中央清洁卫生系统的概念

一、传统中央清洁卫生系统简介

（一）概念：

采用中央除尘模式，通过管路输送系统建立生n个终端吸口（其中m个同步使用终端吸口），达到1个车间或x个车间y条生产线及附近的粉尘和杂质获得快速清理和清除的目的。

（二）4个特点（诉求）：

便捷性、高效性、稳定性、经济性。

（三）组成：

1、n个终端吸口：

（1）均布于1个车间或x个车间内，数量较多为n个，也可按照需要布局。

（2）每个终端吸口一般由：异形吸口+引导管+软管3个部分组成。

异形吸口：根据需要设计，圆口、扁口、尖口、老叭口……

引导管：人工握住控制异形吸口，一般直管、弯管、异形……

软管：连接分支管路，提供异形吸口位移操作便利。

（3）同步使用的终端吸口数量一般为m个，m＜n。

2、管路输送系统：

2-1、管路呈树枝状分级均布，一般3-5级。

2-2、控制空间面积大、距离远。

2-3、每一个树枝状分级之处即均风节点，配置均风装置。

2-4、2种均风模式：

2-4-1、传统分配站均风模式：

（1）在每一个分级节点处配置传统分配站。

（2）传统分配站的特征如下：

（2）-1、将分配站断面的风速控制在v≤3.0m/s，这样，就可以将风量均衡分配到x个抽风口，实现均风的目的。

（2）-2、传统分配站的主抽风管一般位于分配站的一侧、上部、中部3个部位，x个分支抽风管均衡位于分配站中部，分配站的底部一般用于堆积聚尘。

（2）-3、传统分配站具有均风性能好、结构简单、制作容易、占用空间小等等优势。   

2-4-2、多级变径管均风模式：

（1）在每一个分级节点处配置多级变径管。

（2）多级变径管的特征如下：

（2）-1、设定主抽风管路风速不变，每增加一个分支管路，就将主抽风管路断面面积缩小，缩小的面积等于分支抽风管路的断面面积，如此，分支管路愈多，多级变径管路就愈长。

（2）-2、分支抽风管路和主抽风管路之间夹角：15°-45°。

（2）-3、分支抽风管路呈大弧弯。

3、中央除尘器：

3-1、3级串联组合模式：

1级旋风除尘器+2级滤袋除尘器+3级滤袋除尘器的串联组合模式。

其中，3级滤袋除尘器的主要功能是预防2级滤袋除尘器出现布袋破损引发的

粉尘泄漏事故，因为，中央超负压抽风机对空气的粉尘浓度有比较高的要求。

3-2、耐负压外壳：

除尘器的外壳一般采用圆柱锥形，用于抗击超高负压力。

3-3、在线清灰模式：

和传统外滤袋式除尘器一样，采用在线高压气脉冲喷吹清灰。

3-4、滤布机械场一元除尘结构：

除尘器的过滤精度主要依靠滤布的过滤精度，即滤布一元过滤模式。

4、中央超负压抽风机：

（1）主要为多级离心风机或者罗茨鼓风机，提供超高值的负压力和抽风量。

（2）其提供的系统负压值一般为：2.5-5.0×10KPa。

5、排风管：

引到车间外，环保达标排放。

（四）4个方面的缺陷点：

1、管路容易堵塞、清理十分困难：

   传统中央清洁卫生系统的终端吸口和管路之间，是直接连通的。

中央卫生清洁系统主要工作是清洁车间生产线上及附近的粉尘，终端吸口难免抽吸到各种各样的大颗粒杂质：

例如硬杂质：机械零配件（螺丝、螺母等）、破损的加工件（电池壳体、破损部件等）等；

例如软杂质：布块、手套、塑料膜、机油等。

这些软和硬的大颗粒杂质，一旦进入高速高负压的管路系统，特别是管路拐弯处和管路升级汇聚处，极易形成堵塞。

而且，一旦管路被堵塞，一方面，由于管路呈多级树枝网状，极难找到堵塞的具体之位置；另一方面，即使找到堵塞的具体之位置，清理也十分困难。

因此，传统的中央卫生清洁系统对于管路堵塞问题一直缺乏有效的解决办法。

2、均风装置技术不完善、性能差：

（1）传统分配站均风模式：

在传统分配站的进风管路中，粉尘是高速运行的，其风速v：平均≥33 m/s。当粉尘到达分配站时，风速迅速降低到v≤3.0m/s，此时，大部分粗-中-细-微细粉尘和比重较大的超微细粉尘在重力作用下，会迅速发生沉降而聚集于传统分配站的下部，因此，分配站由于存在巨大的速度差，必然存在严重的聚尘问题。

传统分配站严重的聚尘问题会快速将分配站有限空间占据，使分配站无法正常工作，引发均风性能差或者无法均风的问题。

一般通过人工定期清理或者通过卸灰阀自动卸灰来解决传统分配站严重的聚尘问题。

目前，一般通过卸灰阀自动卸灰，由于分配站一般处于中央卫生清洁系统的中间段，即车间生产线的密集段，因此，清灰及其管理显得及其不方便。

（2）多级变径管均风模式：

传统多级变径管均风模式存在造价高、安装不便、实际均风功能差的问题。

多级变径管的制作难度大，因此造价高；一字排开，占用空间体积很大，因此，安装和使用均极其不方便；理论上可以有效均风，但是，实际使用过程，往往由于沿程阻力差异化，造成均风功能差。

（3）因此，2种传统的均风模式均存在严重的技术缺陷，而且，一直得不到有效解决。

3、管路输送系统因为风速高能耗大：参见表1

   传统中央卫生清洁系统为了克服管路堵塞和不稳定均风等缺陷，通常采用提高管路风速的办法，比如将管路风速提高到平均≥33 m/s，甚至更高，由此导致管路输送系统的能耗值增加。

4、3级传统中央滤袋除尘器能耗高、耗损大、效果差：

4-1、传统滤袋除尘器的4个显著缺陷点：

（1）清灰效率低：粉尘要经过n次高压气脉冲喷吹，才能被清除。

（2）过滤精度低：除尘器的过滤精度明显低于滤布自身过滤精度的1.0-3.0%。

（3）除尘器阻力值大：总阻力值1200-1600Pa，甚至更高。

（4）滤袋使用寿命短：在粉尘和高压气双高频冲击破坏作用之下，滤袋的使用寿命一般只有1-2年。

4-2、在巨大负压（2.5-5.0×10KPa）之下，传统中央滤袋除尘器的4个缺陷点则更加显著：

（1）清灰效率更加低：

粉尘要经过n×10次（压差倍数）高压气脉冲喷吹，才能被清除。

（2）过滤精度更加低：

除尘器的过滤精度明显低于滤布自身过滤精度的（1.0-3.0%）×6（效率倍数）。

（3）除尘器阻力值更加大：

总阻力值平均≥2600Pa，甚至更高。

（4）滤袋使用寿命更加短：

在粉尘和高压气双高频冲击破坏×20次（冲击倍数）作用之下，滤袋的使用寿命一般≤3个月。

4-3、小结：

传统3级滤袋除尘器存在能耗高、耗损大、除尘效果差的缺陷，而且，一直得不到有效解决。

（五）小结：

传统中央清洁卫生系统实现了清洁卫生的便捷性和高效性目标。

但是，稳定性、经济性目标尚有欠缺。

同时，除尘效果还比较差，通常是高排放（30-100mg/m³）。

二、新型中央清洁卫生系统

（一）5个方面的技术创新：

1、“空气杂质隔离器”：

在中央卫生清洁系统的终端吸口和分支管路之间，配置“空气杂质隔离器”。

“空气杂质隔离器”对大颗粒硬、软杂质的隔离率可以达到100%，而细小颗粒粉尘则可以100%顺畅通过。

在确保终端吸口处于正常工作状态的同时，有效阻隔大颗粒硬和软的杂质，因此，比较彻底解决了管路的堵塞问题。

“空气杂质隔离器”相当于中央卫生清洁系统前端的一个安全阀门。

2、“自吸式均风器”：

在树枝状分级均布的管路输送系统中，其中的每个分级分支之处配置“自吸式均风器”。

当“自吸式均风器”的断面风速≤3m/s时，抽风总管的抽风量可以均衡地分配给n条分支进风管，实现高效的均风目的。

与传统分配站不同之处，“自吸式均风器”的抽风口位于底部端口，所有聚尘会立刻被高速运行的风速（v≤22m/s）从均风器的底部端口抽吸，进入上一级抽风管或者抽风总管。   

“自吸式均风器”在实现均风目的的同时，很好地解决了聚尘问题。

3、管路输送系统风速低能耗小：参见表1、2

   由于新型中央清洁卫生系统解决了管路堵塞和不稳定均风这2个大问题，因此，管路风速可以从传统中央清洁卫生系统的平均≥33 m/s显著降低为平均≤22 m/s，管路输送系统的能耗获得显著减少。

4、“一种超负压除尘器”和“三级超负压除尘器”：

是中央清洁卫生系统的中央除尘器，其中“三级超负压除尘器”由1级高效旋风除尘器+2级“一种超负压除尘器”+3级“一种超负压除尘器”串联组合而成。

   “一种超负压除尘器”与“低排放的垂直式滤筒除尘器组”结构一样，具有4个显著优势点：

（1）离线清灰效率高：

一次高压气脉冲喷吹清灰即可以清除全部无益粉尘，提升n×10倍。

（2）过滤精度高：

明显高于滤布自身过滤精度，提升（0.013-3%）×6倍。

（3）除尘器阻力值小：

总阻力值600-800Pa，甚至更低，与传统的≥2600Pa相对比，降低≥73%。

（4）滤袋使用寿命双倍增：

平均寿命≥5年，提升20倍以上。

（二）6个优势点：

1、系统运行超级稳定：

（1）系统运行的故障率几乎为零，一般可以稳定持续运行时间≥5年，一直到更换耗材滤筒为止。

（2）系统的均风能力优异，稳定均风。

2、系统运行的能耗低：

（1）输送管路系统风速由传统的平均≥33 m/s显著降低为平均≤22 m/s，大致相当于管路输送系统的能耗节省率：≥54%。

（2）三级除尘器能耗值从≥6200Pa显著降低到≤2400Pa，减少阻力值3800Pa，相当于三级除尘器的能耗节省率：≥61%。

参见案例1附表1，系统能耗从25.5Kw显著降低到13.8 Kw，减少能耗值11.7 Kw，相当于系统的能耗节省率：≥45.8%。

3、系统运行的耗损小：

新型中央除尘器的布袋或者滤筒耗材，使用寿命从≤3个月增加到≥5年，耗损降低20倍以上。

4、系统运行的人工维护费用小：

   如上所述，稳定性优异、耗损小意味着系统运行的人工维护费用小。

5、除尘效果好：

如上所述，新型中央卫生清洁系统的中央除尘器，其除尘效果从≥30.0mg/m³提升到≤5.0mg/m³，提高5倍以上。

6、新型只需要传统中央清洁卫生系统年运行费用的21%（参见案例1附表2）。

（三）总结：

新型中央清洁卫生系统基本实现了便捷性、高效性、稳定性、经济性4个目标，同时，还显著提高了系统的除尘效果。