Jeśli chodzi o odpylanie, ważne jest, aby zrozumieć znaczenie prędkości transportowych i ich wpływu na prawidłowe zaprojektowanie systemu. Zbyt wolny lub zbyt szybki przepływ powietrza przez kanały może mieć istotne konsekwencje, które są równie problematyczne. Optymalna prędkość transportowa może się różnić w zależności od rodzaju pyłu, ale istnieje kilka praktyk projektowych i urządzeń, których można użyć do wyboru i utrzymania optymalnej objętości powietrza i prędkości wynikowej.

Zapoznaj się z podręcznikiem wentylacji przemysłowej

Podręcznik wentylacji przemysłowej 1 firmy ACGIH jest uznanym w branży źródłem do określania zalecanych praktyk projektowych w dziedzinie wentylacji przemysłowej i zawiera wytyczne dotyczące prędkości transportowych. Zasadniczo im cięższa jest cząstka, tym wyższa prędkość transportowa jest wymagana do utrzymywania jej w ruchu przez kanał. Lżejsze cząstki mogą być utrzymywane w ruchu przy niższych prędkościach transportowych, co może pomóc obniżyć koszty operacyjne.  

Problemy powodowane niewłaściwymi prędkościami transportowymi

Niezależnie od tego, czy masz do czynienia z lekkimi czy ciężkimi cząstkami stałymi, kanały należy projektować w taki sposób, aby zapobiegać osadzaniu się w nich materiałów ze strumienia powietrza (rysunek 1).

Na przykład pył ołowiowy, który jest stosunkowo ciężki, zwykle wymaga minimalnej prędkości transportowej wynoszącej 22,86 m/s, podczas gdy dym spawalniczy, który jest znacznie lżejszy, może wymagać 10,16-12,70 m/s. Gdy prędkości transportowe nie są wystarczające do utrzymania ruchu materiału w kanale, istnieje ryzyko, że pył opadnie i osadzi się w kanale. Jeżeli kanał nie będzie wolny od zanieczyszczeń, kanał lub jego wsporniki mogą ostatecznie ulec awarii z powodu dodatkowych obciążeń lub nagromadzenie materiału może powodować inne problemy, takie jak palność lub korozja.

Innym efektem ubocznym gromadzenia się pyłu wewnątrz kanału jest zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego kanału. Ponieważ projektowa objętość powietrza próbuje teraz przedostać się przez mniejszy przekrój, utrzymanie przepływu projektowego spowodowałoby zwiększenia prędkości powietrza w tym odcinku kanału. Jeżeli wentylator ma wydajność statyczną pozwalającą na przezwyciężenie dodatkowego zużycia energii związanego z wyższą prędkością, odcinek kanału może podlegać zwiększonemu ścieraniu w wyniku wyższych prędkości. Bardziej typowo, wentylator nie będzie miał wystarczającej wydajności statycznej, a w konsekwencji całkowita objętość powietrza spadnie, powodując obniżenie wydajności wychwytywania w okapie i ogólne obniżenie wydajności systemu.

Aby zapobiec opadaniu pyłu w kanale, ważne jest utrzymywanie wystarczających prędkości, ale nadmierne prędkości w kanale powodują negatywne skutki. Szorstkie pyły ścierają materiał kanału, powodując ostatecznie konieczność wymiany, a nadmierne prędkości mogą przyspieszyć to zużycie. Co więcej, do przemieszczania powietrza z wyższą prędkością potrzeba znacznie więcej energii. Zakup wentylatora o większej wydajności statycznej zwiększy koszt kapitału początkowego i zwiększy koszty energii każdego dnia pracy wentylatora. Dlatego podczas projektowania systemu niezwykle ważne jest utrzymywanie projektowej ilości powietrza w ruchu z dokładnie prawidłową prędkością transportową.

Zalety prawidłowego kontrolowania prędkości transportowej

Istnieje kilka metod kontrolowania prędkości transportowych — pierwsza z nich to prawidłowy projekt wstępny kanałów. Proces doboru kanałów powinien zapewnić prawidłową prędkość transportową w oparciu o projektową objętość powietrza.

Jedno z wyzwań w praktycznych zastosowaniach polega na tym, że systemy mogą nie działać przez cały czas z idealną projektową objętością powietrza. Objętość powietrza w systemie może być dość dynamiczna. Na przykład czyste media filtracyjne w końcu zaczną się ładować pyłem. Zwiększony opór na zanieczyszczonych filtrach może następnie zmniejszyć ilość powietrza dostarczanego przez wentylator, co powoduje mniejszą objętość przepływającego powietrza przez system kanałów i okapów. To zmniejszenie objętości powietrza jest często korygowane poprzez otwarcie przepustnicy wylotowej wentylatora, aby skompensować opór powstający w miarę gromadzenia się zbrylonego pyłu na filtrach. Jednak używanie przepustnicy jest skuteczne tylko wtedy, gdy pracownicy monitorują sytuację. Częstą wadą tego podejścia jest zapominanie o zamknięciu przepustnicy w celu powrotu do przepływu projektowego podczas montażu nowych filtrów, które nie dają już oporów powodowanych przez nagromadzony pył. Często po zamontowaniu nowych filtrów przepustnica pozostaje w położeniu całkowicie otwartym, a system pracuje ze zwiększoną ilością powietrza. Ten błąd może prowadzić do nadmiernej objętości powietrza w okapach, co może powodować problemy, takie jak niepożądane porywanie produktu. Może to również zwiększać szybkość ścierania w systemie kanałów, a także znacznie zmniejszać efektywną żywotność filtrów, co wymaga częstszej wymiany i serwisowania.

Bardziej niezawodnym sposobem na utrzymanie projektowej ilości powietrza w systemie jest użycie sterownika przepływu powietrza (rysunek 2). Urządzenie to monitoruje ciśnienie statyczne w układzie odpylania tuż przed kolektorem i stale wysyła informacje zwrotne do napędu o zmiennej częstotliwości w wentylatorze w celu dostosowywania prędkości wentylatora. Dostosowywanie prędkości wentylatora może następnie powodować utrzymywanie stałej objętości powietrza przepływającego przez system kanałów, a ponieważ objętość powietrza i prędkość w kanałach są proporcjonalne, prędkość transportowa w kanałach pozostaje stabilna, a system działa stabilnie w warunkach projektowych, zapewniając skuteczne zbieranie pyłu.

Możliwe oszczędności kosztów

Zrozumienie prędkości transportowych w systemie kanałów odpylających ma zasadnicze znaczenie. Nadmiernie niska lub nadmiernie wysoka prędkość transportowa może powodować niepożądane konsekwencje od opadania pyłu w kanale do nadmiernego ścierania kanału, a optymalizacja objętości powietrza w systemie w celu zapewnienia pożądanej prędkości przenoszenia powoduje korzyści ekonomiczne. Możesz ograniczyć koszty kapitałowe wentylatora systemu, a także zmniejszyć codzienne koszty operacyjne tego wentylatora, pracując z odpowiednią i zoptymalizowaną prędkością transportową. Można uzyskać dodatkowe oszczędności, ponieważ zmniejszysz również problemy związane ze ścieraniem kanałów i/lub niepożądanym osadzaniem pyłu w kanałach.

1 Wentylacja przemysłowa: Podręcznik zalecanych praktyk projektowania (wydanie 28) (2013). Amer Conf of Governmental.