CC BY
23
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
Пневмотранспортирование пищевых сыпучих материалов
на базе турбокомпрессоров
нового поколения
А.А. Коваленко, М.М. Полосина
ОАО «Первый хлебозавод», г. Калининград
П.С. Ейвин, Т.П. Турчанинова, канд. техн. наук
ГОСНИИ хлебопекарной промышленности
Рассматривая вопрос экологии при получении воздушного потока для перемещения пищевых сыпучих материалов по трубопроводу для нужд хлебопекарного (или любого пищевого) производства, а также целесообразности использования для этих целей того или иного источника сжатого воздуха, необходимо поставить задачи, с которыми должна справиться компрессорная техника для обеспечения нормального рабочего процесса и решения экологических проблем.
Для примера возьмем простейший процесс перемещения муки из силоса склада БХМ в производственную емкость хлебопекарного предприятия.
Итак, поставлена задача обеспечить подачу сжатого воздуха на процесс пневмотранспорта муки с определенными и обычно стандартными параметрами, примерно схожими для большинства предприятий хлебопекарной промышленности.
Наиболее часто используемый способ получения сжатого воздуха на таких предприятиях - это устройство центральной компрессорной станции, состоящей из двух и более мощных компрессоров, создающих запас сжатого воздуха для производственного
процесса в ресиверах с давлением значительно превышающим 4-6 ати, тогда как требуемое давление - 0,32 ати.
При таком способе получения сжатого воздуха возникает масса экопроб-лем, которые необходимо решать. Для этого ведется непрерывное наблюдение за работой компрессоров: дежурный компрессорщик круглосуточно находится в отдельном помещении компрессорной для недопущения попадания избыточного количества масла и продуктов износа самого компрессора в подаваемый им воздух; осуществляется слежение за системой охлаждения компрессоров (обычно это холодная вода, которая без очистки сбрасывается в канализацию предприятия, она загрязнена частицами масла и т. п. примесями); проводится своевременное обслуживание масло- и вла-гоотделителей (слив масловодяного отстоя). Обычно это несанкционированные емкости, в которых работники предприятий накапливают отработанные масла и другие жидкости. При этом возможно их (емкостей) случайное опрокидывание, тем самым может быть нарушена и безвозвратно потеряна чистота производственных помещений. Своевременно осуществляется освидетельствование ресиверов, самого компрессора (по требованиям Ростех-надзора для техники, работающей под давлением более 0,7 ати). Для обеспечения требований по надежности предприятие имеет и постоянно поддерживает в работоспособном состоянии резервный компрессор (на случай выхода из строя основного или на время его технического обследования не менее двух раз в год).
К сожалению, повышенные шумы и вибрации при работе компрессорной станции стали нормой на хлебопекарных предприятиях.
Современные способы получения сжатого воздуха позволяют применять более совершенные и экологически безопасные машины, однако использование воздуходувок имеет недостатки: малый ресурс, высокое энергопотреб-
ление, повышенный шум, низкий КПД, слабая надежность; применение поршневых, ротационных и винтовых машин имеет те же недостатки плюс загрязненность воздуха маслом и продуктами износа узлов.
В ГОСНИИХП совместно с Московским авиационным институтом разработан безмасляный турбокомпрессор-ный агрегат нового поколения, при применении которого на хлебопекарном предприятии были получены положительные результаты по использованию его в системах пневмотранспорта муки. Преимущества установки: полная автономия; нет необходимости в специальных помещениях и фундаменте; малые габариты - 1х1х1 м; в сжатом воздухе нет примесей вследствие отсутствия масел и смазок в агрегате; высокий ресурс работы (пока 5 лет, но очередное освидетельствование не показало следов износа узлов агрегата); отсутствие возможности нарушений в работе агрегата по недосмотру персонала - агрегат полностью автоматизирован с несколькими степенями защиты, не требуется наблюдения; в результате высокой степени автоматизации процесса подачи сжатого воздуха нет необходимости его накопления в ресиверах высокого давления, а, соответственно, и в их освидетельствовании (агрегат автоматически подает сжатый воздух сразу с теми параметрами, которые необходимы для перемещения муки по материалопрово-ду); в связи с абсолютным отсутствием примесей в сжатом воздухе отпала необходимость во внутрипроизводственном масло-, влагоотделении, а, соответственно, и в возможности загрязнения конечного продукта продуктами смазки и охлаждения; величина потребляемой мощности - 7 кВт (максимум) - свидетельствует о высоком КПД и опосредованно о сбережении экологических ресурсов; при работе агрегата (без установки каких-либо дополнительных шумопоглощающих устройств) уровень шума не превышает общий фон работающего хлебопекарного предприятия; отсутствие необходимости использовать водопроводную воду в системе охлаждения исключает сброс отходов в канализацию.
Для сохранения чистоты процесса хлебопечения и окружающей среды институт рекомендует компрессорные агрегаты серии Ш2-МБКА. Стоимость агрегата (по расчетам на 01.07.2008 г.), включая обследование предприятия, монтажные и пусконаладочные работы, менее 15 тыс. евро, стоимость же импортного аналога без монтажа, пус-коналадочных работ и сопутствующих устройств не менее 40 тыс. евро.
Применение в промышленности такого класса малогабаритных компрес-
сорных агрегатов позволит качественно изменить компоновку пневмотранс-портных установок.
На рис. 1 представлена аппаратурная схема приема, хранения, подготовки, дозирования и внутрипроизводственного транспортирования сырья.
Весь процесс контролируется системой автоматического управления компрессорного агрегата. При этом в зависимости от мощности предприятия количество силосов хранения, линий просеивания, дозирования и тестопри-готовления может меняться. Из практики работы реконструированных нами предприятий компрессорный агрегат серии Ш2-МБКА-7/1,5 может обеспечить разгрузку 16 силосов и более. Такая задача решена, например, на ЗАО «Первый хлебозавод» (г. Калининград), ОАО «Тюменский хлебокомбинат», ОАО «Пивкомбинат «Балаковс-кий» (Саратовская обл.), ОАО «Авангард» (г. Тула), ОАО «Падун-хлеб» (г. Братск) и др.
Турбокомпрессор нового поколения модельного ряда Ш2-МБКА-6,5/2 в 2008 г. был установлен на ОАО «Первый хлебозавод» г. Калининграда (рис. 2). Это позволило ГОСНИИХП в сотрудничестве с МАИ полностью завершить реконструкцию указанного предприятия.
Технологическая схема пневмотранспорта муки на ОАО «Первый хлебозавод» представляет собой типовую традиционную схему отпуска муки со склада в производство, включающую узлы просеивания и взвешивания. До реконструкции линии пневмотранспорта обеспечивались сжатым воздухом от двух одновременно работающих компрессоров мощностью по 22 кВт каждый, причем пневмотранс-портирование велось в периодическом (прерывистом) режиме, т. е. сначала мука подавалась на одну из линий просеивания и взвешивания, затем,
Рис. 2. Двухступенчатый турбокомпрессорный агрегат серии Ш2-МБКА 6,5/2 нового поколения
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
14
Рис. 3. Технологическая схема пневмотранспорта муки на ОАО «Первый хлебозавод» (г Калининград): 1 - компрессорный агрегат Ш2-М БКА 7/1,5 (2 шт.); 2 - автомуковоз; 3 - силос хранения (12 шт.); 4 - фильтр Ш2-ХФС (12 шт.); 5 - шлюзовой роторный питатель М-122 (14 шт.); 6 - двухпозиционный переключатель (28 шт.); 7- циклон-разгрузитель с фильтром Ш2-ХФС (2 шт.); 8 - просеиватель «Бурат» (2 шт.); 9 - весы АВ-50НК (2 шт.); 10 - подвесная емкость (2 шт.); 11 - двухступенчатый компрессорный агрегат Ш2-М БКА 6,5/2 (1 шт.); 12 - бункер производственный (9 шт.); 13 - шнек (9 шт.); 14 - фильтр Ш2-ХФС-1 (9 шт.)
после заполнения подвесовой емкости, разгрузка прекращалась, и сжатый воздух направлялся только на линию подачи муки из подвесовой емкости в производственный бункер. При загрузке самого удаленного производственного бункера в работу подключался еще один дополнительный компрессор. При этом суммарная производительность пневмотранспортных линий не превышала 3-3,5 т/ч.
После реконструкции разгрузка любого из 12 силосов хранения в любую из двух технологических линий обеспечивается от одного компрессорного агрегата мощностью не более 7 кВт (рис. 3). Дальнейшая транспортировка муки после операций просеивания и взвешивания в любой из девяти производственных бункеров обеспечивается двухступенчатым компрессорным агрегатом мощностью не более 12 кВт. Независимо от производительности роторных питателей (от 3 до 5 т/ч), дальности транспортирования, меняющейся в зависимости от места расположения разгружаемого силоса или производственного бункера и, следовательно, от сопротивления рабочей трассы (от 0,2 до 0,7), системы управления компрессорными агрегатами стабильно обеспечивают их выход на оптимальные режимы. В данном случае суммарная производительность двух линий, подающих муку из склада БХМ в производственные бункера, составляет 8 т/ч вместо 3 т/ч при затратах суммарной мощности не более 1416 кВт.
Все три компрессорных агрегата установлены на свободной площадке склада БХМ, поскольку они изготавливаются со степенью защиты 1Р-54.
Преимущества новых турбокомпрессоров очевидны и ощутимы по всем техническим характеристикам с момента их ввода в эксплуатацию. Еще одно важное преимущество агрегатов - автоматическое снижение энергопотребления при неполной загрузке и в нестационарных режимах благодаря использованию интеллектуальной системы управления.
Таким образом, в течение последних пяти лет новое поколение турбокомп-рессорных агрегатов прошло производственную апробацию в различных городах. Они превосходят лучшие зарубежные и отечественные образцы соответствующего параметрического ряда, обладая высокой степенью экономичности и надежности.
Опыт получения сжатого воздуха при установке компрессорных агрегатов серии Ш2-МБКА на предприятиях хлебопекарной промышленности позволяет оценить его как высоконадежный, экологически чистый и безопасный способ.
При этом достигаются революционные результаты по экономии электроэнергии, ресурсов (масла, водопроводной воды, рабочей силы, средств, затрачиваемых на ТО и ремонт), а также появляется возможность исключить влияние «человеческого фактора» на качество и экологическую безопасность хлеба.
