Уточнение методики расчёта пневмотранспортных установок мукомольных заводов


В настоящее время при постоянном росте тарифов на электроэнергию проблема снижения энергозатрат в пневмотранспортных установках предприятий по переработке зерна становится всё более острой.

В более ранних исследованиях ВНИИЗ было показано, что основными переменными величинами, влияющими на затраты электроэнергии во всасывающих разветвленных пневмотранспортных установках, являются диаметр материалопровода и скорость воздуха в начале трубы. При проектировании и расчёте пневмоустановок для мукомольного завода или другого объекта уже заданы нагрузка, расстояние перемещения и вид продукта.

Было также определено оптимальное значение диаметра материалопровода по затратам электроэнергии. В то же время скорость воздуха прямо пропорционально влияет на затраты электроэнергии. Однако снижать скорость воздуха можно только до минимально возможного значения, называемого «границей завала».

Значение этой скорости для зерна и продуктов его размола были исследованы и определены во ВНИИЗ [3]. В стендовых условиях, например, муку перемещали со скоростью в начале материалопровода 11 м/с, а при расчёте пневмотранспортных установок расчётную скорость воздуха (при отсутствии систем автоматического регулирования) принимали с запасом в 1,6-2 раза и более.

Учитывая положительные результаты экспериментальных исследований новых приёмных устройств повышенной надёжности [1, 4], ВНИИЗ принял решение, в целях снижения энергопотребления, уточнить Временную методику расчёта пневмотранспортных и аспирационных установок мукомольных заводов на комплектном высокопроизводительном оборудовании..., утвержденную в 1981 г. Министерством заготовок СССР.

В эту методику был введён раздел по расчёту приёмных устройств пневмотранспортных установок. В раздел включены основные характеристики типоразмерного ряда новых приёмных устройств повышенной надёжности 12 типоразмеров для всего диапазона диаметров труб, применяемых в мукомольных заводах на серийном и высокопроизводительном оборудовании, а также в мини-мельницах. Уточнены значения расчётных скоростей воздуха для пневмотранспорта зерна, промежуточных продуктов его размола и муки при использовании новых приёмных устройств повышенной надёжности, в которых рекомендуется снижать расчётную скорость воздуха на 10%.

Чтобы оценить эффект при снижении расчётной скорости воздуха, был выполнен расчёт на примере мини-мельницы ООО ПО «Завод Пензтекстильмаш». Мельница разработана и изготовлена с участием специалистов института, передана заказчику и успешно работает с выработкой манной крупы выше расчётного выхода – свыше 50% [2].

В мини-мельнице установлено 5 пневмоустановок (вентиляторов), каждая из которых перемещает зерно и продукты его размола на отдельных этапах (системах).
Эффект экономии электроэнергии на привод вентилятора от снижения расчётной скорости воздуха оценивали по значению гидравлической мощности:
Nr = QH,
где     Nr – гидравлическая мощность, кВт; 
Q – расход воздуха, м3/с; 
Н – потери давления, кПа.
В таблице приведены результаты расчётов снижения гидравлической мощности вентиляторов при уменьшении расчётной скорости воздуха на 10% при использовании приёмных устройств повышенной надёжности.

Результаты расчёта на ЭВМ
 

Показатель

Место размещения пневмоустановок

I и II драные системы

Шлифовочные системы

Ситовеечные системы

Бункеры

готовой

продукции

III-V

драные системы

Расход воздуха, м3/с:

при расчётной скорости

при сниженной расчётной скорости

 

0,167

0,153

 

0,2

0,18

 

0,191

0,176

 

0,192

0,18

 

0,165

0,152

Потери давления, кПа:

при расчётной скорости

при сниженной расчётной скорости

 

6,9

6,4

 

5,9

5,3

 

5,3

5

 

5,7

5,2

 

5,8

5,5

Гидравлическая мощность, кВт:

при расчётной скорости

при сниженной расчётной скорости

 

1,15

0,98

 

1,18

0,96

 

1,01

0,88

 

1,09

0,95

 

0,96

0,84

Снижение гидравлической мощности, %

15

18

13

13

13


Согласно данным таблицы, уменьшение расчётной скорости на 10% приводит к снижению расхода электроэнергии на привод вентилятора пневмоустановки на 13-18%.

Программа расчёта пневмотранспортных установок на ЭВМ была разработана во ВНИИЗ. Эта программа предназначена для всасывающих пневмотранспортных установок новых и действующих мукомольных заводов на серийном и комплектном высокопроизводительном оборудовании, а также для мукомольных заводов малой производительности (мини-мельниц) со снижением расчётных затрат электроэнергии в пневмотранспортных установках на 15%, по сравнению с существующей проектной методикой расчёта пневмоустановок.

Последовательность расчёта пневмотранспортных установок:
  • определение оптимальных значений диаметров материалопроводов;
  • расчёт потерь давления в материалопроводах при оптимальных значениях диаметров из номенклатурного ряда;
  • выравнивание давлений в материалопроводах с магистральными потерями давления;
  • выбор вентилятора, пылеуловителя, диаметров тройников коллектора и воздуховодов до и после пылеуловителя.
Последовательность расчёта приведена на рис. 1, а общий вид опытного образца приёмного устройства повышенной надёжности – на рис. 2.



Проект программы апробирован при расчёте пневмотранспортных установок на примере модульной вальцовой мини-мельницы ООО ПО «Завод Пензтекстильмаш».
Экономический эффект достигается за счёт применения новых приёмных устройств повышенной надёжности для ввода сыпучих материалов в горизонтальный трубопровод всасывающей пневмотранспортной установки и ЭВМ для расчёта оптимальных по расходу энергии пневмотранспортных установок.

Чтобы обеспечить работу пневмотранспортных установок со сниженным расходом электроэнергии, необходимо отрегулировать установки на расчётный режим.
В настоящее время во ВНИИЗ разрабатывают новый регламент регулирования всасывающих разветвлённых пневмотранспортных установок с применением компьютерного моделирования процесса пневмотранспортирования.

Литература
1. Володин, Н.П. Исследование и разработка нового приёмного устройства повышенной надёжности для пневмоустановок / Н.П. Володин, B.C. Петриченко, Т.Л. Ковалева, В.В. Мелихов // Хлебопродукты. – 2013. – № 9. –С. 60-61.
2. Кандроков, Р.Х. Технология переработки зерна пшеницы мягких сортов с высоким выходом манной крупы марки М / Р.Х. Кандроков [и др.] // Хлебопродукты. – 2014. – №1. – С. 62-63.
3. Пальцев, B.C. Минимально-допустимая скорость воздуха при вертикальном пневмотранспорте зернопродуктов / B.C. Пальцев, Е.А. Дмитрук // Мукомольно-элеваторная промышленность. – 1965. – № 8. – С. 17.
4. Патент 2511187 С2 Российская Федерация, МПК B65G 53/40 (2006.01). Устройство для ввода сыпучих материалов в горизонтальный трубопровод всасывающей пневмотранспортной установки/ Володин Н.П., Ковалёва Т.Л., Мелихов В.В, Петриченко B.C.; заявитель и патентообладатель ГНУ ВНИИ зерна и продуктов его переработки Россельхозакадемии. – №2012130112/11; заявл. 17.07.2012; опубл. 10.04.2014. Бюл.№ 10. –6 с.
 
Н.П. Володин, канд. техн. наук,B.C. Петриченко, В.В. Мелихов,
Т.П. Ковалёва, ГНУ ВНИИ зерна и продуктов его переработки


Статья опубликована в журнале:
Хлебопродукты. – 2014. – №10. – С.62-63.



 

 
Наверх ↑