Оборудование для ввода ТБО в пневмосистему
Участок ствола мусоропровода от мусороприемного клапана пневмосистемы до нижнего загрузочного клапана является бункером (шахтой-накопителем) ТБО (рис. 3.15).
Число опорожнений бункера-накопителя в сутки определяют по формуле
n = (Амо/Vм)Кс,
где Ам — численность жителей, пользующихся одним мусоропроводом; о — суточная норма накопления ТБО, м3/чел; Vм — вместимость шахты-накопителя, м3; Кс — коэффициент суточной неравномерности накопления ТБО, равен 1,5... 1,7.
Диаметр шахты-накопителя должен составлять 0,4...0,5 м при максимальной высоте 2,5...3 м. Продолжительность ее опорожнения не должна превышать 15...20 с.
Мусороприемный клапан должен исключать возможность создании в мусоропроводе разрежения более 500 Па и попадание ТБО в помещение мусороприемной камеры.
1— бункер.накопитель; 2 — мусорокамера; 3 — транспортный трубопровод
Клапан должен выдерживать удары от предметов массой до 5 кг, сбрасываемых в мусоропровод с высоты 30 м.
Подсос воздуха в пневмосистему через каждый закрытый мусороприемный клапан не должен превышать 0,05 % максимальной производительности пневмосистемы по воздуху при рабочем разрежении. При проектировании необходимо учитывать требования, предъявляемые к помещениям мусороприемных камер зданий.
Транспортные трубопроводы и сооружения на них. Для транспортных трубопроводов вакуумных централизованных систем используют стальные трубы диаметром 500 мм с толщиной стенки для прямых участков, 8...12, для поворотов 18...20 мм. Большие значения соответствуют трубопроводам основных транспортных магистралей. Трубопроводы прокладывают в земле на глубине заложения 0,7... 1 м от верха трубы или в коллекторе.
Сеть транспортных трубопроводов состоит из основных транспортных магистралей (уличная сеть) и отходящих от них ответвлений (внутриквартальная сеть) Основные магистрали не должны проходить под зданиями, а трубопроводы боковых ответвлений должны располагаться под мусороприемными клапанами зданий и поверхностных вводов.
Максимальные уклоны транспортных трубопроводов (по направлению движения аэросмеси): на подъем — 5°; на спуск — 20°. Перед приемным бункером допускается угол подъема до 20е. Радиус поворота транспортного трубопровода — не менее четырех диаметров (по оси).
Трубопроводы оборудуют люками-ревизиями: на свободных участках труб через 100...200 м; в местах изменения направления через 2...3 м после поворота; под зданиями в мусорокамерах со стороны СП. Трубопроводы, как правило, соединяют сваркой, внутренняя поверхность труб должна быть гладкой. Расстояние между соседними ответвлениями должно быть не менее 3 м, а длина прямолинейного участка ответвления перед его врезкой в основную магистраль — не менее 2 м с углом врезки до 10" по направлению движения аэросмеси. Срок службы транспортных трубопроводов при прокладке под зданиями 60 лет, а для остальных труб 30 лет. При прокладке надо предусматривать нормативную изоляцию трубопроводов и защиту от блуждающих токов, а для труб, проходящих под зданиями, — и звукоизоляцию.
Основные транспортные магистрали и боковые ответвления должны быть оборудованы воздухозаборными клапанами, а при обслуживании зданий повышенной этажности и при прокладке трубопроводов вне зданий — дополнительными воздухозаборными клапанами. Подсос воздуха через закрытый воздухозаборный клапан не должен превышать 0,1 % производительности пневмосистемы.
Сборный пункт (СП) пневмосистемы
На СП располагают мусороприемное, воздухоочистное и мусорообрабатывающее оборудование, машинный зал с побудителями тяги, шумоглушители и вентиляционные камеры, диспетчерскую с пультом управления и средствами автоматики, трансформаторную подстанцию, служебные и подсобные помещения, ремонтно-профилактическую службу. При проектировании новых жилых районов помещение СП может располагаться в общем комплексе со всеми эксплуатационными службами инженерного оборудования зданий с общей диспетчерской службой, системой сигнализации и дистанционного управления, вне жилых зданий. По периметру территории СП высаживают защитные зеленые насаждения. В СП должны быть подведены холодное и горячее водоснабжение и канализация, как правило, от сети населенного пункта или ближайшего предприятия. Бытовые помещения СП должны быть аналогичны бытовым помещениям насосных станций для перекачки сточных вод с производительностью свыше 100 000 м»/сут.
Мусороприемное оборудование предназначено для сепарации ТБО от транспортирующего воздуха и временного накопления отходов перед дальнейшим транспортированием. Приемные циклоны должны обеспечивать тщательную сепарацию всех компонентов ТБО, в том числе и легких фракций с большой парусностью (бумага, текстиль, пластик и т.д.). Приемные циклоны оборудуют спринклерными устройствами и сигнализаторами уровня отходов. Угол сходимости конусной части приемного циклона для ТБО не должен превышать 40°, а диаметр разгрузочного окна циклона — не менее 0,8 м.
Для очистки транспортирующего воздуха от пыли после приемных циклонов ставят фильтры тонкой очистки с учетом требований заводов-изготовителей вакуум-насосов и санитарно-гигиенических норм. Тип и производительность побудителей тяги, а также их число выбирают по технологическим расчетам пневмосистемы и конструктивными соображениями. Число рабочих агрегатов должно быть не менее двух, а резервных агрегатов — один при числе рабочих до четырех, два при пяти и более рабочих.
Для охлаждения подшипников агрегатов используют бесперебойное водоснабжение. Качество и температура воды должны соответствовать требованиям заводов-изготовителей.
При удалении ТБО с СП большегрузным контейнерным автотранспортом на СП должно быть предусмотрено помещение для контейнеров с подъездом к нему автотранспорта полезной грузоподъемностью не менее 12 т. Для обеспечения независимой работы контейнерного автотранспорта в здании СП должно устанавливаться несколько пустых контейнеров.
Системы управления и энергоснабжения
Управление работой вакуумных централизованных пневмосистем производится автоматически по заданной программе, дистанционно или телемеханически с управлением из диспетчерского пункта, а также должно быть предусмотрено местное управление побудителями тяги, загрузочным оборудованием, мусороприемными и воздухозаборными клапанами с передачей необходимых сигналов на диспетчерской пункт. Диспетчерское управление, как правило, бывает одноступенчатым с одним диспетчерским пунктом на СП. Программа управления должна предусматривать возможность изменения частоты, времени и очередности обслуживания отдельных мусоропроводов и поверхностных вводов.
На пульте диспетчерского пункта должна располагаться мнемосхема пневмосистемы с оперативной и аварийной сигнализацией состояния объектов управления. При отказе одного из мусороприемных клапанов (перед подачей аварийного сигнала) необходима двух-трехкратная проверка системой автоматики его срабатывания. При аварийном отключении рабочих побудителей тяги резервные агрегаты должны автоматически включаться.
На диспетчерском пункте должны контролироваться такие технологические параметры: разрежение в приемном циклоне; предельные уровни ТБО в приемном циклоне и накопительных бункерах; температура в приемном циклоне и накопительных бункерах (с сигнализацией при отклонении от нормы и автоматическим приведением в действие спринклерных устройств); скорость воздуха в транспортном трубопроводе; давление масла в напорных линиях насосов низкого и высокого давления, гидропривода пресса (при обработке ТБО на СП методом прессования); токи нагрузок побудителей тяги и линии, питающей СП электроэнергией; напряжение на вводе СП; расход электроэнергии, потребляемой оборудованием СП.
Последовательность операций при автоматизации пуска и остановки побудителей тяги, а также перечень параметров, подлежащих измерению и контролю при их обслуживании, должны соответствовать требованиям заводов-изготовителей. Система автоматики должна обеспечивать возможность ручного управления работой пневмосистемы с диспетчерского пункта с перемещением программы как по ходу ее выполнения, так и в обратном направлении.
Основное оборудование для вакуумных систем мусороудаления, намеченное к серийному производству Минстройдормашем, приведено ниже:
Оборудование |
Ориентировочное число для 20 тыс. жителей, шт. |
Воздухозаборный клапан |
50 |
Шахта-накопитель |
150 |
Затвор мусоропровода |
150 |
Переключатель трубопроводов |
5 |
Отделитель ТБО |
1 |
Пылеотделитель |
1 |
Фильтр тонкой очистки |
1 |
Оборудование для прочистки трубопроводов (комплект) |
1 |
Оборудование для перегрузки, сбора и вывоза ТБО (комплект) |
1 |
Ревизионный люк транспортного трубопровода |
200 |
Отводы транспортных трубопроводов |
50 |
Тройники транспортных трубопроводов |
30 |
Расчет пневмосистем мусороудаления
Исходными параметрами при расчете пневмотранспортных установок для удаления ТБО являются: внутренний диаметр транспортного трубопровода, определяемый условиями незасоряемости (диаметр мусоропроводов 350...450 мм); рекомендуемый диаметр 400...600 мм; суточная производительность установки, зависящая от числа обслуживаемых жителей и средних норм накопления ТБО; физико-механические характеристики отходов (плотность, влажность, фракционно-морфологический состав и т.д.); план и профиль трассы транспортного трубопровода.
В результате расчета необходимо определить: расход транспортирующего воздуха; потери давления в пневмосети; мощность привода побудителей тяги; продолжительность непрерывной работы пневмосистемы в сутки; тип оборудования (побудители тяги, циклоны, фильтры, арматура и т.д.).
Расход транспортирующего воздуха Qв м3/с, определяют по формуле
Qв = FнVн,
где Fн — площадь сечения транспортного трубопровода под мусороприемными клапанами, м2;
Vн — скорость воздуха в начале транспортного трубопровода пол мусороприемными клапанами, м/с.
Необходимая скорость транспортирующего воздуха возрастает при увеличении диаметра транспортного трубопровода:
Диаметр трубопровода, мм |
Скорость воздуха, м/с |
450 |
24...27 |
500 |
26...30 |
600 |
28...32 |
Большие значения скорости в пределах каждого диаметра трубопроводов соответствуют отходам с большим содержанием тяжелых фракций (камни, стекло, металл). Побудителей тяги (вакуум-турбин) выбирают на основании расчета потерь напора для наиболее протяженной трассы транспортных трубопроводов.
Общие потери давления в пневмосистеме Роб равны:
Роб = Рвак + Рнак,
где Рвак — потери в вакуумной линии от воздухозаборного клапана до вакуум-турбин, Па; Рнак — потери в напорной линии вакуум-турбин, Па.
Потери в вакуумной линии складываются из потерь давления на движение чистого воздуха в воздуховодах и элементах оборудования на расчетном участке трассы и потерь давления на движение аэросмеси:
Рвак = Рв + Рсм.
Потери на движение аэросмеси
Рсм = Рр + Ртр + Рм+Рп,
где Рр — потери на разгон аэросмеси. Па; Ртр — потери на трение при движении аэросмеси, Па; Рм — потери в местных сопротивлениях (колена, клапаны, переключатели я т. д), Па; Рп — потери на польем аэросмеси, Па.
Потери давления на разгон аэросмеси определяют из условия, что скорость движения основной массы ТБО составляет в среднем 70 % скорости транспортирующего воздуха, Па:
Потери давления на трение при движении аэросмеси в транспортном трубопроводе, Па, определяют по формуле
Потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяют по формуле
Подъем аэросмеси необходим, как правило, в конце трассы трубопроводов перед приемным бункером, расположенным на СП.
Потери давления на подъем аэросмеси, Па, определяют по формуле
Условную массовую концентрацию аэросмеси определяют по формуле
где t — продолжительность работы мусороприемного клапана, с.
Если протяженность трассы в сети транспортного трубопровода превышает 0,5 км, при расчете потерь давления ее целесообразно разбить на ряд участков и определить начальные и конечные параметры транспортирующего воздуха для каждого участка. Если потери давления на рассматриваемом участке (воздуховоде или транспортном трубопроводе), определенные по начальным для него параметрам воздуха, превышают 5 кПа, то рассчитывают средние значения скорости воздуха и его плотности на этом участке. Потери давления повторно рассчитывают по найденным средним значениям. Затем определяют параметры воздуха в конце рассматриваемого участка, служащие исходными (начальными) данными для расчета следующего участка, и т. д. Потери давления в местных сопротивлениях определяют по средним значениям параметров воздуха на каждом участке.
Если количество местных сопротивлений в протяженном трубопроводе невелико, а его диаметр и температура транспортирующего воздуха постоянны по всей длине трассы, можно, не разделяя трассу на расчетные участки, определять потери давления на трение при движении аэросмеси, Па:
где Рн — давление (абсолютное) в начале трассы, Па.
Расчет потерь давления в местных сопротивлениях в этом случае определяют по средним для всей трассы значениям параметров воздуха.
Мощность привода вауум-турбин N, кВт, определяют по формуле
Удельную работу сжатия воздуха в вакуум-турбинах (при адиабатическом сжатии) кг-м/кг, определяют по формуле
где к — показатель адиабаты, равный 1,4; R — газовая постоянная, равная 29,27; Tвх — температура воздуха на входе вакуум-турбин, К;
Рвх и Рвых — абсолютное давление воздуха на входе и выходе вакуум-турбин.
При выборе вауум-турбин для пневмосистем мусороудалепия отдают предпочтение варианту установки нескольких машин (обычно 3...4) с обязательным подключением одной запасной машины для «горячего» резерва.
Продолжительность непрерывной работы пневмосистемы Т при удалении ТБО составит:
где А — число жителей в обслуживаемом районе; Кз — коэффициент запаса, учитывающий неравномерность работы пневмосистемы. Для пневмосистем, обслуживающих 15...20 тыс. жителей, Кз = 1,2...1,4, для 40...60 тыс. жителей Кз = 1,5...2.
Социальные сети