THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHỬ NHIỆT VÀ MÙI
10.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHỬ NHIỆT VÀ MÙI
- Để đảm bảo Chụp hút làm việc có hiệu quả, khi thiết kế cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Chụp hút cần bố trí trên đường phân bố của luồng để có thể sử dụnh năng lượng của luồng. Ngoài ra để tăng cường hiệu quả hút, cần nghiên cứu quy luật phân bố của luồng và tác dụng tương hỗ của chúng đối với dòng không khí gần miệng hút.
- Vì hiệu quả hút chỉ đạt được ở khoảng cách không lớn so với chụp, chụp hút cần đặt càng gần nguồn toả càng tốt.
- Không khí thải không đi qua vùng hô hấp của công nhân, chụp hút không cản trở thao tác của công nhân.
- Chụp hút có cấu tạo đơn giản với sức cản thuỷ lực bé ( tiết kiệm năng lượng).
- Khi đưa không khí thổi vào gần miệng hút, cần loại trừ khả năng các yếu tố có hại có thể lan toả khắp phòng.
10.3.1. Tính toán chụp hút trong trường hợp luồng khí không xác định hướng - Vận tốc theo trục vo (m/s) của chụp phụ thuộc vào góc mở trung tâm của chụp. Nếu góc mở càng lớn thì vận tốc tại trục càng lớn khi so sánh với vận tốc trung bình.
- Đường biên góc mở của chụp tạo thành vùng chịu ảnh hưởng bởi sức hút cơ khí của chụp. Đối với chụp có dạng hình chử nhật (cạnh a > b) thì:
2
2 tb
xy
y b 0,5a H a
V H V
(m/s)
- Lưư lượng không khí được chụp hút ra có thể xác định theo công thức:
L = 3600. Vtb.F (m3/h) Trong đó:
L : lưu lượng thể tích không khí hút ra, m3/h.
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 78 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
Vtb: vận tốc trung bình của không khí trong tiết diện vào của chụp (m/s).
Khi nguồn toả ra khí không độc hại (nhiệt thừa, ẩm…) có thể tiếp nhậnVtb=(0,15 – 0,25)m/s, còn để hút khí độc hại có thể tiếp nhận Vtb > 1m/s.
F: diện tích tiết diện vào của chụp, m2.
- Mổi máy luyện cao su khi hoạt động thực chất là một nguồn toả nhiệt và mùi hôi đặc trưng của cao su, gây khó chịu cho người vận hành máy và ảnh hưởng đến sức khoẻ của họ. Việc xử lý mùi bằng biện pháp thông gió hút thải cục bộ làm cho không khí có mùi được hút ra ngoài rồi pha loãng và khuếch tán với khí quyển là phương pháp tối ưu nhất. vì so với các phương pháp khác thì:
+ Phương pháp hút mùi có thiết kế và chế tạo đơn giản.
+ ít tốn kém vì không sử dụng hoá chất để xử lí.
+ Mùi cao su là mùi hỗn hợp, không thể nguỵ trang bằng một mùi khác.
+ Vận hành đơn giản.
+ Được ứng dụng rất phổ biến.
- Với máy luyện cao su có kích thước nguồn toả mùi, toả nhiệt: A x B = 1 x 2 (m). Ta có:
+ Kích thước chụp hút: a x b = 1 x 2 m.
+ Chiếu cao từ nguồn thải đến chụp hút: y1 = 0,5 m.
+ Chiều cao chụp hút: h = 0,5m.
+ Góc mở của chụp = 132o.
+ Vận tốc trung bình của không khí trong tiết diện vào chụp: Vtb = 0,25 m/s.
+ Lưu lượng hút:
L = 3600.Vtb.F = 36000,2512 = 1800 m3/h = 0,5 m3/s
10.3.2. Tính toán tổn thất cột áp của khí thải trên dường ống dẫn đến quạt hút * Đoạn 1 – 2: có lưu lượng L =18000 m3/h, l = 9,7 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 10,1 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D (mm), tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 79 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
L = 18000 m3/h; D = 250 mm; R = 4,17 pa/m; v =10,1 m/s; Pđ = 63,6 pa;
R.l = 40,45 pa.
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 1- 2, ξ:
+ Trở lực chụp hút: ξ = 0,5.
+ Ống bịt lưới: ξ = 1.
+ Van điều chỉnh: ξ = 0,05.
+ Cút 900 có R = 2D: ξ = 0,2.
+ Chạc ba 45o nhánh thẳng: ξ = 0,29.
Tổng hệ số tổn thất: ξ= 2,04.
- Tổn thất áp suất:
P1-2 = R×l + ΔPđ ×ξ = 4,17× 9,7 + 63,6 × 2,04 = 170,2 (pa) * Đoạn 2 – 3: có lưu lượng L = 36000 m3/h, l = 5,2 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 14 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D mm, tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
L = 36000 m3/h; D = 300 mm; R = 7,03 pa/m; v =14 m/s; Pđ = 123,3 pa;
R.l = 36,56 pa.
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 2- 3, ξ:
+ Cút 70o có R = 2D: ξ = 0,14.
+ Chạc ba ống quần: ξ = 0,1 Tổng hệ số tổn thất: ξ= 0,24.
- Tổn thất áp suất:
P2-3 = R×l + ΔPđ ×ξ = 7,03 × 5,2 + 123,3 × 0,24 = 66,152 (pa) * Đoạn 3 – 4: có lưu lượng L = 72000 m3/h, l = 0,7 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 15,8 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D mm, tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
L = 72000 m3/h; D = 400 mm; R = 16,2 pa/m; v =18,4 m/s; Pđ = 156,6 pa;
R.l = 11,34 pa.
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 80 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 4 - 5, ξ:
+ Côn mở rộng trước quạt, α = 10o: ξ = 0,05.
Tổng hệ số tổn thất: ξ= 0,05.
- Tổn thất áp suất:
P3-4 = R×l + ΔPđ ×ξ = 16,2 × 0,7 + 156,6 × 0,05 = 19,17 (pa) * Đoạn 5 – 2: có lưu lượng L = 18000 m3/h, l = 2 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 10,1 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D (mm), tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
L = 18756 m3/h; D = 630 mm; R = 4,71 pa/m; v =10,1 m/s; Pđ = 63,6 pa;
R.l = 9,42 pa.
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 5 - 2, ξ:
+ Trở lực chụp hút: ξ = 0,5.
+ Ống bịt lưới: ξ = 1.
+ Van điều chỉnh: ξ = 0,05.
+ Chạc ba 45o nhánh rẽ: ξ = 0,44.
Tổng hệ số tổn thất: ξ= 1,99.
- Tổn thất áp suất:
P5-2 = R×l + ΔPđ ×ξ = 4,71 × 2 + 63,6 × 1,99 = 135,8 (pa) * Đoạn 6 – 8: có lưu lượng L = 18000 m3/h, l = 2 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 10,1 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D (mm), tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
L = 18756 m3/h; D = 630 mm; R = 4,71 pa/m; v =10,1 m/s; Pđ = 63,6 pa;
R.l = 9,42 pa.
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 6 - 8, ξ:
+ Trở lực chụp hút: ξ = 0,5.
+ Ống bịt lưới: ξ = 1.
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 81 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
+ Van điều chỉnh: ξ = 0,05.
+ Chạc ba 45o nhánh rẽ: ξ = 0,44.
Tổng hệ số tổn thất: ξ= 1,99.
- Tổn thất áp suất:
P6-8 = R×l + ΔPđ ×ξ = 4,71 × 2 + 63,6 × 1,99 = 135,8 (pa) * Đoạn 7 – 8: có lưu lượng L = 18000 m3/h, l = 9,7 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 10,1 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D (mm), tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
L = 18000 m3/h; D = 250 mm; R = 4,17 pa/m; v =10,1 m/s; Pđ = 63,6 pa;
R.l = 40,45 pa.
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 1- 2, ξ:
+ Trở lực chụp hút: ξ = 0,5.
+ Ống bịt lưới: ξ = 1.
+ Van điều chỉnh: ξ = 0,05.
+ Cút 900 có R = 2D: ξ = 0,2.
+ Chạc ba 45o nhánh thẳng: ξ = 0,29.
Tổng hệ số tổn thất: ξ= 2,04.
- Tổn thất áp suất:
P7-8 = R×l + ΔPđ ×ξ = 4,17× 9,7 + 63,6 × 2,04 = 170,2 (pa) * Đoạn 8 – 3: có lưu lượng L = 36000 m3/h, l = 6,5 m.
- Chọn vận tốc không khí là v = 14 m/s. Theo phụ lục 9 – Thông gió và xử lý khí thải. Ta tìm được đường kính ống dẫn D mm, tổn thất áp suất đơn vị R (pa/m), áp suất động Pđ (pa). Như sau:
L = 36000 m3/h; D = 300 mm; R = 7,03 pa/m; v =14 m/s; Pđ = 123,3 pa;
R.l = 45,7 pa.
- Tìm tổng trở cục bộ trên đoạn 8 - 3, ξ:
+ Cút 70o có R = 2D: ξ = 0,14.
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 82 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê
+ Chạc ba ống quần: ξ = 0,1 Tổng hệ số tổn thất: ξ= 0,24.
- Tổn thất áp suất:
P8-3 = R×l + ΔPđ ×ξ = 7,03 × 6,5 + 123,3 × 0,24 = 75,3 (pa) Bảng 8.3. Tính toán tổn thất của hệ thống xử lý
TT Đoạn
Lưu lượng hút
D (mm)
l (m)
v (m/s)
R (pa/m)
ΔPđ
(pa)
PΣ (pa) L
(m3/h)
L (m3/s)
1 1 - 2 18000 0,5 250 9,7 10,1 4,71 63,6 170,2
2 2 - 3 36000 1 300 5,2 14 7,03 123,3 66,152
3 3 - 4 72000 2 400 0,7 15,8 16,2 156,6 19,17 4 5 - 2 18000 0,5 250 2 10,1 4,71 63,6 135,8 5 6 - 8 18000 0,5 250 2 10,1 4,71 63,6 135,8 6 7 - 8 18000 0,5 250 9,7 10,1 4,71 63,6 170,2 7 8 - 3 36000 1 300 6,5 15,8 16,2 123,3 75,3 10.3.3. Tính toán quạt hút và động cơ kéo quạt
Chiều dài đường ống chính từ chụp hút đến quạt hút là 17 m.
a. Áp lực của quạt:
- Tổng tổn thất áp lực toàn hệ thống dẫn chính, gồm: tổn thất trên các đoạn ống 7 – 8, 8 – 3, 3 – 4.
PΣ = ΔPỐng-Quạt = ΔP7-8 + ΔP8-3 + ΔP3-4
= 170,2 + 75,3 + 19,7 = 265,2 (pa) b. Công suất của máy quạt
- Với lưu lượng hút L = 7200 m3/h, khi chọn quạt cần nhân thêm với hệ số an toàn α = 1,1. Vậy lưu lượng thực tế của quạt:
Ltt = L × α = 7200× 1,1 = 7920 ( m3/h)
* Từ lưu lượng Ltt = 7920 m3/h, tổn thất áp suất PΣ = 265,2 pa. Chọn quạt tr ục BP – MP No1000, công suất của động cơ kéo quạt N = 27 kw.(Xem phụ lục…).
Hiện trạng môi trường và thiết kế hệ thống xử lý môi trường không khí tại công ty cổ phần cao su Đà Nẵng.
SVTH : Đinh Thị Việt Hà - Lớp 01MT Trang 83 GVHD: GVC - ThS. Nguyễn Thị Lê