DUST COLLECTOR & NHỮNG CHÚ Ý VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU GOM BỤI- HƠI - KHÓI - Cung cấp thi công hệ thống điều hòa không khí , làm mát ,sản xuất ống gió, miệng gió

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GOM BỤI

I. Các thông số cần lưu ý khi chọn và thiết kế hệ thống Hút bụi.

Hệ số A/C (air to cloth) tốc độ gió qua màng lọc:

–        Là lượng không khí đi qua 1 đơn vị diện tích lọc trong một phút. (m3/60/m2 hay CFM/ft2).
–        Dựa vào các loại bụi ta chọ hệ số này cho phù hợp để cho dust collector hoạt động tốt.
–        Trong nhiều trường hợp người sử dụng sẽ đưa ra một hệ số A/C mà họ mong muốn hoặc dựa trên kinh nghiệm hay test thực tế để đưa ra hệ số A/C thích hợp
Như ta đã biết Q= A x V
Trong đó:
ü Q là lưu lượng khí bẩn cần lọc và bút bụi. (m3/s)
ü A (Area) = diện tích vật liệu màng lọc cần bố trí cho máy dust collector (m2)
ü V (Velocity): Tốc độ gió qua màng lọc (m/s)
Thông số Q thường cố định theo yêu cầu của hệ thống, như vậy ta tính toán hai thông số A (Arae) và V (Velocity) để có máy dust collector hoạt động tốt nhất.
Nếu thông số A (diện tích) lọc càng lớn thì máy hoạt động càng tốt và giá thành càng cao và ngược lại.
Nếu thông số V càng lớn thì máy càng mau hư hỏng, giá thành càng hạ và ngược lại.
Do vậy V là hệ số quyết định giá thành hoặc công năng của máy gom bụi.
Dựa vào các loại bụi ta chọn hệ số này cho phù hợp để cho dust collector hoạt động tốt, Thông thường thì V chọn ở mức 0.6 -0.7 m/phút là hoạt động tốt.
2. Tốc độ hút bụi của miệng hút và kích thước hạt bụi.

Tùy theo kiểu bụi phát tán (tốc độ bụi phát tán), kích thước và loại bụi ta chọn tốc độ hút tại miệng phễu cho phù hợp thông thường khoảng từ 0.5 – 25 m/s
–        Bụi nhẹ và không duy chuyển: 0.25-0.5 m/s
–        Bụi nhẹ và vận tốc phát tán không lớn: 0.5-0.1m/s
–        Bụi tán phát: 1-2.5 m/s
–        Bụi phát tán với vận tốc lớn: 10m/s và lớn hơn
Nguyên tắc tốc độ hút phải bằng và lớn hơn tốc độ phát tán của bụi

3. Vận tốc gió vận chuyển bụi trong đường ống:

Thông thường từ 10 – 25 m/s đối với dust collector
–        Khí :                                                                5-10 m/s.
–        Hơi sương, khói:                                             10-15 m/s
–        Bụi nhẹ (bông vải, cotton):                              12.5-15m/s
–        Bụi khô (powder, dry dust):                             15-20 m/s
–        Average industrial dust:                                   15.2-20 m/s
–        Bụi nặng (heavy or moist):                              22 – 45m/s hoặc cao hơn
4. Hiệu suất khối lượng (Mass Efficiency) gom:

–        Phần trăm số hạt bụi được giữ lại từ dòng không khí
–        Ví dụ: 100g hạt vào có 0.005g hạt thóat ra) => hiệu suất = 99.995%
–        Cartridge Camfil farr lọc được 99,999% đối với hạt bụi 0.5 micron
–        Phương pháp test DOP theo tiêu chuẩn của Mỹ STD 282 hay MPPS theo tiêu chuẩn Châu Ân EN 1822

5. Hiệu suất lọc và bánh bụi
Sự hình thành lớp bụi bao nhiêu là thích hợp để đánh giá những ảnh hưởng của nó đến hiệu suất lọc là vấn đề cần xem xét. Khi bánh bụi phát triển trên bề mặt vật liệu lọc, nó sẽ thực sự điều chỉnh tất cả quá trình lọc. Vì vậy, vấn đề thực sự quan trọng là làm sao thiết lập và giữ vững được một lớp bánh bụi thích hợp cho tất cả các vật liệu lọc.

6. Một số vấn đề khác:
- Số lượng bụi trên một đơn vị thể tích không khí (nồng độ bụi trong không khí). Khi nồng độ bụi cao, hạt bụi lớn cần áp dụng kỹ thuật hút bụi chân không dạng “central vacuum”;
- Áp suất vận hành tối đa của hệ thống;
- Độ ẩm, nhiệt độ dòng khí,
- Dòng khí có mùi, có tính axit hay tạp chất nào khác;
- Tính chất bụi thu gom có tính động hại cho người và môi trường, tích chất dễ cháy nổ hay không;
- Sự ma sát và bào mòn do bụi.
- Vấn đề chống tĩnh điện cho hệ thống vận chuyển.
II. Một số loại dust collector.

Loại cyclone

Ưu điểm:

Giá thành hạ, Chế tạo đơn giản
Thu hồi bụi ở dạng khô, hạt bụi >5 m
Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500N/m2);
Hiệu quả không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi.

Nhược điểm:

Hiệu quả vận hành kém khi bụi có hạt bụi mịn kích thước nhỏ hơn 5 m
Không thể thu hồi bụi kết dính
Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực li tâm.

2. Loại rung
alt

3. Loại gom bụi Cartridge
Lợi điểm của loại này là:

Gom được tất cả các loại bụi
Gọn nhẹ và thấp
Tiết kiệm điện năng
Hiệu suất lọc cao
Giá thành vừa phải

PHẦN II: MÁY GOM BỤI CAMFIL FARR “GOLD SERIES”

I. Lọc “Gold Cone Cartridge”

Phát minh sáng chế của Camfil Farr -Gold Cone® Filter Technology.
Tăng diện tích lọc với cone bên trong.
Hiệu suất lọc rất cao 99.99% đối với hạt bụi 0.5µ. Tương đương MERV 16.
Tiết kiệm khí nén làm sạch.
Tiết kiệm điện năng
Nhiều loại vật liệu lọc cho nhiều loại bụi.
Công suất lớn với thiết kế gọn nhẹ.
Tiết kiệm khí nén làm sạch.
Tiết kiệm điện năng.
Gióp phần giảm giá thành của Dust collector
Kết cấu cone bên trong giúp khí nén làm sạch đều tại các múi lọc phía bên dưới lọc- làm sạch tốt hơn so với cartridge thông thường, tăng khả năng lọc và gom bụi

Các loại lọc Gold Cone Cartridge cho nhiều ứng dụng:

HMS Standard (325 sq. ft.) Tổng hợp Polyester cellulose với khả năng chống hơi ẩm (màu xanh).
HMC Carbon (325 sq. ft.) HMS ngâm carbon
HMF Flame Resistant (325 sq. ft.) Vật liệu lọc HMS với chất chống cháy xử lý hóa học (màu trắng)
HMU High Efficiency (325 sq. ft.) Vật liệu lọc HMS xử lý ẩm và mùi với lớp bề mặt polypropylene hiệu suất cao.
DPS Durapleat Standard (200 sq. ft.) Spun bond polyester (white)
DPT Durapleat Teflon membrane (200 sq. ft.) Spun bond polyester với khung Teflon (PTFE) (trắng sữa).

( Chi tiết hơn về sản phẩm, xin xem thêm catalog)

II. Máy gom bụi Gold Series

Module bằng thép carbon dày 4.5mm.
Cửa, phễu, panel bằng thép carbon dày 3.1mm. (hầu hết trên thị trường hiện nay là 2.5mm)
Được sơn theo công nghệ Dupont® powder tại 2 mặt. Tất cả các thép trước khi sơn đều trải qua 5 công đoạn làm sạch bằng acid để tăng tối đa mức độ bám của sơn và trống ăn mòn và trầy xước.
Chân trụ thiết kế chịu được tốc độ gió 165km/h.
Được SX theo kiểu module nên việc lắp đặt, bảo trì rất dễ dàng

6. Lọc được thiết kế đặt theo phương thẳng đứng rất tốt cho việc làm sạch màng lọc và tránh đóng bụi tại lọc cartridge.
7. Hai lớp gioong làm kín
alt

III. Quạt và các thiết bị điều khiển

Quạt ly tâm được lựa chọn tùy theo yêu cầu của khách hàng. Hoặc nhà cung cấp sẽ lựa chọn.
Camfil Farr cung cấp loại quạt Gold Series Fan với nhiều dải lắp đặt. Đặc biệt với dải lắp đặt quạt 4V được lắp trên module máy hút bụi rất dễ dàng lắp đặt và tiết kiệm không gian.

(Biết thêm thông tin về quạt xem thêm thôn tin trên link:
http://www.farrapc.com/products/gold-series/premium-fans
http://nyb.com/)

Hệ thống làm sạch lọc bằng khí nén được điều khiển bởi bộ timer kết hợp với một công tắc chênh áp suất:

Bộ điều khiển của Farr FDC được kết hợp từ một bo mạch chính (và các bo mạch phụ) và một đồng hồ trênh áp trước và sau lọc cartrigde bằng tín hiệu số, có thể làm sạch bằng cách cài thời gian 5-225 giây hoặc dựa vào chênh áp lọc cartridge. Bộ FDC của Farr đạt tiêu chuẩn 4X.

Ngoài ra Hệ thống làm sạch lọc tự động còn phù hợp với các bộ điều khiển DTC của Dwyer

Inverter và các phụ kiện điều khiển PLC kết nối BMS

IV. Ví dụ chọn máy Dust Collector GS

–        Lưu lượng: cần hút là 2210 m3/h=36.83m3/phút
–        Vận tốc gió: 0.65m/phút (hệ số này càng thấp thì càng tốt và ngược lại)
–        Q= A.V Û A=Q/V=36,83/0.65=56.66m2. (chọn máy có diện tích lọc >56m2). Hệ số này càng cao thì càng tốt và ngược lại
Chọn máy

Mỗi lọc cartridge khoảng 20m2 (Durapleat) 30 m2 (Hemipleat) tùy theo loại. Do vậy ta chọn loại Hemipleat 325 (30m2) x 2 cái =60m2. Chọn máy GS2 (là loại Gold Series có 2 cartridge)

Camfil Farr SX theo hệ số 2 có GS2 x 2 =GS4, GS6, GS8 …và cao nhất là GS120.
Như vậy trung bình 1 lọc cartridge của Camfil Farr đối với loại bụi bình thường khoảng lọc và gom được 1.100m3/h, GS2=1100 x 2= 2.200m3/h, GS4=GS2 x 2 =4400m3/h, GS6=6.600m3/h, GS10= 11.000m3/h, GS100=110.000m3/h.
Chọn quạt:
– Lưu lượng: như theo yêu cầu.
– Cột áp = tổng thất trên đường ống + tổn thất qua lọc cartridge khi nghẹt phải thay thế (1200 Pa)

PHẦN III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG GOM BỤI PHÙ HỢP VỚI TIÊU CHUẨN AN TOÀN

Một số tiêu chuẩn hướng dẫn về an toàn cho quá trình gom bụi như sau:

Bảo vệ lửa và sự nổ bụi từ quá trình sản xuất theo tiêu chuẩn NFPA 654
Lỗ nổ được sản xuất theo tiêu chuẩn NFPA 68
Hệ thống hút bụi được nối đất để chống lại điện tính theo NFPA 77
Thiết kế, chế tạo lắp đặt, vận hành, kiểm tra và bảo trình hệ thống vận chuyển khí, bụi, hơi theo NFPA 91.
Tuân theo tiêu chuẩn NFPA 61, NFPA 69… với các loại bụi đặt biệt với Kst cao (bụi kim loại, bụi dược phẩm, bụi hóa chất).

I. Cơ Bản về Nổ Bụi
Có 5 nhân tố cho sự nổ bụi xảy ra được biểu diễn như đỉnh của một hình ngũ giác.
Trong đó có 3 nhân tố cơ bản nhất là :
NHIÊN LIỆU (Bụi nổ) + NGUỒN MỒI LỬA + OXY TRONG KHÔNG KHÍ

Giá trị đánh giá    Kst (bar.m/s) Được đánh giá qua:
St 0:                               0                            - không nổ
St 1:                               >0 and <=200        - nổ yếu
St 2:                               >200 and <=300    - nổ mạnh
St 3:                               >300                      - nổ cực mạnh

Các thông số về bụi nổ, năng lượng mồi mJ, nồng độ ôxy để xảy ra sự nổ bụi dưới áp suất khí quyển được dẫn ra chi tiết trong các tiêu chuẩn trên. ( nfpa.org)
II. Lựa Chọn Thiết Bị Để Chống Lại Nổ Bụi

Có ba nguyên tắc cơ bản để chọn thiết bị chống nổ bụi:
Giảm áp Dập tắt Cách ly

Sơ đồ quá trình xử lý khi lựa chọn một hệ chống nổ phù hợp nhất:
alt

1. Kiểm Tra Bụi

Hiểu được đặt tính bụi sẽ lựa chọn được thiết bị phù hợp
Kst - chỉ số nổ của đám bụi.
Pmax – áp suất lớn nhất mà bụi được nổ ở điều kiện tốt ưu.

Bụi thông thường có chỉ số Kst nhỏ hơn 200 (bar.m/s), vì thế chúng ta sử dụng thiết bị chống nổ với Kst = 200 bar.m/s
Với Kst > 200 bar.m/s, khách hàng có thể tự kiểm tra bụi ở các tổ chức có thẩm quyền, hoặc cung cấp bụi cho chúng tôi.
Đối với bụi trong dược phẩm nên chọn giá trị Kst 300 bar.m/s để an toàn.

Camfil Farr đã thiết kế cho hàng trăm khách hàng và cũng đã kiểm tra bụi cho khách hàng, vì thế Farr đã tập hợp được hàng trăm dự liệu về bụi.
Một số bụi thông thường trong nông nghiệp
alt

2. Lỗ nổ “ explosion vent”
alt

Định nghĩa: Môt lỗ mở ra từ máy hút bụi để giảm áp suất trong quá trình nổ.
Sơ đồ tính toán một lỗ nổ được hướng dẫn bởi NFPA 68
Dust collector của Farr với bề dày từ 3.5- 4.1 mm vì vậy không biến dạng sau khi xảy ra nổ lỗ.

Camfil thiết kế máy hút bụi với nhiều loại lỗ nổ khác nhau phù hợp với nhiều ứng dụng riêng biệt.

3. Tấm Lệch Cho Đường Lửa

Để an toàn cho người và thiết bị ở đường lửa của lỗ nổ cần thiết kế tấm chắn trước lỗ nổ.

Thiết kế tấm lệch theo tiêu chuẩn NFPA 68_2007
4. Đường Ống Dẫn An Toàn

Để an toàn khi thiết bị đặt trong nhà cần một ống dẫn gọi là vent duct
Chiều dài lớn nhất của vent duct được tính theo công thức sau: (NFPA 68-2007)

5. Thiết Bị Tiêu Lửa

NFPA 68 cho phép thiết kế flameless để tiêu lửa khi thiết bị đặt trong nhà (phần
6.9 và 10.6).

Thiết bị flameless độc lập với vent duct nhưng không được yêu câu cho những ứng dụng bụi nguy hiểm, ví dụ bụi dược phẩm vì nó có thể thải khói trong phòng.

Chú ý: Những bụi nguy hiểm thường đi với hệ thống bag in- bag out.

6. Thiết Bị Dập Tắt Nổ

Hệ thống dập tắt gồm thiết bị phát hiện (sensor) và dập tắt bằng hóa học trước khi sự nổ nguy hiểm xay ra.
Áp suất khi nổ sẽ tăng nhanh trong vòng 50 milli giây nếu không được dập tắt, những hệ thống dập tắt có thể phát hiện và phản ứng đạt tới 1 milli giây rồi dập tắt.
Hệ thống dập tắt đạt tiêu chuẩn toàn cầu : ATEX – NFPA69 - CSA

* Các trường hợp cần xem xét để sử dụng thiết bị dập tắt nổ:

Thiết bị được bố trí trong nhà;
Bụi với giá trị Kst cao hoặc là hỗn hợp (gas và bụi);
Không đủ diện tích cho lỗ nổ trên thiết kế tính toán;
Những bụi nguy hiểm không thể thải ra môi trường;
Không có đủ không gian an toàn cho lỗ nổ;
Cháy lan chuyền xuyên qua hệ thống ống dẫn.

* Sử dụng nhiều thiết bị có thể giá thành cao hơn sử dụng một hệ thống dập tắt:

ISO 9001- OHSA directive – NFPA69_654 – FM Global
7. Cách Ly Cháy Nổ
alt

Hệ thống cách ly cháy nổ chống lại sự lan chuyền lửa ở mặt trước để dập tắt lửa nhanh chóng. Chúng là các loại van cách ly hoặc các rào chắn bằng hóa học

* Hệ thống cách ly bằng vòi phun nước

Hệ thống gồm các sensor (dạng phát hiện tia lửa/ nhiệt/ áp suất…), bộ sử lý được lập trình (1 zone hoặc nhiều zone khác nhau) và bộ phận phun nước.
7. Một Vài Thiết Bị Quan Trong Khác

Burst indicators: Bộ chỉ thị nổ : mỗi tấm của lỗ nổ thường được trang bị để khi sảy ra sự cố nó sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.

Console (PLC): bộ vi xử lý tiếp nhận tín hiệu từ sensor và ngay lập tức đưa ra tín hiệu cảnh báo (dạng âm hoặc hiện thị đèn báo) và có thể ngắt nguồn cho quạt.