之間管道的阻力所導(dǎo)致的能耗成本。 最后，需要包括使空氣通過(guò)除塵器和濾芯需要的靜態(tài)能耗成本。 上述除塵器能量損耗應(yīng)包括足以使空氣即使在濾芯臟到必須予以更換的情況下也能穿透濾芯的靜壓容量。 將上述所有能耗成本加到一起，就可以作為選擇所需風(fēng)機(jī)的參考。
如果您正在考慮選用監(jiān)控濾芯或中止門(mén)，可能需要額外的靜壓容量，以提供使空氣通過(guò)這些設(shè)備需要的能量。 請(qǐng)檢查并確定您是否需要改造或更換現(xiàn)有風(fēng)機(jī)以保證符合設(shè)計(jì)流量條件。
有關(guān)易燃粉塵的另一個(gè)注意事項(xiàng)是各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，比如 NFPA 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)工藝設(shè)備之間或者將空氣輸送回被占用空間的管道上的隔離裝置要求。 這些隔離裝置備有助于降低將能源和火焰輸送回被占用空間的除塵器中發(fā)生爆燃事件的風(fēng)險(xiǎn)。 隔離裝置利用除塵器附近的傳感器檢測(cè)除塵器中是否有發(fā)生爆燃事件的趨勢(shì)。 傳感器一旦發(fā)現(xiàn)有此類(lèi)趨勢(shì)，就會(huì)觸發(fā)隔離裝置以關(guān)閉管道，使火焰和能量無(wú)法回到被占用的空間。 機(jī)械隔離裝置往往使用各種閘閥，若出現(xiàn)二次使用高能量封閉裝置（如壓縮氣體）的情況，則閘門(mén)會(huì)在瞬間關(guān)閉。 化學(xué)隔離是指使用特殊金屬罐或加農(nóng)炮，使用壓縮空氣將滅火劑快速?lài)姷焦艿乐小?隔離裝置不僅可用在從除塵器出來(lái)的回風(fēng)管道中，還可用在通往除塵器的進(jìn)氣口管道中，以減少能源和火焰返回到加工流程中的可能性。
3. 空氣監(jiān)控的法規(guī)遵從性要求：
如果您的生產(chǎn)工序涉及處理或生產(chǎn)危險(xiǎn)空氣污染物，當(dāng)?shù)?、?lián)邦或州法規(guī)可能要求您監(jiān)控您排放到大氣中的空氣的質(zhì)量。 可能需要使用配備警報(bào)器的破袋檢測(cè)器，來(lái)監(jiān)控除塵器排出的氣體中的粉塵含量和，提供除塵器的性能記錄（請(qǐng)參見(jiàn)圖 2）。 這些檢測(cè)器安裝在清潔空氣排放管道或煙囪處，且必須按設(shè)計(jì)氣流量進(jìn)行校準(zhǔn)。 在安裝并校準(zhǔn)這些檢測(cè)器后，就可以對(duì)其進(jìn)行配置。它們不僅可進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且還可按時(shí)記錄粉塵含量以建立除塵器性能的永久記錄。 有幾種破袋檢測(cè)器的設(shè)計(jì)還允許它們監(jiān)測(cè)除塵器的脈沖清灰順序，并將增加的粉塵排放與特定脈沖事件相關(guān)聯(lián)。 在上述配置中，這些裝置充當(dāng)預(yù)防性維護(hù)工具，幫助除塵器操作人員縮小搜索破損濾芯的范圍。
監(jiān)控器通常配備用于聲音警報(bào)或指示燈電路，以提醒操作人員存在異常情況。 另外，當(dāng)顆粒含量急劇增加時(shí)，比如在由過(guò)濾器上的陰燃火產(chǎn)生的濃煙條件下，這些監(jiān)控器還可用于觸發(fā)中止門(mén)等裝置。
概括起來(lái)就是：
請(qǐng)避免忽略除塵器所排放氣體的錯(cuò)誤。 您會(huì)希望積極主動(dòng)地確保除塵器排放符合所有聯(lián)邦、州或當(dāng)?shù)氐囊?guī)定。 您還會(huì)希望通過(guò)節(jié)約加熱或制冷成本的方式，或者通過(guò)更好的監(jiān)控和維護(hù)來(lái)提高除塵器可靠性的方式，抓住所有可增加除塵器價(jià)值的機(jī)會(huì)。 說(shuō)到除塵器排出的空氣，輕率地將其排放到外部會(huì)面臨高昂的代價(jià)。
