Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Возникновение пыли в условиях литейного производства. Влияние пыли на здоровье человека и пути снижения запыленности в помещениях литейного производства. Постановка цели и задач исследования 11
1.1. Анализ процесса возникновения просыпей формовочной смеси и пыли в условиях литейного производства 11
1.2. Действие пыли на организм человека 12
1.3. Воздействие производственной пыли на здоровье персонала на примере металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ» 14
1.4. Мероприятия по снижению запыленности в литейном производстве 15
1.5. Способы уборки просыпей формовочной смеси и осевшей пыли 17
1.6. Пневматическая уборка пыли 19
1.7. Пылезаборные насадки 27
1.8. Цель и задачи исследований 36
Глава 2. Теоретические основы процесса вакуумной уборки пыли 38
2.1. Аэродинамические свойства частиц 38
2.2. Аэродинамические характеристики всасывающего факела 43
2.3. Перемещение частиц под действием воздушного потока 46
2.4. Действующие силы на частицу в воздушном потоке 48
2.5. Отрыв частиц от поверхности 60
2.6. Затраты энергии на разгонном участке 61
Выводы 64
Глава 3. Методика проведения экспериментальных исследований 65
3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований 65
3.2. Стенд для проведения исследований 66
3.3. Определение физико-механических свойств пыли 67
3.4. Определение параметров воздушного потока 67
3.5. Методика обработки результатов исследований 70
Выводы 72
Глава 4. Исследование процесса вакуумной пылеуборки 73
4.1. Исследование пылеотложений и запьиенности в литейном производстве 73
4.2. Определение скорости витания частиц 75
4.3. Исследование критической скорости и уноса частиц 78
4.4. Исследование заборных насадок 80
4.5. Скорость движения заборного устройства 90
4.6. Натурные исследования вакуумной пылеуборочной системы 91
4.7. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований 95
Выводы 97
Глава 5. Рекомендации по внедрению стационарной вакуумной пылеуборочной системы 99
5.1. Рекомендации по расчету вакуумной пьиеуборочной системы 99
5.2. Рекомендации по проектированию стационарной вакуумной пылеуборочной системы 101
5.3. Рекомендации по эксплуатации стационарной пылеуборочной системы 105
5.4. Экономическая эффективность внедрения стационарных вакуумных пылеуборочных систем в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ» 106
Выводы 110
Общие выводы 111
Библиографический список использованной литературы 114
- Воздействие производственной пыли на здоровье персонала на примере металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ»
- Действующие силы на частицу в воздушном потоке
- Натурные исследования вакуумной пылеуборочной системы
- Экономическая эффективность внедрения стационарных вакуумных пылеуборочных систем в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ»
Введение к работе
Работа посвящена совершенствованию методов уборки просыпей формовочной смеси и осевшей пыли в помещениях литейного производства с целью улучшения условий труда.
В различных отраслях промышленности при обработке, транспортировке, погрузке и разгрузке порошкообразных материалов, а так же при конденсации паров с содержанием твердого материала образуется большое количество мелких частиц. Наиболее высокодисперсные из них под воздействием окружающей газообразной среды переходят во взвешенное состояние, образуя аэродисперсную среду. В помещениях литейных производств образуются значительные выделения в рабочую зону помещений вредных веществ (пыли, газов, избыточной влаги и теплоты), что оказывает отрицательное воздействие на здоровье работающих, а также на срок службы оборудования и качество выпускаемой продукции.
Основными источниками образования просыпей формовочной смеси в литейном производстве являются нарушения технологической эксплуатации, некачественного и несвоевременного ремонта оборудования, а также операции связанные с переработкой, транспортировкой, погрузкой и разгрузкой формовочной смеси. К просыпи добавляется пыль, оседая из рабочей зоны, которая образуется в результате многих причин: несовершенства оборудования и технологии производства, отсутствия герметизации и аспирации источников пылевыделений, механизации и автоматизации трудоемких операций и применение сухих высокодисперсных материалов.
Вторичными источниками пылеобразования и выделение пыли в воздух рабочей зоны являются вибрация, движение воздуха, технологический транспорт, уборка просыпей формовочной смеси лопатами, очистка воздуховодов, оборудования, полов и т. п. вручную щетками, метлами или
путем обдувки сжатым воздухом.
Пыль присутствует во взвешенном состоянии в помещениях литейного производства, оседает на пол, стены, металлоконструкции и т.п., неблагоприятно воздействует на организм человека, вызывая профессиональные заболевания, легочную и кожную патологию
Степень опасности неблагоприятного действия пыли на организм характеризуется концентрацией пыли в воздухе и ее дисперсностью. Определенную роль играют физико-химические свойства пыли.
Пыль проникает в поры потовых и сальных желез, попадает на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглатывается в пищеварительный тракт, а мелкодисперсная пыль попадает в более глубокие участки органов дыхания (включая легкие).
Относительно крупные пылинки при вдыхании задерживаются в верхних дыхательных путях и постепенно удаляются оттуда со слизью, мелкая пыль проходит в легкие и оседает на длительный срок, вызывая поражение легочной ткани. Мелкая пыль при той же массе имеет большую поверхность соприкосновения с легочной тканью, поэтому она более активна. Высокодисперсная пыль представляет большую опасность, чем крупная, так как более длительное время находится в воздухе во взвешенном состоянии, что увеличивает вероятность попадания в организм человека.
Обеспылить промышленное помещение можно только одновременным осуществлением целого комплекса технологических и санитарно-технических мероприятий. Технологические мероприятия уменьшают общее число источников пылевыделения, а санитарно-технические устраняют пылевыделения от отдельных источников
Из существующих методов, предназначенных для уборки значительного
количества пыли и просыпи в крупных промышленных помещениях, являются
стационарные вакуумные пылеуборочные системы. Они имеют большую
производительность, надежность и удобство в эксплуатации, не требуют
большого количества обслуживающего персонала и позволяют значительно
уменьшить или полностью устранить вторичное пылеобразование.
Таким образом, необходимо совершенствование системы уборки (сбора) просыпи формовочной смеси и осевшей пыли для подачи на регенерацию во вторичное использование с целью улучшения условий труда и уменьшения запыленности в производственных помещениях литейных предприятий является актуальной проблемой. В настоящее время недостаточно изучен процесс уборки пыли вакуумным способом, нет типовых конструкторских и проектных разработок.
Цель работы и задачи исследования
Целью работы является совершенствование методов уборки (сбора) просыпи формовочной смеси и осевшей пыли в помещениях литейного производства для подачи на регенерацию во вторичное производство с целью улучшения условий труда.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Проанализировать состояние запыленности, свойств пыли, влияние производственной пыли на здоровье персонала и методы уборки просыпи формовочной смеси и осевшей пыли на примере литейного производства ОАО «АВТОВАЗ»;
Исследовать отрыв и унос частиц пыли с запыленной поверхности и движение частиц пыли на разгонном участке;
Провести экспериментальные исследования аэродинамических характеристик частиц пыли и просыпи на примере смета металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ»;
Провести исследования скорости воздушного потока всасывающего факела в щель заборного устройства;
Определить оптимальные конструктивные параметры разработанных заборных устройств;
6. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработать и внедрить централизованную вакуумную пылеуборочную систему в МТП ОАО «АВТОВАЗ».
Объект исследования
Объектом исследования являются состояние условий труда и снижение запыленности на примере литейного производства ОАО «АВТОВАЗ».
Научная новизна
Впервые исследованы и определены аэродинамические характеристики частиц пыли и просыпи металлургического производства, параметры процесса отрыва и уноса частиц на разгонном участке, предложен метод расчета скорости всасывающего факела, установлены оптимальные параметры разработанных пылезаборных устройств и вакуумной пылеуборочной системы.
Новизна разработанных конструкций защищена шестью патентами РФ (№2190342 от 17.08.2001, №23434 от 27.11.2001, №27899 от 22.08.2002, №2260366от20.01.2003,№47639от20.10.2003,№51351 от 14.09.2005).
Практическое значение работы
Разработаны, испытаны и внедрены оборудование и технологии
централизованной вакуумной уборки пыли, позволяющие уменьшить
запыленность в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ» запыленность в
цехах снижена в среднем в 12,5 раз, а при самой уборке пыли снижена на
92,1 %. Заболеваемость кожных покровов снижена на 37,5 %, легких и верхних
дыхательных путей снижена на 76,2 %. Разработано несколько типов
пылезаборных устройств и пылеуловителей. Организовано штучное
производство нестандартного пылеуборочного оборудования. Наработан опыт
эксплуатации стационарных вакуумных установок. Разработаны рекомендации по расчету, проектированию и эксплуатации вакуумной пылеуборочной системы. Выполнен расчет экономической эффективности за 2005 год от внедрения пяти эксплуатируемых вакуумных установок в литейном производстве МтП ОАО «АВТОВАЗ». Экономический эффект составил 4483,0 тыс. руб.
На защиту выносятся:
Способ снижения запыленности рабочих мест в помещении литейного производства с целью улучшения условий труда;
Метод расчета скорости воздушного потока всасывающего факела;
Аэродинамические характеристики, скорость витания, критическая скорость и сдувание пыли на примере частиц пыли и просыпи металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ»;
Параметры процесса отрыва и уноса частиц пыли воздушным потоком с запыленной поверхности;
Конструкции и оптимальные параметры новых разработанных пылезаборных устройств и вакуумной пылеуборочной системы.
Апробация работы
Результаты работы были представлены на:
I международной научно-технической конференции «Экология и
безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов
ELPIT-2003», г.Тольятти, сентябрь 2003 г., VIII международной экологической
конференции «Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого
развития», г.Москва, апрель 2004 г., IV городской научно-практической
конференции «Экологические проблемы Тольятти в контексте экологической
безопасности России», г.Тольятти, ноябрь 2004 г., II международной научно-
технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT-2005», г.Тольятти, сентябрь 2005 г., научных чтениях студентов и аспирантов Тольяттинского государственного университета, заседаниях научно-технического совета и кафедры «Механика и инженерная защита окружающей среды» Тольяттинского государственного университета, кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Государственного технологического университета (МИСиС).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, из которых 4 статьи в центральных изданиях, рекомендуемых ВАК Минобразования, и 6 патентов РФ.
Объем и структура диссертации
Работа изложена на 187 страницах, содержит 33 рисунка, 10 таблиц и 6 приложений. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованной литературы, который содержит 152 наименования.
Воздействие производственной пыли на здоровье персонала на примере металлургического производства ОАО «АВТОВАЗ»
Обеспылить промышленное помещение можно только одновременным осуществлением целого комплекса технологических и санитарно-технических мероприятий. Технологические мероприятия уменьшают общее число источников пылевыделения, санитарно-технические - устраняют пылевыделения от отдельных источников и удаляют пыль из производственных помещений [97].
Технологические мероприятия по возможности проводятся таким образом, чтобы образование пыли было полностью исключено или сведено к минимуму. Для этого необходимо максимально заменять сухие пылящие материалы влажными, пастообразными, растворами, а обработку их вести влажным способом. Если по технологическим условиям необходимо иметь материал в сухом виде, то целесообразно вместо порошкообразного использовать его в виде брикетов, таблеток и т. п., которые меньше пылят. Это применимо как к сырьевым материалам, так и к готовой продукции, побочным продуктам и отходам производства.
При невозможности полного исключения пылеобразования следует не допускать выделения пыли в воздух рабочих помещений, что можно достичь путем организации непрерывного технологического процесса в полностью герметичной или максимально закрытой аппаратуре и коммуникациях. Непрерывность процесса позволяет полностью его механизировать и автоматизировать, что дает возможность удалить рабочих от источников пылеобразования и предупредить воздействие на них пыли.
Целесообразно заменять материалы, образующие агрессивные пыли, содержащие значительное количество кварца, другими материалами с меньшим его содержанием. В литейных цехах, например, вместо пескоструйной очистки литья нередко используют дробвметные установки, работающие на чугунной дроби (вместо песка). В металлургической промышленности замена динасовых и шамотных огнеупоров хромомагнезитовыми и другими, которые снижают содержание кварца в образующейся пыли при ремонте печей, футеровке ковшей и в производстве огнеупоров.
В местах возможного выделения пыли у источников ее образования или у мест выделения применяются меры пылеподавления. Наиболее распространенным мероприятием этого типа является водяное орошение, при котором пыль смачивается, коагулируется и оседает. Водяное орошение чаще всего применяется в местах пересыпки пылящих материалов (загрузка в бункер, перегрузка с одной транспортерной ленты на другую, выгрузка из бункеров и аппаратов и т. п.). Как одно из средств пылеподавления иногда применяют водяной пар, который также смачивает пылинки, способствуя быстрому их осаждению. В отличие от водораспыления водяной пар хорошо смачивает взвешенную пыль, но гораздо меньше увлажняет сам пылящий материал.
Если по техническим причинам избежеть образования и выделения пыли невозможно, то используется вытяжная вентиляция. Причем наиболее целесообразно источники пылеобразования максимально укрыть и производить вытяжку из-под них. Хороший эффект дает использование беспыльных видов транспорта сыпучих материалов. К ним относятся гидро- и пневмотранспорт, вибротрубы, герметично закрытые шнеки. Если по условиям технологии неизбежно свободное падение пылящих материалов, при котором образование пыли происходит наиболее интенсивно, рекомендуется спускать пылящий материал не вертикально, а по наклонной плоскости (наклонному лотку или спирали). Такое «сползание» пылящего материала по наклонной плоскости резко уменьшает ударную силу падения и значительно снижает пылеобразование. Чем больше угол наклона от вертикальной оси, тем медленнее ссыпается материал и меньше образовывается пыли. Уборка просыпи формовочной смеси и осевшей пыли относится к санитарно-техническим мероприятиям. В литейном производстве по всей поверхности помещения и оборудования имеются образования просыпей формовочной смеси и осевшей пыли, которая под действием вибрации, движения воздуха, технологического транспорта и т.д. вторично поднимается в воздушную среду. Таким образом, необходимо совершенствовать методы уборки (сбора) просыпи формовочной смеси и пыли для подачи на регенерацию во вторичное производство с целью улучшения условий труда и уменьшения запыленности в производственных помещениях литейных предприятий является актуальной проблемой. Уборку просыпей формовочной смеси и осевшей пыли в литейном производстве можно осуществлять ручным, гидравлическим и пневматическим способами. Применяемая ручная уборка пыли метлами, щетками и лопатами не производительна (до 80-100 м /ч) и трудоемка. При ручной уборке с пола удаляется 50-60% массы пыли, остается неубранным 40-50%, в том числе, во взвешенное состояние переходит 10%. Это в основном частицы 20 мкм, представляющие наибольшую опасность для человека. С помощью ручной уборки пыли невозможно содержать в чистоте предприятия с большим уровнем запыленности. Одним из видов механизированной уборки пыли является смыв ее с пола. Гидроудаление не нашло широкого применения на предприятиях, так как требует значительного количества воды, специального технологического оборудования, системы шламоудаления и т.д. Гидросмыв может быть использован только в отапливаемых помещениях и требует дополнительных затрат на гидроизоляцию строительных конструкций. При мокрой уборке пыли металлоконструкции должны иметь антикоррозийное покрытие, а стены должны быть покрыты водоотталкивающим раствором. Полы должны быть водонепроницаемыми, с водоотводными лотками и воронками. Мокрая уборка пыли с полов производится предварительным увлажнением механическими оросителями и последующим смывом ее струями воды в шламопровод. Пыль с полов смывается шлангом с насадкой из поливочных кранов. Расход воды на один кран 2 л/с. Время смыва одного квадратного метра поверхности составляет три секунды при давлении воды 0,1 мПа. На предприятиях мокрую уборку пыли можно применять там, где внедрена мокрая технология, например, обогащение песка. На предприятиях с сухой технологией этот способ неприемлем. Мокрая уборка пыли требует больших капитальных и эксплуатационных затрат. Здесь необходим подвод чистой, отвод и очистка загрязненной воды, а так же определенного уклона полов и специальных трубопроводов. Мокрый способ не применим при низких температурах, при его помощи нельзя убирать пыль с оборудования, металлоконструкций, площадок и т. п. Кроме того, этим способом невозможно убирать некоторые виды пыли (цемент, гипс и др.). Многие пыли могут быть полезно использованы, поэтому их контакт с водой нежелателен, так как может привести к их необратимому изменению.
Действующие силы на частицу в воздушном потоке
Экспериментально скорость витания частиц определена на разработанной и смонтированной установке (порционный классификатор), схема которого представлена на рис 4.2.
Установка содержит съемную кассету 1 с сетчатым дном, патрубок 2, камеру 3, бункер 4, отверстие для замера давления 5, диффузор 6. Экспериментальные исследования заключались в следующем. Порционный классификатор подключали к универсальному стенду, схема которого приведена на рис. З.1., при помощи штуцера 12. Вентилятором 1 через клапан 11, универсально стенда, создавался в порционном классификаторе воздушный поток, который, проходя через сетку кассеты 1, выносил частицы, скорость витания которых меньше скорости воздуха в патрубке 2. В камере 3 скорость потока резко падала, благодаря увеличению сечения, где частицы, имеющие скорость витания меньше скорости воздуха в камере, осаждались и ссыпались в бункер 4 [105].
Время продувания материала подбиралось опытным путем. После того, как все частицы, скорость витания которых меньше скорости воздушного потока, вынесены из кассеты 1, она вместе с оставшимся материалом вынималась и взвешивалась. Если при повторном продувании с постоянной скоростью вес оставался постоянным, то считалось, что все частицы, имеющие скорость витания менее скорости воздуха, вынесены из него. Далее опыты продолжались при большей скорости воздушного потока.
По результатам исследований построен график зависимости содержания частиц исходного материала в процентах в зависимости от скорости витания частиц, приведенный на рис.4.3. Результаты исследований показали, что 95% частиц исходного материала имеют скорость витания менее 3 м/с. Задачей исследования являлось установление критической скорости частиц и величины уноса с поверхности в процентах от скорости воздушного потока. Исследования проведены на установке, схема которой представлена на рис. 4.4., содержащей трубу 1 с окном 2, пластину 3, диффузор 4 и клапан 5 для подключения при помощи штуцера 12 к стенду рис. 3.1. Для устранения вибрации под трубу подкладывается прокладка из губчатой резины. Процесс исследований заключается в следующем. Представительную пробу материала тонким слоем не более 2 мм наносили на пластину 3, взвешенную на аналитических весах, и помещалась в трубу 1 через окно 2. После включения вентилятора медленно открывали задвижку, что обеспечивало плавное возрастание скорости движения воздуха в трубе до необходимой величины. Начало движения частиц определяли визуально через стеклянное окно 2. После того, как замечено передвижение частиц на пластине, закрывали задвижку, выключали вентилятор, вынимали пластину из трубы и взвешивали на аналитических весах. При уменьшении веса пластины с пылью на один процент - скорость воздушного потока в трубе принимаем за начало движения, т.е. за критическую скорость; 3 - пластина; 4 - диффузор, 5 - клапан. Опыты продолжали при увеличении скорости потока до полного уноса частиц с пластины. Унос пыли определяли разностью между весом пластины с навеской до и после опыта. Время воздействия потока воздуха подбиралось опытным путем. На рис. 4.5. приведен график зависимости величины уноса частиц с бетонной и железной поверхности в процентах от скорости воздушного потока. Результаты исследований показали, что критическая скорость икрЛ с железной поверхности составляет 1.2+3.5 м/с, а с бетонной поверхности 3.5+4.0 м/с. Частицы полностью отрываются и уносятся с железной поверхности при скоростях воздушного потока 18.0+18.3 м/с, а с бетонной -22.0 + 22.2 м/с. Критическую скорость икр2 можно определить по графику рис. 4.5. Например, при критической скорости частицы икр2 равной 10 м/с, количество частиц унесенных с железной поверхности составит 62 % от общего их количества, а с бетонной - 49 %. При скоростях течения воздушного потока, превышающую критическую скорость UKp, унос частиц происходит в течение долей секунды. Сплошное сдувание слоя начинается с его переднего края.
Натурные исследования вакуумной пылеуборочной системы
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: 1. Проанализировано возникновение пыли и просыпи в литейном производстве, влияние производственной пыли на здоровье персонала на примере литейного производства ОАО «АВТОВАЗ» и мероприятия по снижению запыленности. Показано, что уборка и утилизация просыпи формовочной смеси и осевшей пыли в помещениях литейного производства является актуальной проблемой. Проанализированы способы уборки осевшей пыли и показано, что наиболее эффективным методом уборки значительного количества просыпи и осевшей пыли являются стационарные вакуумные пылеуборочные системы, которые не нашли широкого распространения из-за отсутствия разработанных высокоэффективных пылеуборочных систем и оборудования, в частности пылеуборочных насадок и пылеуловителей. От конструкции насадки зависят аэродинамические характеристики всасывающего факела, качество и производительность уборки пыли вакуумным способом. Выполнен анализ коллекторных, полочных, эжекторных и комбинированных насадок. Показано, что существующие пылеуборочные насадки громоздки, имеют низкую эффективность и производительность. Разработка пылезаборных насадок и пылеуловителей для вакуумной уборки просыпи и осевшей пыли является актуальной проблемой.
Проведены теоретические исследования аэродинамических свойств частиц, скоростей витания и критической скорости и величины уноса воздушным потоком. Получены зависимости скорости воздушного потока всасывающего факела от расстояния до щели заборного устройства. Приведены данные перемещения и отрыва частиц под действием воздушного потока. Составлено и решено уравнение движения частицы на разгонном участке. Построен график движения частицы в зависимости от скорости воздушного потока в горизонтальной и вертикальной плоскостях в зависимости от времени.
Разработан и смонтирован стенд для проведения исследований. Методика отбора представительных проб и определение физико-механических свойств пыли, параметров воздушного потока и методика обработки результатов исследований методом математической статистики. Экспериментальные исследования на разработанном стенде показали, что в исходном материале 95% частиц имеют скорость витания менее 3м/с. Критическая скорость UKpl с железной поверхности составляет 1,2 + 3,5м/с, а с бетонный - 3,5+4,0м/с. Частицы полностью уносятся с железной поверхности при скорости воздушного потока 18,0+ 18,3м/с, а с бетонной - 22,0+22,2м/с. Составлено уравнение линейной модели разработанной коллекторной и полочной насадки, результаты исследований коллекторной насадки показали, что на производительность наибольшее влияние оказывает расход воздуха 73,26%, что определяет скорость воздушного потока при прохождении над пылью, в меньшей степени длина всасывающей щели 22,75% и уменьшает производительность ширина щели па 6,05%, а насадки с полкой - влияние расхода воздуха 77,88%, ширины всасывающей щели 12,74%, высоты полки 2,41% и уменьшает производительность длина самой полки на 6,97%. Результаты исследования разработанной эжекторной насадки показали, что при скорости воздушного потока во всасывающей щели - 14,1+42,3м/с количество убранного материала из вороха составляет 230 + 752кг/ч. Приведены результаты отбора представительной пробы исходного материала для исследований. Определены физико-механические свойства пылеотложений. Приведены данные запыленности в помещения литейного производства ОАО «АВТОВАЗ». Получены скорости витания, критическая скорость и величины уноса частиц на экспериментальном стенде. Приведены данные экспериментальных исследований коллекторных, полочных и эжекторных разработанных насадок. При этом составлено уравнение линейной модели для коллекторных и полочных насадок, полученных методом математической статистики. Приведены результаты исследований эжектороной насадки. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что среднее расхождение результатов составляет 15,5%. Эти отклонения получены в результате неточности приборов и измерений. Приведены натурные исследования вакуумной пылеуборочиой системы в цехе 11/1 на отметке 1,2м, результаты которых показали, что производительность в среднем составляет -288м /час при расходе воздуха на одну насадку не более 300,w /час. 5. Разработаны рекомендации по расчету, проектированию и эксплуатации вакуумной пылеуборочиой системы. Выполнен расчет экономической эффективности за 2005 год от внедрения 5 вакуумных установок в литейном производстве МтП ОАО «АВТОВАЗ», который составил 4483,0 тыс. руб. 6. После внедрения централизованной вакуумной уборки пыли и просыпи в литейном производстве на ОАО «АВТОВАЗ» запыленность в цехах снижена в среднем в 12,5раз, а при самой уборке пыли снижена на 92,1%. Заболеваемость кожных покровов снижена на 37,5%, легких и верхних дыхательных путей снижена на 76,2%). Цель работы и задачи исследования полностью выполнены. Новизна разработанных конструкций защищена шестью патентами РФ. Внедрено пять централизованных вакуумных систем в МтП ОАО «АВТОВАЗ». Дальнейшие работы будут продолжены по разработке заборных устройств с неровных поверхностей, комбинированных насадок и новых пылеуловителей. В перспективе работы будут проведены по разработке оборудования для уборки металлической и древесной стружки, отсоса и утилизации паров масла при закаливании, утилизации смета в металлургическом производстве, регенерации и классификации песков для формовочной смеси.
Экономическая эффективность внедрения стационарных вакуумных пылеуборочных систем в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ»
Площадь уборки пыли насадкой с полкой в производственных условиях составляет 180+306 лг/ч. Снижение верхнего предела производительности происходит за счет неудобств уборки из-за того, что насадка с полкой более тяжелая и громоздкая.
Влияние времени воздействия воздушного потока на частицы на качество уборки не зафиксировано, в виду кратковременности воздействия, несмотря на то, что время воздействия воздушного потока на 15% больше в полочных по сравнению с коллекторными насадками, эффективность уборки незначительно уменьшается. По этой причине дальнейшие исследования времени воздействия воздушного потока на частицы при уборки полочной насадкой не проводились. Это объясняется тем, что пыль в металлургическом производстве не слипшаяся и отрывается от поверхности слоями с переднего края.
По этим причинам в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ» рекомендуется проводить уборку пыли и просыпи с пола коллекторными насадками. Исследование вакуумной пылеуборочной системы осуществлялись в цехе 11/1 на отметке 7,2 м в литейном производстве ОАО «АВТОВАЗ».
Вакуумная пылеуборочная система, схема которой представлена на рис 4.10., содержит пылеуборочную насадку 1 с рукояткой 2, размещенную на гибком рукаве 3, который посредством штуцера 4 присоединяется к одному из опусков 5 системы трубопроводов 6. Магистральный трубопровод 23 соединен с сухим пылеуловителем 7, которым является циклон с бункером 8 и контейнером 9, на второй стадии очистки запыленного воздуха использовался
Разгрузочный патрубок 12, к которому верхней своей частью присоединена стабилизирующая камера 13 в виде трубы и установленной вертикально или под углом к горизонту. В открытой сверху емкости 14, которая всегда заполнена водой, заглублена нижняя часть стабилизирующей камеры 13. Установка обеспечена побудителем тяги 15, которым является водокольцевой насос с электродвигателем 16 и патрубком 17 для вывода очищенного воздуха в атмосферу, заглушками 18 для очистки внутренней поверхности трубопроводов, кранами для перекрывания воды 19, манометрами 20 и влагоуловителем 21. Патрубок 22 служит для выброса воды из насоса в емкость 14 для размыва осадка.
Установка работает следующим образом. Включают побудитель тяги 15, в открытое отверстие штуцера 4 вставляют наконечник гибкого рукава 3 с пылеуборочной насадкой 1. Пылеотделение происходит в две стадии. На первой стадии крупные частицы оседают в сухом пылеуловителе 7, скапливаются в бункере 8, откуда периодически высыпаются в контейнер 9. На второй стадии очистки улавливаются более мелкие частицы в мокром пылеуловителе 10, в который поступает вода через патрубок 11. Сброс загрязненной воды осуществляется через стабилизирующую камеру 13 и патрубок 12. Уровень воды в камере 13 устанавливается за счет разности атмосферного давления, действующего на зеркало воды в открытой сверху емкости 14 и разряженного давления в системе со стороны мокрого пылеуловителя 10. При изменения разряженного давления в системе высота столба воды в стабилизирующей камере соответственно изменяется, что является естественным демпфером, уравновешивающим влияние колебаний количественных параметров пылевоздушной смеси, повышающим эффективность пылеулавливания. Очищенный воздух далее проходит через побудитель тяги и выбрасывается в атмосферу через патрубок 17.
Техническая характеристика установки: Мощность- 150 КВт; Вакуумный насос ВВН-25 - 2 шт; Вес всей установки - 14 тонн; Количество пыли и просыпи, подлежащей уборке - 6 ml сутки; Площадь уборки - до 20000 м2, а по высоте - до 20 м; Производительность установки (по убираемой площади) одним рабочим 300 м21час, при полной нагрузке, одновременно работающих 10 человек 3000 м2 /час; Разряжение в сети - 0,2 апг; Производительность по воздуху при двух работающих насосах 3000 л/3 /час; Расход воздуха на один насадок до 300 мг /час; Скорость воздуха на входе в заборное устройство - 25-50 м/с. Уборка пыли производилась коллекторной насадкой со щелью длиной 0,5м. Получены следующие результаты исследований: Уборка продолжалась 3 часа. За первый час убрано 297 м2, за второй - 260 м2, за третий - 308 м2. В среднем производительность составляет 2Шм2/час. На лабораторном стенде, при такой же скорости воздушного потока на входе в насадок, равной 33 м/с, производительность составила 328 лг/час. Погрешность составила 12,2 %. Результаты теоретических исследований параметров всасывающего факела воздушного потока дали возможность определить скорость в зависимости от расстояния до щели заборного устройства, для различной входной скорости потока в щель, что определяется расходом воздуха. Результаты проведенных исследований на лабораторном стенде уноса частиц дали возможность определить скорость воздушного потока, необходимого для полного уноса частиц с поверхности, при этом определена зависимость количества уноса частиц от скорости потока. Здесь же определены критические скорости частиц икрі и икр2. Результаты проведенных теоретических исследований движения частиц на разгонном участке дали возможность определить величину перемещения частиц в горизонтальном и вертикальном направлении от времени при различных скоростях воздушного потока. Результаты проведенных исследований на промышленных пылеуборочных установках подтвердили полученную теоретическим и экспериментальным путем необходимую скорость воздушного потока для уборки пыли и просыпи. Достоверность полученных результатов определяется следующим образом: По результатам лабораторныхисследований определена необходимая скорость воздушного потока для полного уноса частиц (рис. 4.5.) с бетонной и металлической поверхностей, причем с бетонной поверхности составила 22.0+22.2 м/с, а с металлической - 18.0-И8.3 м/с.
