Система аспирации пыли функционирует в тесном взаимодействии с системой вентиляции. Приточные установки должны обеспечивать достаточное количество свежего воздуха для замещения объема загрязненного воздуха, который удаляется из помещения.
Системы аспирации воздуха на производстве — что это такое?
Повышенные уровни запыленности атмосферы представляют собой один из основных опасных факторов для здоровья работников во многих производственных компаниях. Чтобы минимизировать отрицательное воздействие пыли на здоровье сотрудников и оптимизировать технологические процессы, необходимо применение аспирационных систем. Эти системы очищают воздух от вредных частиц и приводят его качество в соответствие с установленными нормативами.
Компания «Акрукс» предлагает услуги по проектированию и установке систем аспирации воздуха для предприятий различных отраслей. Мы обладаем значительным опытом выполнения крупных проектов различного уровня сложности. Благодаря высокой квалификации наших специалистов и использованию современного оборудования, мы разрабатываем аспирационные системы, которые предназначены для продолжительного использования при сохранении высокой эффективности.
Назначение и необходимость аспирации
Аспирация подразумевает процесс удаления из воздуха в помещении пыли, волокон, туманов и других взвешенных частиц. Этот процесс необходим на предприятиях в таких отраслях, как:
- деревообработка;
- целлюлозно-бумажная промышленность;
- дробильная промышленность;
- горно-обогатительная отрасль;
- пищевая промышленность;
- металлообработка и машиностроение;
- другие производственные сферы, в которых наблюдается высокое пылевыделение при осуществлении технологических процессов.
Монтаж систем аспирации воздуха требуется для тех производственных помещений, где наблюдается интенсивное выделение пыли. В таких случаях местной вытяжной вентиляции недостаточно для быстрого удаления загрязненного воздуха и его полноценной очистки.
Эффективная система аспирации в производстве позволяет поддерживать условия труда, соответствующие требованиям безопасности, что в свою очередь снижает уровень профессиональных заболеваний и несчастных случаев. Аспирация повышает уровень пожарной и взрывозащиты на многопрофильных производственных объектах. Она также способствует нормальному течению технологических процессов и снижению вредных выбросов в атмосферу.
Отличие аспирации от вентиляции
Вентиляция обеспечивает естественный или принудительный обмен воздуха в помещении. Процесс аспирации, направленный на очистку воздуха от инородных частиц и газов, следует рассматривать как одну из форм очистки. Это необходимо для предотвращения распространения вредных веществ и частиц, выбрасываемых в процессе производства. Системы вентиляции могут быть оборудованы отдельными установками для аспирации.
Аспирационные устройства предназначены для улавливания пыли, дымовых газов и аэрозолей. Такого рода установки используются в деревообрабатывающих производствах, на дробильных заводах и на других промышленных объектах, где выделяются опасные для здоровья людей и окружающей среды пылевые частицы. Все системы аспирации можно условно разделить на мобильные и стационарные.
Стационарные аспирационные установки
Стационарные установки включают в себя одну или несколько точек забора воздуха, воздуховоды, а также один (моноблочный) или несколько (модульные) фильтров, таких как циклоны, рукавные фильтры, скрубберы и абсорберы, вместе с системой вентиляторов. Каждый из перечисленных типов будет подробно рассмотрен ниже.
Циклоны
Циклоны, представляющие собой вихревые ротационные фильтры, предназначены для очистки воздуха от крупных и средних частиц. Это устройства для сухой очистки, которые устанавливаются в стальном цилиндрическом корпусе с конусной нижней частью. Их принцип работы основан на использовании центробежной силы. Поток загрязненного воздуха поступает в циклоне под углом, что создает вихревое движение.
Внутри фильтра-циклона образуется завихренный поток воздуха, который отталкивает механические частицы к стенкам корпуса. В результате чего частицы теряют скорость и оседают в бункере-пылесборнике, находящемся в нижней части устройства. Теперь воздух, покидающий фильтр, становится очищенным.
В зависимости от спецификаций объекта можно подобрать подходящий циклона по размеру и мощности, а при необходимости соединить несколько фильтров в батарею. Циклоны имеют простую, но надежную конструкцию, а также высокий коэффициент полезного действия. Кроме того, циклонные аспирационные установки являются более доступными по сравнению с другими типами фильтрации.
Циклоны целесообразно применять на производственных площадках с высоким уровнем запыленности. Однако стоит отметить, что эти фильтры не являются универсальными и не подходят для улавливания мелкодисперсной пыли.
Рукавные фильтры
Рукавные фильтры — это еще один тип систем сухой очистки. Устройства подобного рода способны фильтровать мелкие пылевые частицы и подходят для улавливания частиц второго-четвертого классов, а также аэрозолей.
Рукавные аспирационные системы бывают как внутреннего, так и наружного исполнения и представляют собой корпус прямоугольной формы. Рукава из нетканого материала крепятся на металлическом каркасе и устанавливаются в специальную рукавную плиту внутри рабочего пространства.
При прохождении неочищенного воздуха через камеру установки, очищенный воздух выходит через микропоры специального материала вокруг рукавов фильтров. Частицы пыли оседают на поверхности фильтровального материала, который периодически очищается с помощью вибрации или обратной продувки сжатым воздухом.
Исходя из рекомендаций производителей, такие системы аспирации эффективны для очистки воздуха в условиях средней запыленности.
Картриджные фильтры
Картриджные фильтры, также известные как кассетные или патронные, по принципу действия аналогичны рукавным, однако вместо фильтровальных рукавов здесь используются картриджи с большей фильтрующей поверхностью. Такие системы отличаются высокой производительностью и энергоэффективностью.
Аспирационные установки данного типа предназначены для очистки мелкодисперсной пыли и обычно занимают менее пространства по сравнению с рукавными системами аналогичной производительности, что позволяет оптимизировать условия работы на производстве.
Эти системы обеспечивают высокую степень очистки, захватывая даже самые мелкие частицы пыли, однако не следует использовать их в условиях с повышенной запыленностью.
Скрубберы (установки мокрого типа)
Системы мокрой очистки применяются для фильтрации воздуха от частиц разнообразных дисперсных видов и газов. Скрубберы и абсорберы являются примерами установок мокрого типа. Работа скрубберов основана на распылении потока воздуха с помощью жидкости (чаще всего, воды), после чего образующийся шлам отводится из установки.
В скрубберах типа Вентури вода становится взвесью благодаря турбулентному потоку газа, где мелкие капли воды захватывают загрязняющие частицы и затем оседают в специальных ловушках для капель. Пенные абсорберы представляют собой аспирационные и газоочистные установки, где загрязнители удерживаются слоем пены.
Для чего нужна аспирация воздуха на производстве
Аспирационные системы в производственной среде выполняют следующие ключевые функции:
- Удаление пыли на уровне, предусмотренном нормативными актами;
- Защита атмосферного воздуха от загрязнения промышленностью. Учтя существующие требования к охране окружающей среды и периодических проверок выбросов, правильно спроектированная система аспирации помогает избежать серьезных штрафов со стороны контрольных органов;
- Удаление бытовых отходов от оборудования. Уменьшая оседание пыли и грязи на устройствах, можно значительно увеличить их срок службы. Чрезмерное загрязнение оборудования, в том числе из-за накопления пыли в воздухе, может привести к его преждевременной поломке;
- Организация вывода выбросов от места очистки воздушных масс до точки утилизации.
Кроме того, у систем аспирации могут быть и другие функции, которые определяются техническими характеристиками оборудования: наличием дополнительных элементов, увеличивающих его функционал.
Проектирование систем аспирации
Эффективность работы системы аспирации во многом зависит от качества ее проектирования. В процессе разработки системы важно определить необходимые характеристики и конфигурацию. Параллельно подбирается оборудование.
Проектирование системы начинается с обследования объекта и изучения основных технологических процессов, происходящих на производстве. Это дает возможность собрать существенные данные для составления технического задания. К важнейшим параметрам относятся:
- конструктивные особенности системы вентиляции;
- объем выбрасываемых загрязняющих веществ;
- состав загрязняющих факторов;
- требуемый воздухообмен;
- температурные условия в помещении.
Основываясь на полученных данных, рассчитывается необходимая производительность основных элементов системы (вентилятора и устройств для очистки воздуха). При определении мощности вентиляторного оборудования следует учитывать возможные потери напора в системе, которые часто составляют до 30% (в зависимости от типа используемых воздуховодов, протяженности сети, конфигурации системы и качества герметизации при установке). Эти потери обязательно нужно учитывать при расчете производительности вентилятора, чтобы обеспечить достаточную мощность системы аспирации для эффективного удаления загрязненного воздуха.
При проектировании также следует выбирать наиболее подходящий тип установки для конкретного производства. Например, моноблочные системы применяются в случае, если характеристики установки соответствуют требованиям по отведению воздуха. В процессе проектирования разрабатываются схемы прокладки воздуховодов:
- выбирается оптимальный маршрут их прокладки;
- рассчитываются максимальные и минимальные углы наклона;
- определяются типы воздухозаборных устройств и порядок их размещения.
Проектирование и укладка воздуховодов для систем аспирации и пневмотранспорта требуют внимательного и профессионального подхода, а также наличия специфических знаний. Поэтому для разработки проекта системы и ее последующего монтажа рекомендуется обращаться в специализированные компании, которые используют в своей работе современные технологии. Только так производственное предприятие сможет успешно пройти все необходимые проверки, поскольку ключевым элементом безопасности для подобных организаций является наличие сертификатов и деклараций на установленное оборудование.
Аспирация станков
На небольших производствах, где уровень аспирации пыли не превышает 10 тысяч м³/час, чаще всего устанавливаются мобильные системы. Такие устройства, как рукавные фильтры, картриджные и кассетные фильтры, а также электростатические фильтры устанавливаются непосредственно рядом со станками для более эффективного улавливания пыли.
Средние и крупные предприятия отдают предпочтение проектированию централизованных стационарных систем с выносом аспирационного блока и фильтров за пределы производственного помещения. Удаление собранной пыли из контейнеров-пылесборников осуществляется автоматически.
При проектировании схемы промышленной вентиляции и аспирации для станков учитываются следующие факторы:
- расположение, количество и тип станков и аспирируемого оборудования;
- особенности технологических процессов — виды и объемы отходов;
- необходимая степень очистки;
- конструктивные своиства помещения;
- требуемая мощность системы;
- пожелания и требования клиента.
Аспирация пыли
Наиболее эффективный метод улавливания твердых частиц пыли из воздуха — это фильтрация загрязненного потока через тканые или нетканые материалы. Взвешенные частицы, проходя через аспирационную установку, задерживаются в порах фильтрующего материала. Это становится возможным в том случае, если размеры частиц превышают диаметр пустот в материале. Промышленные аспирационные фильтры представляют собой механические устройства для улавливания пыли, которые чаще всего используют фильтры рукавного или карманного типа, а также кассеты или картриджи.
При выборе фильтров важно учитывать не только тип пыли (например, древесная стружка, металлическая крошка, цементная пыль и т.д.), но также ее концентрацию, химический состав, неоднородность, взрывоопасность и агрессивность. Эффективность фильтрации в конкретных промышленных условиях во многом зависит от правильного выбора конструкции фильтра и типа фильтрующего материала.
Наиболее широко распространенные пылеуловители представляют собой рукавные установки на основе нетканых (иглопробивных) материалов из полиэстера, мета-арамида, стекловолокна и полипропилена. Аспирация пыли в этом случае возможна до 99%, а рукавные фильтры обладают высокой надежностью и простотой в эксплуатации.
Задачи аспирации
Главная задача аспирации — это локализация загрязненного воздуха и предотвращение попадания пыли, золы и других загрязняющих частиц в рабочую атмосферу. Одной из характерных черт аспирационных систем являются сильно наклонные воздуховоды. В менее запыленных производственных условиях применяется пылеудаляющая вентиляция, отличающаяся отсутствием наклонных воздуховодов. Основной критерием эффективности аспирационной установки является степень «невыбивания», то есть отсутствие выброса вредных веществ из местных отсосов в рабочую среду. Чем выше эффективность системы аспирации, тем меньше загрязняющих примесей проникает в помещения через локальные вытяжки.
Проектирование аспирационной системы включает в себя определение ее основных задач на начальной стадии. Проект должен учитывать комплексный подход к задачам, которые будет решать такая система в будущем. Важно рассчитать объемы очистки воздуха и проанализировать все характеристики системы улавливания пыли; подобрать и спроектировать необходимое аспирационное оборудование и вентиляторы. Следует отметить, что двух- и трехэтапные системы аспирации пыли могут включать в себя агрегаты разных типов. В системе могут одновременно использоваться циклоны БЦЦ, одиночные циклоны, рукавные фильтры. Это признано наиболее эффективным решением, так как такие системы способны выполнять многоуровневую очистку от всех пылевых фракций.
Классификация систем аспирации
- Прямоточные системы просто выбрасывают очищенный воздух в окружающую среду.
- Оборотные (замкнутые) системы позволяют очищенному воздуху возвращаться обратно в помещение, что значительно сокращает затраты на отопление в зимний период.
В зависимости от конструкции, индустриальные системы аспирации могут быть моноблочными или модульными. Рассмотрим их отличия более подробно.
Моноблочные установки крепятся близко к источнику пылеобразования. Также они легко перемещаются и быстро устанавливаются, подсоединяясь к центральным воздуховодам. Такие системы состоят из фильтра, вентилятора и контейнера для сбора пыли. Моноблочные системы могут быть как стационарными, так и мобильными.
В свою очередь, сложные системы модульного типа проектируются и изготавливаются по специальным заказам с учетом конкретных условий работы, требуемой производительности и мощности.
Конструкция системы аспирации воздуха
Аспирационные установки и системы функционируют на основе принципа всасывания запыленного воздуха в циклоны, где происходит процесс отделения частиц и их удаления из воздушного потока. На схеме изображены элементы, показывающие процесс удаления пыли в аспирационных установках.
Системы аспирации требуют установки вентиляторов различных мощностей и фильтров с разнообразной конструкцией. Выбор мощности и конструкции оборудования будет зависеть от размеров производственного помещения, состава пыли и количества источников загрязнения. Сборка аспирационной системы проводится с учетом технологических и конструктивных особенностей, и стандартная комплектация включает в себя следующие основные узлы:
- Локальные зонты и отсосы устанавливаются в местах активного выделения пыли. Они аккумулируют загрязненный воздух и удаляют его из рабочего пространства.
- Воздуховоды служат транспортными путями, по которым загрязненный воздух движется к очистной системе.
- Вентиляторы создают низкое давление в аспирационной системе, инициируя движение воздуха.
- Системы очистки включают инерционные воздухоочистители и различные типы фильтров.
- Контейнеры для сбора загрязнений из воздуха.
Применение циклонов в системе аспирации
Циклоны представляют собой оборудование, предназначенное для очистки газов от загрязнителей. Данное газоочистное оборудование используется не только в пищевой промышленности, но и на заводах по производству строительных материалов, в металлургии, химической и нефтяной промышленности и других отраслях.
Интересно, что батарейные циклоны эффективно справляются с задачами очищения: в зависимости от типа и режима работы они обеспечивают очистку воздуха на уровне 85-96%.
