工業(yè)除塵器集塵罩高效的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間 : 2020-01-02 瀏覽次數(shù) : 次在我們平時(shí)的工作、生活中很多情況可以投機(jī)取巧，但最終都會為之付出代價(jià)。 在除塵器集塵罩設(shè)計(jì)方面尤為如此。 集塵罩設(shè)計(jì)的細(xì)小改變通常會產(chǎn)生巨大的效應(yīng)，尤其在運(yùn)行的性能和總成本方面。
聰明的企業(yè)管理人都知道，員工是他們最大的財(cái)富，員工的舒適理應(yīng)是一家成功企業(yè)的重中之重。 ACGIH 工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)建議實(shí)踐手冊第 28 版已被公認(rèn)為衡量除塵解決方案的標(biāo)準(zhǔn)。 它體現(xiàn)了工業(yè)衛(wèi)生的正確做法，內(nèi)容圍繞著改善工廠內(nèi)操作員和員工的呼吸區(qū)環(huán)境。 該手冊為集塵罩選擇提供指南，并提供許多日臻完善的集塵罩配置案例策略。
在開始集塵罩設(shè)計(jì)時(shí)，在努力改善工作空間空氣質(zhì)量的同時(shí)，思考問題的重要性更為有益。 粉塵可能具有的可燃性或毒性會影響集塵罩和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 如果未能滿足某些清潔標(biāo)準(zhǔn)，您的工廠會處于極度危險(xiǎn)之中。 如果您的工廠不符合規(guī)定，不僅會對工人狀況產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一旦被發(fā)現(xiàn)，還會產(chǎn)生巨額的罰款。
除去工作空間空氣質(zhì)量問題，經(jīng)理通常還必須平衡企業(yè)中兩大方面，那便是產(chǎn)品或工作質(zhì)量和運(yùn)行成本。 有時(shí)成本節(jié)約的效果看似并不顯著，例如改善集塵罩設(shè)計(jì)以降低風(fēng)機(jī)等設(shè)備投資成本的案例。 讓我們將集塵罩設(shè)計(jì)這一關(guān)鍵問題納入考慮，探尋更多選擇。
常見的集塵罩設(shè)計(jì)
如果您無法封閉操作過程，您可能需要將一個(gè)外部罩放置于操作區(qū)域周圍，以便控制操作過程中產(chǎn)生的粉塵。 這五種基本外部罩類型按照效果和建造成本升序排列。 然而，當(dāng)您比較下述相關(guān)方面時(shí)，集塵罩的初始建造成本會迅速被抵消。
改善工廠清潔并減少制造產(chǎn)品的停機(jī)時(shí)間，
更小的管道、更小的除塵器和更小的風(fēng)機(jī)可能帶來相應(yīng)的成本節(jié)約
隨著能源和氣體流量方面的要求不斷減少，可以看出風(fēng)機(jī)功率將有所降低，這也意味著相關(guān)的效用成本將有所減少。
1. 散口罩在所有集塵罩配置中最為常見，且成本最低。 它僅僅是一根直通產(chǎn)塵點(diǎn)的開放管道。 這種方法的集塵罩設(shè)計(jì)再簡單不過了。
散口罩雖然非常易于生產(chǎn)，但是在產(chǎn)生粉塵時(shí)，收集污染物方面的效能極差。 這種集塵罩配置不只從罩開口前端抽出空氣，還會從后方抽出空氣，導(dǎo)致效率低下。 這種配置還會產(chǎn)生高強(qiáng)度的湍流，導(dǎo)致能源流失劇增，并可能需要更大的風(fēng)機(jī)。 就操作總成本而言，選擇此種集塵罩配置并不太理想。
2. 法蘭罩相對簡單，建造成本低，增加一個(gè)法蘭便可改進(jìn)散口設(shè)計(jì)。 由于空氣/能源通常僅用于收集開放管道前方區(qū)域的粉塵，所以法蘭罩能夠提供更好的性能。
法蘭的添加將集塵罩設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)放在集塵罩性能上，減少了維持設(shè)施清潔所需的氣流量。 同時(shí)，也改善了員工工作環(huán)境的空氣質(zhì)量。 法蘭的形狀不一定為圓形，也可為方形甚至是三角形，只要以此形狀能夠發(fā)揮更好的性能，聚集空氣，使其從前方進(jìn)入集塵罩即可。 法蘭體現(xiàn)了聊勝于無的道理。 法蘭罩仍存在過度湍流的問題，因此，我們探索改善設(shè)計(jì)的方法，以期減輕這種情況。
3. 錐形罩使集塵罩性能得以進(jìn)一步改善。 考慮采用帶有矩形法蘭的圓形管道。 如果我們向前折疊法蘭邊緣，并連接其側(cè)邊，則可制造出一種將空氣直接引入管道的錐形漏斗。 這種錐形漏斗減緩了空氣進(jìn)入集塵罩的速度，使其比進(jìn)入散口罩或法蘭罩更加平緩，減弱了當(dāng)空氣進(jìn)入集塵罩后端管道時(shí)產(chǎn)生的湍流。 這種更加平緩的送氣方式可節(jié)省能源，減少風(fēng)機(jī)的運(yùn)行成本，在集塵罩建造成本的節(jié)省方面實(shí)現(xiàn)長期性小幅增長。 將法蘭再次引入集塵罩表面重申了對集塵罩效率的關(guān)注，同時(shí)，此舉也減少了氣體總流量。 同時(shí)，還為資本設(shè)備實(shí)現(xiàn)更小的管道、更小的除塵器和更低的風(fēng)機(jī)功率創(chuàng)造了同等節(jié)省機(jī)會。
4. 錐形罩從圓形而非矩形開口罩發(fā)展而成。 同時(shí)使集塵罩設(shè)計(jì)在改善性能方面更進(jìn)一步。 這種方法通過進(jìn)一步減少空氣進(jìn)入集塵罩后端管道時(shí)產(chǎn)生的渦流來改善集塵罩的性能。 同時(shí)還減少了所需的能源，在風(fēng)機(jī)功率方面獲得節(jié)省。 同樣，集塵罩表面添加的法蘭將減少控制粉塵所需的氣流量，并帶來前述的諸如管道、除塵器或風(fēng)機(jī)功率等投資成本方面的節(jié)約。 正如您所見，上述大部分均為在金屬板上進(jìn)行相對簡單的改造，可安裝至任何開放管道之上。
5. 鐘形罩是性能水平較高的外部罩。 它結(jié)合了法蘭罩的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)從法蘭到管道入口的平滑送氣。 當(dāng)空氣進(jìn)入管道時(shí)，這種平滑送氣削弱了湍流。 它不僅為法蘭帶來節(jié)流性能，還可使旋轉(zhuǎn)碗入口剖面的湍流度變得較低，是十分有效的外部罩設(shè)計(jì)。 當(dāng)然，提升性能需要一定的投資。 由于此集塵罩進(jìn)氣口通常需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)錐才能順利進(jìn)行進(jìn)氣口建造，因此成本更高。
需要考慮的其他因素： 集塵罩位置
我們已經(jīng)談?wù)摿瞬煌募瘔m罩構(gòu)造和形狀，但另一關(guān)鍵問題也不容忽視： 集塵罩應(yīng)該放置于粉塵的產(chǎn)生來源的什么相對位置？ 您可能已經(jīng)選擇了昂貴、高性能的集塵罩，但如若放置不當(dāng)，便會采集大量的空氣和很少的粉塵。
在靠近產(chǎn)塵點(diǎn)的位置放置集塵罩，是源頭除塵描述的一部分。 為了使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效的粉塵管理，集塵罩需要盡可能靠近產(chǎn)塵點(diǎn)。 這一現(xiàn)實(shí)場景有助于解釋為何靠近產(chǎn)塵點(diǎn)如此重要。 思考下列情形：
示例 1：
4 inch 英寸（1 英寸 = 0.0254 米）直徑的散口罩位于距離產(chǎn)塵點(diǎn) 1 英尺（1 英尺 = 0.3048 米）處，需要在產(chǎn)塵點(diǎn)產(chǎn)生 100 inch 英寸/分鐘的采集速度，以控制粉塵。 我們使用工業(yè)通風(fēng)手冊中的方程式來估算產(chǎn)生此速度所需的氣流量。 Q=(10X2 + A) V
距離源 (x) 1 英尺（1 英尺 = 0.3048 米），
4 inch 英寸（1 英寸 = 0.0254 米）管道 (A) 的橫截面積為 0.087 square foot 平方英尺（1 平方英尺 = 0.093 平方米），
所需的總氣流為 (Q) = [10（1 英尺）2 + 0.087 平方英尺] 100 英尺/分鐘 = 1,009 立方英尺/分鐘（1 立方英尺 = 0.0283 立方米）。
示例 2：
4 inch 英寸（1 英寸 = 0.0254 米）直徑的散口罩位于距離產(chǎn)塵點(diǎn) 6 inch 英寸（1 英寸 = 0.0254 米）（0.5 英尺（1 英尺 = 0.3048 米））處，仍然需要在產(chǎn)塵點(diǎn)產(chǎn)生 100 ft/min 英尺/分鐘的采集速度，以控制粉塵。 為了估算所需氣流量，我們再次需要使用工業(yè)通風(fēng)手冊中相同的方程式。 Q=(10X2 + A) V
現(xiàn)在距離源 (x) 0.5 英尺（1 英尺 = 0.3048 米），
管道 (A) 的橫截面積仍是 0.087 平方英尺（1 平方英尺 = 0.093 平方米），
所需的總氣流為 (Q) = [10（0.5 ft)2 + (0.087 平方英尺 ] 100 ft/min 英尺/分鐘 = 259 立方英尺/分鐘（1 立方英尺 = 0.0283 立方米）。
如您所見，距離 (x) 上的改變對于所需的總氣流影響巨大。 在這種情況下，以及其他大多數(shù)情況下，距離減半時(shí)，所需氣流量減少為原來的四分之一。 這是一種極為顯著的改變。 考慮并對比6 inch 英寸（1 英寸 = 0.0254 米）附加管道可能花費(fèi)的成本與除塵器或風(fēng)機(jī)四倍于必要大小的成本。 切記所需空氣越少，所需管道就越小，進(jìn)而產(chǎn)生額外的成本節(jié)約。
此刻讓我們將目光聚集到關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素： 總體擁有成本。 現(xiàn)在您可了解到集塵罩設(shè)計(jì)如何更好地通過減少管理粉塵所需的總氣流量來幫助您降低運(yùn)行成本。 這意味著您可以考慮使用更小的管道、更小的除塵器和更小的風(fēng)機(jī)， 從而在這三大高價(jià)物品上節(jié)約成本。
現(xiàn)在考慮一下運(yùn)行風(fēng)機(jī)和除塵器的成本。 隨著湍流和總氣流量的減少，顯然，運(yùn)行系統(tǒng)所需的功率也隨之減少。 并且如果您減少設(shè)施中排出的空氣，則對補(bǔ)充空氣的需求就會降低，從而減少 HVAC 系統(tǒng)的過濾。 產(chǎn)品的使用壽命有多長？ 十年？ 二十年？ 這將對您的電力和壓縮空氣年均成本造成怎樣的影響？ 您可以看到，在簡單的系統(tǒng)部件中發(fā)生的細(xì)小改變將如何對擁有成本產(chǎn)生巨大的效應(yīng)。
從設(shè)施改善和員工工作空間狀況，到設(shè)備總體擁有成本，都應(yīng)將集塵罩設(shè)計(jì)的正確做法作為設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。 小改變會有大成效，而這正是您的需求。
