工業(yè)除塵器排放空氣 - 需要引起注意的 幾個原因
發(fā)布時間 : 2020-01-14 瀏覽次數(shù) : 次作者：河南飛博環(huán)保設備有限公司， http://www.ahiq.cn
在設計除塵系統(tǒng)的過程中，注意力往往都放在過濾裝置（除塵器）上。 因此，系統(tǒng)設計人員可能會忽略其他因素，例如，關于除塵器排出的空氣可考慮選擇哪些處理方式。 本文對與過濾設備排出的空氣相關的一些機遇和挑戰(zhàn)進行了說明。 舊式塵系統(tǒng)采用非常簡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用中仍然有效，但當前對能源節(jié)約、易燃粉塵和環(huán)境法規(guī)遵從性等問題的關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)運行過程中，用于將粉塵吸入除塵器的空氣會留下真空，必須用補換空氣進行補充。 如果您生活在氣候溫和的地區(qū)，這個問題解決起來可能會很簡單，但許多工廠不得不投入精力和金錢，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行補換，這會增加補充空氣處理器的負荷和運行成本。
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用于高性能濾材，因其可確保有效去除粉塵顆粒，從而實現(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，但在開始將空氣再循環(huán)至工廠設施之前，您可能需要評估一些額外的資本成本。
許多設計實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。 一種相對常見的方式是加裝達到 HEPA（高效過濾）標準或 ASHRAE（制冷和空調(diào)工程師協(xié)會）標準的濾芯，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 濾芯在捕獲相對少量粉塵時，往往顯示出較快的壓降上升速度。 將它們安裝在初級除塵器的下游位置，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濾芯出現(xiàn)明顯的漏風現(xiàn)象。 通過初級濾芯的粉塵仍然會被高效過濾 (HEPA) 濾芯捕獲，從而避免重新回到被占用空間。 在正常情況下，高效過濾 (HEPA) 濾芯或 ASHRAE 濾芯中的粉塵很少，壓降會較低且穩(wěn)定，且濾芯使用壽命會保持在合理范圍。 因此可最大限度地減少監(jiān)控濾芯的維護費用。
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)，以每周運行 168 hours 小時計算，預計可節(jié)約的能源如下所示：
使用以下公式可估算補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 指設計氣流量，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是每周運行小時數(shù) | 168 小時/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是每周運行小時數(shù) | 168 小時/周 |
| H 指等效額定全負荷制冷小時數(shù) | 293 個制冷小時 |
| C是每千瓦時的電力成本（以美元計算）（2013 年 11 月） | 0.0804 美元/千瓦時 |
| 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） |
通過將過濾后的空氣再循環(huán)，從而避免替換過濾設備排放的、調(diào)節(jié)好的空氣，每年總共可在針對必要數(shù)量的補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)使用同一過濾設備，每年都可節(jié)約這個數(shù)量的成本。
安裝帶有變速驅(qū)動器的自動氣流量控制系統(tǒng)，還額外可以節(jié)約成本。變速驅(qū)動器的作用是保持設計氣流量和保證空氣補充系統(tǒng)的負荷均衡。 通過使用該系統(tǒng)，再加上壓降較低的表面過濾濾料，節(jié)約更多成本將不成問題。 假設該系統(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）的低壓降下運行，將為該系統(tǒng)配備增強型表面過濾濾料和為該系統(tǒng)配備商用濾料這兩種情況做對比，預計前者因壓降較低，每年可節(jié)約的能耗成本為 2,262 美元。
上述節(jié)約金額并未將補充空氣系統(tǒng)需要的低成本計算在內(nèi)。 如果是新項目，請與當?shù)毓彩聵I(yè)公司聯(lián)系，以了解適用的、旨在鼓勵在節(jié)能系統(tǒng)上進行額外投資的補貼和激勵計劃。
2. 易燃粉塵注意事項
處理易燃粉塵的除塵系統(tǒng)可能需要額外的資本投入，以避免來自火源的能量或煙霧再次返回到建筑物中。 中止門是降低除塵器中的燃燒事件重回被占用空間之風險的集中緩解措施之一。 （請參見圖 1）
中止門接收除塵器上或其附近安裝的某些類型的傳感器發(fā)送的信號。 當傳感器觸發(fā)中止門時，中止門會迅速轉(zhuǎn)至閉合位置。 中止門處于閉合位置時，除塵器排放的空氣會轉(zhuǎn)為流向外部，而不是返回建筑物中。 用來觸發(fā)中止門的傳感器有很多種，但通常會選擇用于在除塵器下游位置監(jiān)測火花或煙霧的檢測器。
如果您的工廠所在地的天氣是一個不可忽視的因素，您在一年中的某些時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，往往需要手動觸發(fā)中止門，使熱氣排放到外面而不是排回建筑物中。 請記住，運行除塵器時將空氣排放到外面會增加對補充空氣系統(tǒng)的需求。
無論是要在排氣管道中安裝監(jiān)控濾芯、中止門，或是兩者都要安裝，都要記得：除設備的成本費用外，還需要承擔將空氣吹入設備中所需的能耗成本。 計算用于保持空氣在原始系統(tǒng)中流動的能量（靜壓）消耗成本時，需要包括加速設備周圍空氣流動并將其吸入設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管道中的彎管、接頭和直管，直到到達除塵器所需的靜壓消耗成本。 還要包括除塵器到排氣點之間管道的阻力所導致的能耗成本。 最后，需要包括使空氣通過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機的參考。
如果您正在考慮選用監(jiān)控濾芯或中止門，可能需要額外的靜壓容量，以提供使空氣通過這些設備需要的能量。 請檢查并確定您是否需要改造或更換現(xiàn)有風機以保證符合設計流量條件。
有關易燃粉塵的另一個注意事項是各類標準的相關要求，比如 NFPA 標準中有關工藝設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)生爆燃事件的風險。 隔離裝置利用除塵器附近的傳感器檢測除塵器中是否有發(fā)生爆燃事件的趨勢。 傳感器一旦發(fā)現(xiàn)有此類趨勢，就會觸發(fā)隔離裝置以關閉管道，使火焰和能量無法回到被占用的空間。 機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，則閘門會在瞬間關閉。 化學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噴到管道中。 隔離裝置不僅可用在從除塵器出來的回風管道中，還可用在通往除塵器的進氣口管道中，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)危險空氣污染物，當?shù)亍⒙?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器的破袋檢測器，來監(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（請參見圖 2）。 這些檢測器安裝在清潔空氣排放管道或煙囪處，且必須按設計氣流量進行校準。 在安裝并校準這些檢測器后，就可以對其進行配置。它們不僅可進行監(jiān)測，而且還可按時記錄粉塵含量以建立除塵器性能的永久記錄。 有幾種破袋檢測器的設計還允許它們監(jiān)測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聯(lián)。 在上述配置中，這些裝置充當預防性維護工具，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或指示燈電路，以提醒操作人員存在異常情況。 另外，當顆粒含量急劇增加時，比如在由過濾器上的陰燃火產(chǎn)生的濃煙條件下，這些監(jiān)控器還可用于觸發(fā)中止門等裝置。
概括起來就是：
請避免忽略除塵器所排放氣體的錯誤。 您會希望積極主動地確保除塵器排放符合所有聯(lián)邦、州或當?shù)氐囊?guī)定。 您還會希望通過節(jié)約加熱或制冷成本的方式，或者通過更好的監(jiān)控和維護來提高除塵器可靠性的方式，抓住所有可增加除塵器價值的機會。 說到除塵器排出的空氣，輕率地將其排放到外部會面臨高昂的代價。
