книги / Оптимизация систем обеспыливания воздуха в промышленных зданиях
..pdf
|
Рис. 9I . |
Зависимость |
приведенных затрат на |
МСОТ |
|||||
|
от теплопроизводительности: |
/ - / ' - радиаторная; |
|||||||
|
|
2 -2 |
- |
панельная; J - J ' - |
отопительные агрегаты |
||||
|
|
|
( ----- |
-И р к утск ;---------Пермь) |
|
|
|||
^ ^ • К Г ^ руб./кД д , |
|
=3136 ч/год, |
=0,2* 10~3 р у б ./к г, а ЦскА= |
||||||
= 0 »42, |
//£ |
= 3 6 |
руб ./кВ т, |
«=4160 ч/год, |
=0,9 |
коп./кВт, |
|||
^5/7=22,8, |
(Joпт - |
7 м /с, иQPJ =5 м /с, |
= 3 ,2 , |
О^д |
~ 2819, |
||||
А&я = |
0,15 чел .-ч . |
Псм = 2, |
Ц^п |
=. 1600 р уб ./год , |
а*д=2596 и |
||||
/^= 30, |
принимает вид |
|
|
|
|
||||
|
|
= йп1(0,0Щ т* О,0Щ х + 5t58W + 0,72) * |
|
||||||
|
|
* |
|
|
|
L«ar+O,0UZn%5ton)+ |
( I9?) |
*пкв(8,5ЧпмагСмог*Ш2,8) * П6р (&№оп* 80, о
Приведем фрагменты примера оптимального синтеза центральной СКВ. Одна из технолога# ПКВ: в теплое время года наружный воздух
261
( |
tH = 3U, |
dH = 10, JH =56) |
смешивается в CKI с |
рециркуляцион |
||||||||||||||||
ным воздухом |
( р |
= 0 ,7 , tp |
= 20, dp = 7 ,8 , |
= 3 8 ,5 ),смесь |
|
|
||||||||||||||
= 23, |
dc |
= 8,2, |
= 44) |
политрспно охлаэдается и |
осушается в |
КО |
||||||||||||||
до |
|
параметров |
и ( |
60 = 8, |
d0 |
= 6, J0 = 2 3 ), нагревается |
в |
СП2 |
||||||||||||
до |
|
параметров |
n if |
( Ьщ- 19, dni - 6, |
= 3 4 ), |
в |
ПВ до |
пара |
||||||||||||
метров |
П1 ( tni = 20, dn1 = 6, |
J ni = 35) |
и подается |
в помещение; |
||||||||||||||||
в |
холодный период года |
наружный воздух ( |
{ н = -30, |
dH = 0 ,1 ,^ |
= |
|||||||||||||||
= -31) |
нагревается в СП1 до |
параметров К |
( i K |
= 40, dK =0,1, |
= |
|||||||||||||||
= 4 0 ,5 ), |
смешивается в |
CKI с |
рециркуляционными |
воздухом (р |
=и,5, |
|||||||||||||||
tp - 20, dp - 7,8, |
Jp = 3 8 ,5 ), |
смесь ( |
— 31, dp =4, JQ =40) |
|
||||||||||||||||
изоэнт8ЛЫ1ийно увлажняется в |
КО до параметров |
о |
( |
t0 =15,00=10, |
||||||||||||||||
J0 |
= 40), |
нагревается |
в СП2 до |
параметров П1 |
( tni =30, dpf=lО, |
|||||||||||||||
Jni |
= 56) |
и подается в |
помещение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Удельные расходы тепловой энергии в |
теплый |
период года |
^ |
= |
||||||||||||||
= |
1,024 |
|
|
|
= 1,024 (19-8) |
= 11,3 кДд/кг; |
в |
холодный |
пери |
|||||||||||
од |
года |
в |
CHI |
|
= Ь 024 |
(1 -/5 |
) |
( = |
I»U24x( 1-0,5)* |
|
||||||||||
•(40+30) |
= 35,8 кЛд/кг; |
ъ холодный п е^ од |
года |
в |
CI12 с},т2 =1,024» |
|||||||||||||||
•( tn i’ t0 |
) |
1,024(30-15) |
= 15,4 кДд/кг. Удельный расход холода |
|||||||||||||||||
в |
теплое |
время Цх |
= Jc - |
JQ |
= 44-23 = 21 кДж/кг. Удельный рас |
|||||||||||||||
ход воды в |
холодный период года W - ДГ3 |
(do -dc) |
|
= I0“3(I0-4)= |
||||||||||||||||
= 6*10~3 кг/кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
На рис. 92 приведены результаты оптимизации СКВ при различ |
||||||||||||||||||
ном числе кондиционеров |
Пкд |
|
й |
магистральных воздухопроводов |
|
nMQr в системе и |
при длине и числе спусков к воздухораспредели |
||
телям |
Соп = I м и |
П£р = 10_шт. ( q.7j + q,T2 = 3 2,8 |
кдж/кг, |
= 0, |
q.x = 17,5 кЛж/кг и W =4x11Г 3 к г /к г ). |
|
|
|
При малой воздухопроизводательности центральной |
СКВ (до |
5000 кг/ч) удельные приведенные затраты в значительной мере зави сят от числа кондиционеров и конструктивных решений системы. При Gtf > 50000 кг/ч число кондиционеров и устройство системы на при веденные затраты на СКВ практически не влияют. Аналогичная зависи мость наблюдается при различных значениях удельных расходов теп лоты, холода и воды.
Пример оптимального синтеза комплекса центральной СКВ.работающей без внешних источников холода в изоэнтальпийном режиме и МСОХ (автономные кондиционеры) рассмотрен в работе /4 8 /. Сов местное использование центральных ПСОВ (СКВ), работающих в изо-
энтвдьпийном режиме, и автономных кондиционеров экономически це лесообразно для систем о холодопроизводательностью до 900 тыс.кДж/ч.
Праменеше излучающих пвнелей для оптимизации комбинированной
Рис.92. Зависимость приведенных затрат на центральные СКВ от их воздухопроизводительнссти: 7 - а, пмог
ПСОВ и МСОТ предложено в работе / 2 / . По результатам технико-эконо мического анализа, минимум приведенных затрат достигается при мощ ности МСОТ а <2' , не превышещей 50 общей тепловой нагрузки по мещения A Q • Применение ОВ эконом»чески оправдано.
5 .5 .3 . Результаты |
оптимизации КИС |
СКЫ |
|
|
|||||
|
|
промышленных зданий |
|
|
|
||||
Hex по производству сухой штукатурки. Исходные |
данные |
для оп |
|||||||
тимизации: в теплое |
время года |
Ьц |
- ^6,3 |
;С, |
- н :,ЗЬ |
г/к г, |
|||
JH = 53,2 кДж/кг; |
в холодный |
пегмод года |
tH - -3b |
°С, d^ |
С,ЗВ, |
||||
Зн = -3 3 ,9 ; тепло- |
и влаитиябытки в теплый период |
составляют |
со |
||||||
ответственно л(2 = i,2 .^js/ч и |
AW |
=140 |
к г/ч; в холодное время |
||||||
теплонедостатки |
-ч;,13 MJfc/в , влагоизбытки |
=8С к г/ч; |
|||||||
аспирационные установки, |
оборудованные СИР, |
удаляют воздуха АО |
|||||||
- -I8UOO к г/ч , теплоты A QM = -u f 45 |
УЛ*/ч |
(лето) и j£ }^ = -i,f34 |
'Z;d'\ |
||||||
(зима), ъпэтпл1\м |
- Ж |
кг/ч |
(лето) |
|
-141; кг/ч (зима); |
р эс- |
ляии типа ЗЭПш; подача воздуха через решетки ? . Оптимизировали также число кондиционеров (камер) от I до 4 и число магистраль ных воздухопроводов в установке от I до 3. В качестве конкурирую щих вариантов ВСОВ рассматривали дефлекторы, осевые и центробеж
ные крышные вентиляторы. Альтернативными решениями МОСТ принима |
|
ли систему |
воздушного (агрегатами) и водяного отопления (с сек- |
ционными и |
панельными радиаторами и с ребристыми трубами). 3 ка |
честве местных охладительных устройств рассматривали охладитель ные агрегаты и автономные кондиционеры.
Оптимальное проектирование ПКБ и вариантов структур, а так же функционально-стоимостный анализ КИС показали, что оптимальные значения критерия оптимизации - приведенных затрат для различных вариантов комплекса - отличаются в 2 ,4 -3 ,2 раза.
Оптимальный вариант КИС цеха: в теплый период года приток и удаление воздуха осуществляется естественным путем; в холодное время предусматривается одна ПСОВ производительностью 3640 м/ч, с подачей вездуха через 30 решеток, вмонтированных в два магист
ральных воздухопровода; оптимальной оказалась система |
отопления |
|||||||||||
с ребристыми трубами; теплопрсизводительнссть МССТ составила |
|
|||||||||||
I373I52 кДж/ч; |
расход |
теплоты на вентиляцию равен 233978 кД»/ч; |
||||||||||
расход |
электроэнергаи |
составил |
16,9 |
кВт. Критерий оптимальности |
||||||||
/ W |
= 361350 |
РУ б ./г о д . |
|
|
|
|
|
Ьн |
|
|||
Сботючный цех. Исходные данные: в теплое время года |
= |
|||||||||||
= 26,3 |
°С, |
С/н |
= 10,38 г/к г, JH = 53,2 кДя/кг, AGL =320и0Ь кДж/ч* |
|||||||||
AW = 4LLUL |
г / ч |
, |
A GM |
= -4648b |
к г/ч %A QM = -2234С|0С к # * / ч , |
= |
||||||
= -464800 г /ч , |
i Yi = |
tp = |
28 |
°C, d# = dp = Ц ,0 г /к г , |
Jvj = Jp = |
|||||||
= 56*5 кДж/кг; в холодный |
период |
tn = -35 °С, dn = 0*77 г/кг* |
||||||||||
JH = -33*9 |
кДж/кг; A Q = -КСОиО |
к Д : : : / ч = 300G0 г /ч %A GM = |
||||||||||
= -19122*25 |
кг/ч* |
A QM = -2619517,7 |
кДж/ч, A WM = -261767,54 |
г /ч , |
||||||||
l w = |
tp = 23*0 |
°С* |
= dp = 6,4 |
г/кг* JyY = Jp =39,74 |
кДд/ч. |
|||||||
Минимально допустимые |
значения |
G™in = IC0U0 к г/ч , |
|
|
||||||||
= 17000 к г/ч . Требования к |
параметрам приточного воздуха: |
1 5 * ^ |
||||||||||
4 30 |
°С; 5 <dm* 15 |
г /к г . Коэффициент рециркуляции р |
= и *- и*9. |
|||||||||
Оптимальными и ревноэкономичными из 126 альтернативных |
струк |
тур и конструктивных решений КИС оказались варианты:
I) два центральных кондиционера K1TI - 31,5, круглогодично по
двум магистралям и через |
12 воздухораспределителей типа ВДУМ (Sty = |
||||||
= 500 мм* Sty = 0,2 м ), |
подающие |
по 25932*95 |
м3/ч |
воздуха. В теп |
|||
лый период |
года tM = 27*3°С* |
0/7/ |
= |
10,38 г/к г , в |
холодный период |
||
= 20°С, |
dm = 8,25 г /к г . |
Расход |
тепловой |
энергии в СП1 |
|||
|
|
|
|
|
265 |
|
|
3935499.7 кда/ч; в CIK 1109224,3 кДк/ч. Расход испаряющейся воды в КО 442,3 к г/ч . В холодный период дополнительно работают три ото
пительных агрегата А02-10-01-УЗ теплопроизводительностыо 422,1 тыс. кДх/ч каждый. В теплое время дополнительно 253206,2 кг/ч воздуха поступает в цех через аэрационные отверстия. Удаление воздуха из цеха осуществляется четырьмя осевыми крышными вентиляторами типа КЦЗ - 90 6 ,3 . В теплый период года дополнительно 22848,45 кг/ч воздуха удаляется через аэрационные отверстия. Капитальные и эксплу
атационные |
затраты |
по варианту |
составляют соответственно 56366,25 руб. |
|||
и 22171,2 |
р уб./год . Приведенные |
затраты равны 282000 р уб ./год ; |
|
|||
2) три центральных кондиционера типа КТП2-20, по трем матастра- |
||||||
лям через |
12 воздухораспределителей та па ВДУМ |
( S$p = 500 мм, $6р = |
||||
= 0,2 м) подающие в помещение по 22418,7 м3/ч |
воздуха. В теплый |
|||||
период наружный воздух нагревается в ИВ и с температурой 27,3 |
°С |
|||||
и влагосодержанием |
10,38 г/к г подается в помещение. В холодный |
пери |
||||
од СКВ работает с рециркуляцией внутреннего воздуха после CIII. Ко |
||||||
эффициент рециркуляции 0 ,2 . Расход теплоты в СП1 составляет |
|
|||||
2721.7 |
тыс.кДж/ч, |
а в СП2 - 925,2 тыс.кДж/ч. Температура приточного |
||||
воздуха |
30°С, влагосодержание 8,54 г /к г . В теплое время работают |
|||||
дополнительно четыре автономных кондиционера типа KTAI-0IA, в хо |
||||||
лодный |
пгриод - три |
отопительных агрегата А02-Ю-01-УЗ. BC0B преду |
||||
сматривается из 4 -х |
крыглшх вентиляторов типа КЦЗ-90Т J* 5 . Капиталь |
|||||
ные затраты составляют 67601,09 рублей, экспдуатацеонные расходы - |
||||||
20289,87 руб./год, |
приведенные затраты на КИС |
- 282650 р уб ./год . |
Обтабное отделение литейного цеха. Не приводя исходных донных, приведем два равноэкономичных оптимальных варианта технолошй ПКВ из рассмотренных структур КИС и конструктивных решений отдельных
подсистем и установок: |
|
|
|
|
||
I) |
в холодный период года четыре приточных установки подают |
|||||
330 тыс.кг/ч воздуха, |
полученного в результате смешения 33000 кг/ч |
|||||
наружного и 297000 кг/ч рециркуляционного воздуха. 11ри |
этом р |
= |
||||
= 0 ,9 , |
t n<f = 15,5 °С, |
0/7/ |
= 7 ,4 2 г /к г . Дефлекторами |
из |
отделения |
|
BC0B удаляется 15000 |
кг/ч |
воздуха. Аспирационными сис темам!, обору |
||||
дованными СГ0, через местные отсосы удаляется 18000 |
кг/ч воздуха. |
|||||
Четыре |
отопи тельно-рециркуляционных агрегата типа 4 |
АПВ-200-140 |
по |
дают в помещение 2,221 МДж/ч теплоты. В теплый период года дополни тельно к приточным установкам естественным путем поступает
174603 кг/ч |
наружного воздуха. Общая установочная мощность электро |
двигателей в |
ПСОВ и МСОТ составляет 136,5 кВт, критерий оптимальнос |
ти (годовые |
приведенные затраты - 276850 р у б ./го д ); |
|
266 |
2) в холодный период года две приточные камеры подают
44882 кг/ч нагретого до 34 °С наружного воздуха (прямоточная
ПСОВ). ВСОВ через |
четыре |
дефлектора Л 4,5 |
удаляет 26882 кг/ч воз |
||
духа |
из помещения, |
й сх о д |
тепловой энергаи |
в ПСОВ составляет |
|
3,13 |
ЭДДд/ч. Установочная мощность электродвигателей - 17,9 |
кВт. |
|||
В теплый период года недостающее до 474603 |
кг/ч количество |
возду |
ха поступает через аэрационные отверстия, а 454327,6 кг/ч внутренне го воздуха удаляется механической ВСОВ, состоящей из 12 крышных вентиляторов типе КЦ 4-84-В Л 12. Годовые приведенные затраты сос тавляют 273658 р у б ./год .
Цех по переработке титановой губки в товарную п р о д у к ц и ю . Все пылящее оборудование и узлы в цехе снабжены СЭО, аспирацион ные установки демонтированы, расход аспирационного воздуха равен
нулю. В цехе предусматривается ЦСПС производительностью 2400 м3/ч и устройство воздушно-телевых завес у ворот. Параметры наружного
воздуха |
в теплый период: tH |
= 26,3 |
°С, |
с!и |
= 10,38 г/к г, JH = |
|
= 53,2 |
кДд/кг, |
в холодное время tH= -35 |
°С, |
о/р = 0,77 0 г/к г, |
||
Зи = -33,9 кДк/кг. Результаты расчета |
тепло- и влажностного ре |
|||||
жима помещения: тепло- и влагоизбытки в |
теплый период года состав |
|||||
ляют соответственно A Q = 4086129,6 |
кДя/ч и A W = 3158,8 г /ч ; в |
|||||
холодное время |
теплонедостатки |
A Q = -509392,8 кДж/ч, а влаговы- |
||||
деления A W = |
1728 г /ч . В помщении |
цеха |
необходимо поддерживать |
|||
низкую |
относительную влажность |
|
= 40«-45 %. Температура возду |
ха в помещении летом может достигать. 28 °С, а зимой не опускается
ниже 20 |
°С. |
|
|
|
|
|
|
|
Оптимальным из 34 конкурирующих вариантов КИС оказался комп |
||||||||
лекс из |
двух приточных камер ПСОВ производительностью 201884 м3/ч |
|||||||
( Nycr |
= 20 |
кВт), 12 автономных кондиционеров та па KTAI-I0-0IA |
и |
|||||
10 местных |
оорбционных (силикагелевых) осушителей, включающих в |
|||||||
себя 20 вентиляторов типа Ц 4-70 Л 2,5 и 20 электрокалориферов |
|
|||||||
типа СФ0-Ю/1Т-И2. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
БИБЯИ0ГРАФ1ЯЕСКИЙ СПИСОК |
|
|||
1. |
Адлер Ю.П., |
Маркова Е .В ., Грановский |
Ю.В. Планирование |
экс |
||||
перимента при поиске |
оптимальных условий. М.: |
Наука, 1971. 283 |
с . |
|||||
2 . |
Алексеева и.к)., |
Изресецкий А .А ., Соловьев |
А.к). Комбиниро |
|||||
ванные системы лучистого |
отопления и |
вентиляции / / |
Водоснабжение |
|||||
и санитарная техника. 1987. Л 10. С. |
10-12. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
267 |
|
|
|
ных пылесосных установок / / Известия вузов. Строительство и архи тектура. 1976. 2. С. 82-88.
18. Грачев Ю.Г. Показатели, критерии и методы расчета надеж ности обеспыливания воздушной среды производственных помещений / / Физико-математические методы в исследовании свойств строительных материалов и в их производстве / МИСИ, БТИСМ. М.# 1982. С .64-67.
19.Гримитлин М.И. Распределение воздуха в помещениях. М.: Стройиздат, 1982. 164 с.
20.Гримитлин М.И., Грачев Ю.Г., Знаменский С.Н. Организации
воздухообмена |
в |
цехах |
с пылевыделениями / / |
Новое |
к проектировании |
и эксплуатации |
систем |
промышленной вентиляции / |
ЛДНТП. Л., 1982. |
||
С. 68-71. |
|
|
|
|
|
21. Донат Е.В. Пневматическая уборка пыли в цехах промышлен |
|||||
ных предприятий, |
i.i.: |
Профиздат, 1956. 172 |
с . |
|
22.Зймон А.Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, 1976.
432 с .
23. Знаменский С.Н., Грачев Ю.Г. Теоретические основы экспе риментальных исследований процессов воздухорасгфедедения в поме щениях с пылевыделенияля / / 14сследование в области обеспыливания воздуха / Перм.политехн.ин-т. Пермь, 1984. С. 42-48.
24.Инструкция по определению экономической эффективности но вого оборудования для кондиционирования воздуха и вентиляции.
М.: ШШТЭстрсймаш, 1978. 24 с .
25.Инструкция по определению экономической эффективности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха при про ектных и экспертно-наладочных работах. Шфр 8-180. М.: ГШ Прсектпромвентиляция, 1986. 78 с .
26. Калинушкин М.П. Пылесосные установки. И.: Стройиздат,
1964. 298 с .
27. Калинушкин М.П., Грачев Ю.Г. Вакуумная пылеуборка на предприятиях легкой промышленности. М.: Лепсопромбытиздат, 1987.
72 с . |
|
|
28. Кзлшков А .В ., ВДрбинекий Л.О. Борьба |
с |
пылью и шумо:.* |
на обогатительных фабриках. М.: Недра, 1984. |
222 |
с . |
29. Карманов В .Г. Математическое программирование. М.: Ма- |
Ука, 1986. 288 с .
30. Карпис Е.Е. Энергосбережение в системах кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1986. 268 с .
31. Киселев Н.Д* Очистка воздуха от высоко дисперсной пыли методом искусственной ионизации. М.: Машиностроение, 1966. 72 с .
269
|
|
32. Клименко А.П. Метода и приборы для измерения концентрации |
|||||||
пыли• М.: Химия, 1978. 208 о . |
|
|
|
|
|
||||
|
|
33. Козьяков В.С. Исследование и разработка способа пылеподав |
|||||||
ления и снижения шума с |
помощью пены при дроблении пород: Автореф. |
||||||||
две. |
. . . кавд.техн.наук. Л.» 1983. 20 с . |
|
|
|
|
||||
|
|
34. Кондиционирование воздуха и холодоенвбжение: Учебник для |
|||||||
вузов / В.Н. Богословский, О.Я. Кокорин, Л.В.Петров; Под ред. |
|||||||||
В.Н. Богословского. М.: Стройиздат, 1985. 367 с . |
|
|
|||||||
|
|
35. Конический пеногенератор газоструйного типа / |
С.Г.Гана- |
||||||
польский, Ю.Г. Грачев, В.К. 'ГНхомиров, |
О.Г. Шкуратов |
/ |
Инф.листок |
||||||
о научно-техническом достижении. Киров: |
МТЦ ПТИ и П, |
1987. 4 с . |
|||||||
|
36. Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность промышленной пыли. |
||||||||
М.: |
Химия, 1986. 216 с . |
|
|
|
|
|
|
||
|
37. Коузав |
П.А., Мальгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка |
от пыли |
||||||
газов и воздуха в химической промышленности. Л.: |
Химия, |
1982. |
|||||||
256 |
с . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38. Коузов |
П.А., Скрябина Л.Я. Метода определения физико-хими |
|||||||
ческих свойств |
промышленных пылей. Л.: |
Химия, 1983. 143 |
с . |
||||||
|
39. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышлен |
||||||||
ных пылей и измельченных материалов. М.: Химия, |
1983. |
143 с . |
|||||||
|
40. Креслинь Л.Я. Оптимизация энергопотребления системами кон |
||||||||
диционирования воздуха / |
РПИ. Рига, 1982. 154 с . |
|
|
|
|||||
|
41. Куркин В.П. №ханика пылеулавлнивания. М.: Госкомитет |
||||||||
(Ш нефтехим), |
1981. 86 с . |
|
|
|
|
|
|||
|
42. Курсовое и дипломное проектирование |
по вентиляции граж |
|||||||
данских и промышленных зданий: Учеб.пособие |
для вузов |
/ |
В.Пла |
||||||
тов, |
|
Э.В.Сазонов,Ю.С.Краснав,В.И.Новажилов. М«, Стройиздат, 1985. |
|||||||
208 |
с . |
|
|
|
|
|
|
|
43. Лившиц М.Н., Садовский Ф.Т. Электронно-ионная очистка воздуха от пыли в промышленности строительных материалов, м .: Стройиздат, 1968. 176 с .
44.Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Борьба с пылью на калий ных рудниках. М«: Недра, 1977. 192 с .
45.Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозо лей. М.: Науке. 1980. 176 с .
46.Методические рекомендации по определению эконом)ческого эффекта от внедрения систем обеспыливания воздуха в калийной про мышленности / И.Я. Вайсман, Ю.Г. Грачев. М.: ВДНХ СССР. 1987. 22 с .
47.Молчанов Б .С ., Четков В.А. Проектирование промышленной вентиляции. Л.: Стройиздат, 1964. 280 с .