Голишев Олександр Маркович. Нормалізація повітряного середовища виробничих приміщень фабрик огрудкування залізорудних концентратів

Короткий опис

Голишев Олександр Маркович. Нормалізація повітряного середовища виробничих приміщень фабрик огрудкування залізорудних концентратів: дис... д-ра техн. наук: 05.26.01 / Криворізький технічний ун-т. - Кривий Ріг, 2004.

Голишев О.М. Нормалізація повітряного середовища виробничих приміщень фабрик огрудкування залізорудних концентратів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.26.01 - „Охорона праці”. - Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2004.
Дисертація присвячена створенню ефективних способів і засобів забезпечення нормальних параметрів повітряного середовища виробничих приміщень фабрик огрудкування залізорудних концентратів по пиловому і температурному факторам. Запропоновано методи розрахунку аеродинамічних і конструктивних параметрів місцевих відсмоктувачів пило- і тепловиділяючого технологічного обладнання: випалювальних машин, перевантажувальних вузлів, бункерів, вузлів грохотіння. Аналітично одержані вирази для знаходження витрати ежектуємого повітря в закритих жолобах різної місткості і конфігурації при незв'язаному, зв'язаному і комбінованому режимах руху сипкого матеріалу різної крупності і температури. Теоретично обґрунтовані, розроблені і експериментально досліджені способи і засоби зменшення необхідних об'ємів аспірації і скорочення винесення матеріалів в аспіраційну мережу, забезпечення високої аеродинамічної стійкості аспіраційних систем. Розроблені теплотехнічний і гідравлічний методи запобігання заростанню аспіраційних повітроводів відкладеннями пилу. Запропоновано спосіб інтенсифікації повітрообміну в корпусах випалення окатишів, який забезпечує нормальні мікрокліматичні умови на робочих площадках випалювальних машин.

У дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, представлені теоретичне узагальнення і нове рішення науково-технічної проблеми захисту від пилу і надлишкової теплоти виробничої атмосфери фабрик огрудкування залізорудних концентратів шляхом установлення закономірностей їхнього виділення, процесів відсоса і пневмотранспортування пилових домішок з попереднім очищенням аспіраційного повітря і розробки на їхній основі енерго- і ресурсозбережних систем вентиляції, що має важливе соціальне і народногосподарське значення.
Основні наукові і практичні результати, висновки і рекомендації роботи полягають у наступному:
1. Існуючі системи аспірації характеризуються значними витратами повітря, що відсмоктується, і винесенням матеріалів, що переробляються, в аспіраційну мережу, які не повертаються в технологічний процес і втрачаються безповоротно. Запропоновано напрямки оптимізації аспіраційних систем, що включають: зменшення обсягів повітря, що відсмоктується, скорочення втрат пилоподібних матеріалів, запобігання пиловідкладень в аспіраційних повітроводах і забезпечення стабільного ефекту локалізації шкідливих виділень.
2. Обґрунтовано і розроблено метод розрахунку аеродинамічних і конструктивних параметрів багатощілинних аспіраційних каналів-укриттів для локалізації нагрітих запилених газоповітряних потоків, що витікають через зазори в бортових ущільненнях горна випалювальної машини і місцях примикання газоповітряних камер до випалювальних візків, які забезпечують рівномірний відсос по кожному лінійному джерелу шкідливих виділень і мінімальні підсмоктування повітря з приміщення.
При багатоточковому завантаженні конвеєра сипучим матеріалом розрахунок аспірації провадиться з урахуванням як безперервної, так і дискретної зміни витрати повітря по довжині укриття.
3. Для ємного укриття головної частини випалювальної машини зі значними нещільностями місцеві відсмоктувачі необхідно виконувати у вигляді повітроводів рівномірного всмоктування з постійним перерізом і щілиною змінної ширини, поточне значення якої обернено пропорційно кореневі квадратному із величини розрахункового розрідження в розглянутому перерізі повітровода.
4. Для поліпшення мікрокліматичних умов праці при обслуговуванні випалювальних машин робочі площадки належить виконувати повітропроникними, що перешкоджає розмиванню теплових потоків від нагрітих поверхонь і утворенню невентильованих застійних зон у міжплощадковому просторі. При відносній площі живого перерізу, рівної 0,84, негативний вплив площадок на мікрокліматичні умови практично виключається.
5. Розкрито закономірності пилевиділення при перевантаженні сухих подрібнених компонентів шихти бентоніту і вапняку, що дозволяє прогнозувати концентрацію пилу в повітрі, що видаляється місцевими відсмоктувачами з аспіраційного укриття конвеєра або бункера. Максимальне питоме винесення матеріалу складає: для бентоніту 41 кг, вапняку 4,3 кг на тонну матеріалу, що перевантажується.
6. Встановлено, що при визначенні об'ємів повітря, ежектованого гравітаційними потоками сипучих матеріалів, необхідно враховувати: геометричні параметри жолоба, характер розподілу твердих часток у порожнині жолоба, режим руху матеріалу, крупність і температуру часток. Потрібно брати до уваги, що при вертикальному перевантаженні сухого подрібненого матеріалу утворюється двохкомпонентний струмінь, що складається з конгломератів змінної маси і розрізнено падаючих часток, з витратою, що збільшується, по висоті потоку. Початковий розмір конгломератів визначається величиною аутогезійних сил і щільністю часток.
7. Показано, що стійкий режим аспірації вузла перевантаження сипучого матеріалу може бути забезпечений вибором такої форми жолоба, для якої величина сумарного лобового опору часток ежекційного тиску дорівнює нулю. При цьому витрата повітря, що відсмоктується, визначається тільки площею вихідного перерізу жолоба і заданим розрідженням в укритті і не залежить від характеристик матеріалу, що перевантажується, і довжини жолоба.
8. Для високотемпературних джерел пилевиділень розроблено метод розрахунку аспірації укриття комбінованої дії і його конструкція, що забезпечує належний рівень локалізації пилу при допустимій температурі зовнішніх стінок. Витрата повітря, що видаляється з простору між кожухами укриття, визначається величиною сумарного коефіцієнту тепловіддачі, рівного 210-240 Вт/(м2К).
9. Розроблено й обґрунтовано параметри енерго- і ресурсозбережних способів і засобів локалізації пилевиділень, в основу яких покладена сукупність аеропилодинамічних ефектів у жолобах, укриттях і місцевих відсмоктувачах, що забезпечують зменшення в 1,5-2,5 рази витрат повітря, що відсмоктується, і скорочення на 50-70 % винесення матеріалу в аспіраційну мережу шляхом уловлювання її і повернення в технологічний процес.
10. Розроблено сухий вертикальний колектор, що поєднує місцеві відсмоктувачі в аеродинамічно стійку мережу, у якому для підвищення ефективності попереднього очищення повітря використані індивідуальні елементи, що сепарують пил, які дозволяють виділяти грубодисперсний пил з аспіраційного повітря зі ступенем очищення 55 %.
Для виключення шкідливих підсмоктувань повітря в колектор при вивантаженні уловленого пилу запропонований мембранний затвор, у якому як керуючий фактор, що забезпечує регулярне розвантаження пилезбірного бункера, служить розрідження, підтримуване в корпусі колектора при роботі системи аспірації.
11. Виконано оцінку інтенсивності заростання аспіраційних повітроводів. відкладеннями пилу залізної руди, бентоніту, вапняку й випалених окатишів. Запропоновано способи і засоби забезпечення безосаджувальних режимів пневмотранспортування сухого пилу і паропилових сумішей по аспіраційним повітроводам.
Результати дисертаційної роботи пройшли промислову перевірку і впро-ваджені на Центральному, Лебединському, Ново-Криворізькому і Соколовсько-Сарбайському ГЗК, а також використані при проектуванні аспіраційних систем Криворізького ГЗК окислених руд.
Застосування комплексу засобів зниження винесення матеріалу в аспіраційну мережу при підготовці шихти на фабриках огрудкування дозволить тільки на одному гірничо-збагачувальному комбінаті одержати економічний ефект близько 950 тис. грн. у рік.
Широке застосування запропонованих способів і засобів нормалізації виробничої атмосфери дозволяє знизити запиленість і температуру повітря на робочих місцях до безпечного рівня і тим самим запобігти небезпеку професійних захворювань працюючих.