Аспирационные системы установки и оборудование промышленной аспирации

Назначение аспирации

Назначение аспирации — локализовать выделения примесей, т.е. не допустить поступление примесей от источника их образованиях при технологическом процессе в воздух рабочих помещений.

Отличительной особенностью аспирационной системы являются сильно наклонные воздуховоды. В менее пыльных производствах используется пылеудаляющая вентиляция (отличается отсутствием наклонных воздуховодов).

Главный критерий эффективности аспирационной установки – степень невыбивания, т.е. отсутствия исхода вредных веществ из-под местных отсосов в воздух рабочих помещений. Чем более эффективна система аспирации, тем меньше примесей поступает в помещения из местного отсоса.

Что такое система аспирации воздуха и где она применяется?

Аспирация — это процесс удаления из рабочих участков пыли, мелких частиц, воздушных взвесей, оказывающих вредное влияние на органы дыхания, здоровье и самочувствие персонала, загрязняющих воздух и затрудняющих дыхание. Использование аспирационных систем помогает более экономичным и эффективным способом очищать воздух в рабочих помещениях, не привлекая для этого систему общеобменной вентиляции. Области применения аспирационного оборудования разнообразны. К ним относятся:

• деревообработка

• химическая промышленность

• производство пищи

• металлургия

• производство строительных материалов

• горнодобывающая промышленность и т.д.

Использование систем аспирации значительно упрощает и

, на долю которой остается лишь достаточный воздухообмен и подготовка свежей струи. При этом, вытяжные линии работают так же, как это запроектировано, поскольку в расчет обычно не принимается наличие посторонних включений в состав воздуха. Производится лишь частичная корректировка объема вытяжки, учитывающая работу аспирации и пылеудаления.

Необходимость систем аспирации для деревообрабатывающей промышленности

Для формирования комфортных трудовых условий, предупреждения выбросов пыли от спецоборудования в производственном цеху, перемещения сыпучих материалов используются системы аспирации и пневматический транспорт. Они предназначены не только для санитарных и технологических целей, но еще и обеспечивают пожаробезопасность.

Система очистки воздуха в цеху

Качество работы во многом зависит от надежности пылеудаляющей вентиляции. Правильно спланированная вентиляционная система помогает:

• значительно снизить траты на отопление;
• освобождать помещение от пылевых взвесей;
• изготовлять продукцию высокого качества.

Обработка древесины подразумевает появление разных типов отходов. По виду обрабатывания дерева отходы делятся на шлифовальную пыль, стружку, опилки.

Таблица обработки древесины

Поскольку фильтрация крупных фракций не является трудной задачей, главная функция современных систем аспирации – результативное избавление от мелкодисперсной пыли.

Существуют вентиляционные аппараты, позволяющие избавиться от одного вида загрязнений. Но на крупных предприятиях с расширенным ассортиментом продукции процентное соотношение производственных отходов всегда изменяется. В этом случае требуются системы аспирации, предполагающие комплексный подход к устранению отходов производства.

Конструкция системы аспирации воздуха

В состав аспирационных систем входят:

• вентиляторы, создающие отрицательное давление в системе
• фильтрационные устройства, отделяющие включения от воздуха
• специальные емкости для аккумулирования и последующего удаления пыли, твердых включений, взвеси и т.д.

Используются два основных типа конструкции:

• моноблочные установки. Они обладают мобильностью, способны эффективно работать на определенном участке, но при необходимости легко транспортируются в любое место.
• модульные конструкции. Это сложные системы, создающиеся, как правило, по специальному заказу для конкретных производств и условий. Обладают заданной производительностью и мощностью, выполняют конкретные задачи.

Принцип работы установок заключается во всасывании потока загрязненного воздуха в установку типа циклон, внутри которой производится отделение твердых частиц и аккумулирование их до момента извлечения и удаления.

В зависимости от размеров цеха, количества источников загрязнения и состава пыли, установки могут обладать разной мощностью вентиляторов и различной конструкцией фильтров. Для цехов, имеющих сильную запыленность, устанавливаются стационарные комплексы, производящие очистку в непрерывном режиме. Поступление загрязненного воздуха обеспечивают промышленные пылевые вентиляторы с нижней части циклона, затем поток пропускается сквозь систему фильтров и выводится через патрубок в верхней части установки.

Воздуховоды аспирации, используемые для этого, изготавливаются преимущественно из металла толщиной от 0,5 до 2 мм. Фасонные изделия — переходники, разветвители и прочие фитинги — имеют толщину на 1 мм больше, чем сами трубы. Наиболее эффективны каналы круглого сечения, поскольку они имеют лучшие аэродинамические показатели и не создают завихрений, являющихся причиной образования участков скопления пыли.

Важно! Необходимо использовать только прямошовные трубопроводы, чтобы исключить появление скоплений твердых частиц и образование заторов.

Для соединения воздуховодов и фитингов используются фланцевые соединения с резиновыми уплотнителями. В некоторых случаях могут применяться муфтовые соединения.

Проблемы аспирации и их современные решения

Возможные проблемы преимущественно связаны с конструкцией установок. Они обусловлены либо ошибками проектирования, когда изначально рассчитывались неподходящие параметры производства, либо эксплуатационными причинами, снижающими эффективность работы системы. Среди типичных проблем чаще всего приходится сталкиваться со следующими ситуациями:

• образование пылевых пробок и заторов, снижающих давление в системе. Решение вопроса состоит в своевременной очистке воздуховодов, исправлении их конфигурации, замене труб на более подходящие по конструкции

• недостаточная производительность вытяжки. Эта проблема возникает на стадии проектирования. Решением стане изменение состава оборудования, введение дополнительных устройств, увеличивающих возможности системы

• отсутствие эффекта при больших прикладываемых мощностях. Обычно такие проблемы возникают при неправильном размещении всасывающих патрубков. Слишком удаленные от источников пыл трубопроводы не способны в должной степени улавливать частицы, отчего эффект от работы системы значительно снижается

• слабый эффект при относительно исправной системе. В данном случае могут действовать одновременно несколько причин. Прежде всего, надо определить, достаточна ли мощность оборудования. Кроме того, следует проконтролировать правильность размещения патрубков, эффективность работы фильтров и т.д. отдельным фактором, снижающим мощность работы аспирационного комплекса, является недостаток приточного потока, не позволяющий системе функционировать в оптимальном режиме.

Классификация

Назначение аспирации – локализовать выбросы и убрать их из помещения. В зависимости от дальнейшего движения очищенных воздушных потоков, системы разделяются на две группы:

• Прямоточные очищают воздух перед выбросом его в атмосферу.
• Оборотные задействованы в замкнутой системе, воздух очищается и возвращается. Закрытый цикл помогает экономить на отоплении в зимнее время.

Вне зависимости от принципа работы и используемой схемы, система аспирации состоит из нескольких обязательных узлов. Основные элементы:

• Местные отсосы: зонты, отсосы. Устанавливаются в месте выделения вредоносных отходов. Их задача захватывать и убрать загрязненный воздух из технологической зоны.
• Воздуховоды, через которые загрязненный воздух от источника загрязнения транспортируется к устройствам очистки.
• Вентиляторы для перемещения воздуха.
• Системы очистки: инерционные воздухоочистители, фильтрующие элементы.

Моноблочная система аспирации монтируется как можно ближе к источнику загрязнения. Легко переносятся и быстро монтируются, подключаются в центральные воздуховоды. В состав моноблочной системы аспирации входят следующие устройства:

• фильтр;
• вентилятор;
• тара для сбора отходов.

Моноблочные системы аспирации бывают стационарные и мобильные.

Преимущества аспирационных систем

Аспирационные системы работают непосредственно в участках наибольшей запыленности. Это освобождает их от необходимости транспортировать поток до фильтрационных установок, для чего необходимы большие мощности и постоянное обслуживание каналов. Кроме того, аспирационные установки обладают вполне высокой мощностью и производительностью при относительно слабом оборудовании, поскольку исключаются потери на дальнюю транспортировку и аэродинамику.

Не менее важным преимуществом аспирационных систем является их независимость от общеобменных комплексов. Остановка одной системы не препятствует функционированию другой, что позволяет не прерывать производственный процесс в случае необходимости ревизии или ремонта основной вентиляции.

Соблюдение требований производственной санитарии намного проще обеспечить при использовании специализированных установок, производящих очистку воздуха. В этом отношении общеобменные системы значительно уступают аспирации как в эксплуатационном, так и в экономическом смысле.

Виды вентиляционных систем

Общая характеристика	Разновидности	Технологические особенности
Циркуляция воздуха	Прямоточные системы аспирации	Забирают вентилируемый воздух из цеха, очищают в специальных установках и выбрасывают его в атмосферу.
	Замкнутые или рециркуляционные системы	Вентилируемый воздух после очищения уходит в цех. Это помогает существенно снизить тепловые потери зимой, а значит, уменьшить траты на отопление, что немаловажно в областях, где зимы длительные и морозные.
Гидравлический режим	Непрерывные системы	Работают постоянно.
	Переменные системы	Имеют произвольный режим, что позволяет экономить энергию в цехах только дневной работы.
Связь с остальным оборудованием	Централизованные системы	Подключены к нескольким типам рабочего оборудования, которое может включаться и выключаться автоматически в произвольном порядке.
	Автономные системы	Обслуживают обычно один агрегат.

Каждая разновидность имеет огромное количество версий, различающихся особенностями конструкции и подключаемым оборудованием. Какую именно систему предпочесть, решают в зависимости от технологических и экономических условий производства. В большинстве случаев собранные отходы аспирации формируются в брикеты. Их также используют в промышленности, ведь это чистая прессованная древесина.

Оценка работы аспирации в цеху

Качество работы аспирационных систем оценивается, прежде всего, по составу воздуха в помещениях. Наличие большого количества пыли свидетельствует о том, что аспирация недостаточна и не справляется со своей задачей. На качество работы системы влияет состояние оборудования и воздуховодов, нарушения герметичности вытяжных участков, образование пробок иди заторов в каналах.

Типы пылеулавливающих аппаратов

Очистка воздуха циклонами

• конструктивная простота;
• легкость в обслуживании;
• нетребовательность в работе.

Но есть у циклонов и свои минусы. К ним относят теплопотери из-за отсутствия замкнутого цикла воздухообмена, требуемую высокую мощность вентиляционных двигателей и полную остановку работы при выходе из строя одной из деталей аппарата.

Зачастую в цехах по обработке дерева и изготовлению мебели при монтировании аспирации ставят циклон с вентилятором, улиткой и бункером для сбора пыли, а воздуховоды разводят к станкам. На больших предприятиях принято совмещение двух и более одиночных фильтров.

Схема гравитационного пылеуловителя

Пылеуловители фильтруют твердые частицы в потоке воздуха или в любой пористой среде. Сейчас на производствах по деревообработке в крупных промышленных государствах это наиболее часто используемый вид улавливающего пыль оборудования.

Благодаря конструктивным особенностям, оно способно очистить воздушное пространство так, что содержание пыли в ней будет меньше 1 мг/м3. Этот уровень меньше максимально дозволенного санитарно-гигиеническими правилами для приточного воздуха. Высокая степень очистки позволяет возвращать теплый воздух в производственное помещение и зимой экономить на отоплении.

На небольших предприятиях часто используют аппараты для удаления загрязнений локального применения. К ним относят малогабаритные рукавные фильтры. Их производительность невысока: 1200–4000 м3/ч. Но этого достаточно для производств, где установлено не более четырех станков.

Схема работы рукавного фильтра

• необходимость установки вблизи станка;
• малую продуктивность;
• невозможность работы с липкими загрязнениями.

Если необходима мощность немного больше вышеописанной, применяются небольшие по габаритам рукавные фильтры с продуктивностью 1500–6000 м3/ч. На крупных производствах оснащение может располагаться по зонам с подсоединением каждой из них к собственному фильтру.

Установка ПУА, ПУАК

Автоматическая система пылеудаления удобна для крупных предприятий. Здесь разумна установка рециркуляционных пылеулавливающих аппаратов (ПУА) высокой производительности (от 6000 м3/ч). Аппараты с меньшей производительностью (1250 до 3900 м3/ч) используют и на небольших производствах. Подобные агрегаты могут применяться для сбора загрязнений сразу с нескольких станков.

Агрегаты марки ПУА и ПУАВ

Размер отходов не принципиален, что ускоряет очистительный процесс. Это важно для работы на строгальных и шипорезных станках, где объем отходов велик.

Минус ПУА в том, что они не снабжены механизмом восстановления фильтрующей поверхности. В пылеулавливающих агрегатах этого типа нужно систематически отсоединять и очищать фильтровальные рукава.

Для сбора мелкой пыли производятся установки ПУАК со складчатым фильтром вместо рукава. Такое замещение увеличивает размер обрабатываемой поверхности, пылеемкость и результативность. Восстановление фильтрующих элементов реализуется продуванием сжатым воздухом прямо на агрегате. Не рекомендуется устанавливать их:

• на постоянно функционирующих производствах;
• дальше трех метров от станка;
• при скорости всасывания местной вытяжки более 22 м/с.

Установки этого типа наилучшим образом годятся для маленьких цехов или при частичной загруженности за смену.

Оборудование ПУА и ПУАК используется для небольших производственных цехов

Предназначаются для высасывания пыльного воздуха со скрытых мест рабочей зоны и транспортно-технологического оборудования. Для устранения таких загрязнений применяются комплексы:

• с разветвленной сетью воздуховодов;
• с барабанными проходными коллекторами;
• с вертикальными стояками аспирации.

Система пылеудаления подбирается в зависимости от возможности монтажа производственного оборудования, которое нужно чистить от пыли.

Централизованные системы аспирации требуют использования рукавных фильтров продуктивностью от 9000 до 20000 м3/ч. Они могут быть как внутреннего, так и наружного исполнения. Первые поставляют только в сборе. Достоинства таких фильтров:

• возможность объединения со шлюзовым погрузчиком;
• ручное и автоматическое восстановление функций;
• высокий уровень очистки воздуха.

Однако подобные приборы не предназначаются для действий с липкой пылью и не подходят для цехов, где производят мебель.

Пример системы аспирации с фильтром СРФ4К-ВЕНТ и подъемно-поворотными вытяжными устройствами

Рекомендуемое оборудование

Пылевые вентиляторы ВЦП 7-40

Радиальные центробежные пылевые вентиляторы

Воздуховоды, узлы и детали для аспирации

Модульная система аспирации

Проектирование модульных систем аспирации выполняется под конкретный технологический процесс. Они уникальные, разрабатываются с учетом характеристик установленного оборудования и поставленной заказчиком задачи.

Основные конструктивные узлы моноблочной системы аспирации:

• Устройства для забора грязного воздуха: зонты, воздухозаборные щели, отсосы, укрытия.
• Вентканалы для транспортировки загрязненного воздуха.
• Вентиляторы.
• Устройства очистки: фильтр, циклон. Используются для удаления загрязнений из воздуха.

Материала воздуховода подбирается с учетом загрязненности и состава воздуха. По сравнению с моноблочной, модульная система более эффективная и экономичная, но проектирование данной системы аспирации и пневмотранспорта и изготовление обходится дороже.

Реализованная поставка аспирации для заказчика

Система аспирации решает сразу две проблемы: создает в рабочем помещении безопасные для человека условия труда и не допускает попадание в атмосферу загрязняющих веществ. Ее устройство обязательно на производствах, связанных с выделением в воздух пыли, волокон и каплевидных частиц. Индустриальная аспирация широко применяется в следующих производствах:

• пищепроме и химпроме;
• металлургические, машиностроительные предприятия;
• обработка древесины, изготовление мебели;
• изготовление бумаги и картона;
• табачное производство;
• легкая промышленность;
• предприятия по переработке вторичного сырья;
• производства, где задействованы порошки, сыпучие материалы, мелкие гранулы.

Опыт

На заметку! Аспирация – это «высший пилотаж» в вентиляции. Для качественного проектирования, монтажа или экспертизы этой системы требуются колоссальные теоретические знания и огромный практический опыт.

Никогда не доверяйте работы по аспирации компаниям, которые не имеют специального образования и опыта.

Нам очень часто приходится иметь дело с системами аспирации, которые потеряли эффективность, или никогда не были эффективными. Приходилось переделывать системы аспирации после работы специалистов по вентиляции общего профиля, а зачастую возникала необходимость устанавливать новую систему.

Стандартное устройство аспирационной системы

Оборудование	Основная функция
Пылевой вентилятор	Нагнетание воздуха и увеличение давления
Пылеулавливающий аппарат	Очистка загрязненного воздуха
Система пылеудаления	Ликвидация собранной грязи и пыли (должна быть защищена от осадков)
Рукавные фильтры	Пропуск очищенного воздуха
Контейнеры для отходов аспирации	Сбор пыли и загрязнений

В подобном комплексе формируется принудительное движение воздушного потока. Пылевая взвесь уходит через воздуховод и прогоняется через фильтры. Такая очистка воздуха позволяет сохранить здоровье работников, экологически безопасна.

Как работает аспирационная система

Потери воздуха

Этому фактору чрезвычайно часто не уделяется достаточного внимания. При экспертизах неудовлетворительно работающих систем аспирации, одним из первых шагов, который мы делаем, является оценка потерь воздуха. Мы сравниваем реальнее потери воздуха с закладываемыми потерями в проекте. Очень часто бывает, что проектировщики не принимают во внимания потери, поэтому подбирают вентиляторы без необходимого запаса.

Очень значительная часть воздуха аспирационной системы теряется в неплотностях воздушной сети. В советское время нормировались потери воздуха в воздушной сети на уровне 15%. Однако, многочисленные опыты показывают, что потери в воздуховодах, в среднем, достигают 30% и даже более! Поэтому, при подборе вентиляторов это должно быть учтено.

Следующий фактор, который зачастую просто-напросто не учитывается – подсосы воздуха через пылегазоочистные устройства.