Аспирационные системы установки и оборудование промышленной аспирации

Область применения систем пылеудаления

Аспирационное оборудование является неотъемлемой частью вентиляционных систем на предприятиях:

• Горнодобывающей отрасли.
• В металлургии и предприятиях, специализирующихся на металлообработке.
• В производстве пищевой продукции.
• На предприятиях химической отрасли и при производстве табачных изделий.
• На деревообрабатывающих предприятиях и при производстве мебели.

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.

• 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.

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.

Что такое система аспирации воздуха и где она применяется?

Схематично конструкция системы аспирации включает:

1. Вентилятор, который создаёт воздушный поток и всасывает воздух. Используется установки типа «циклон», внутри которых создается центробежная сила. Она притягивает крупные частицы загрязнений к стенкам корпуса устройства. Таким образом производится первичная грубая очистка.
2. Уловители стружки для сбора крупных отходов.
3. Фильтрующие элементы различной конструкции, устанавливаемые для очистки воздуха от мельчайших загрязнений. Наиболее производительные установки состоят из нескольких типов фильтров как первичной, так и последующей тонкой очистки. Они улавливают и отделяют 99% всех частиц больше 1 мкн.
4. Улавливающие устройства и контейнеры, в которых складируются загрязнения.
5. Связующие воздуховоды и трубы, которые устанавливаются под наклоном для предотвращения забивания твёрдыми загрязнениями.

Отходы разных типов производств различаются по своим физико-химическим свойствам, плотности и массе. Поэтому для каждого предприятия система аспирации разрабатывается индивидуально и включает необходимые элементы. Только при таком подходе вы получите эффективную очистку воздуха.

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.

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.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

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.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

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.

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.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно! Контроль качества работы систем аспирации должен быть непрерывным, поскольку специфика работы комплекса допускает ежеминутное возникновение каких-либо неисправностей или препятствий. Для контроля за состоянием системы на производствах должен быть составлен график профилактических и сервисных мероприятий, поддерживающих работоспособность систем аспирации и пылеудаления.

Производственный фильтр бывает рукавного типа. Рукавные фильтры могут быть или эллиптической или круглой формы. Именно их применение желательно в сильно запыленных помещениях. Делаются они из полиэстера или полипропилена. Отличительной их способностью является работа при очень высоких для мастерских температурах. Они способны выдерживать свыше 200 С без ухудшения качества работы.

Установка с фильтром монтируется с пылевым накопителем. Эта конструкция может применяться как для простых систем очистки воздуха, так и для очень масштабных, в которых присутствует сложная система разветвления воздушных каналов и мощный вентилятор.

Центральный накопитель оснащен системой контроля наполнения частицами. Благодаря нему собранная пыль, которая еще недавно была в воздухе, не попадает обратно в атмосферу. Он может быть огромным, до 150 кубических метров. Миниатюрной считается емкость до 30 метров кубических. Даже такие размеры промышленной установки весьма впечатляют. Также он имеет защиту от взрывов и пожаров.

Конструкция может управляться автоматически. Это повышает не только контроль над безопасностью ее работы, но и является экономически выгодным методом управления системой. Однако, в любом случае, возможно и ручное управление. Особенно ценными в автоматизации являются контроль загрузки пылевого накопителя и автоматизированная защита от перезаполнения.

Также система осуществляет автоматическую очистку чистящих элементов, которые загрязняются в процессе работы. Прежде чем приступить к установке, компания, которой заказали систему, делает 3D-план предприятия или дома. Затем каждый нюанс и специфические детали обсуждаются с владельцем предприятия или его инженерами. Системы аспирации выполняются с учетом конструкции помещений.

Виды вентиляционных систем

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.

Преимущества аспирационных систем

Всё многообразие систем аспирации принято классифицировать по нескольким признакам:

• Моноблочные установки. Передвижные системы, монтируемые без воздуховода.  Выпускаются серийно. Устанавливаются непосредственно возле источника загрязнений. Представляют собой простую конструкцию из вентилятора, фильтра и контейнера для сбора отходов. Предназначены для эксплуатации в цехах с относительно благополучной экологической обстановкой.



• Модульные системы. Изготовление осуществляется индивидуально под каждый конкретный случай в соответствии с требованиями заказчика и особенностями технологического процесса. Являются сложным оборудованием, кроме вентиляторов-«циклонов» снабжается промежуточными сепараторами для отделения отходов различной массы и плотности. Планируются как для отдельного цеха, так и для целого предприятия.
  

• Прямоточные. После очистки выводят воздух за пределы помещения. Такие системы более эффективные и экологичные.
• Рециркуляционные. Выбрасывают очищенные и тёплые воздушные массы в цех. Главные преимущества таких систем: снижение затрат на нагрев и увлажнение воздуха, меньшая нагрузка на общую принудительную вентиляцию цеха.

Аспирационные системы (система обеспыливающей вентиляции) предназначаются для быстрого удаления загрязненного воздуха и пылевых отходов. Такие установки оснащены газоочистными агрегатами и воздуховодной сетью. Системы аспирации обязательно используются на предприятиях тяжелой и легкой промышленности – там, где технология производства требует использования вредных выбросов.

Для устранения пылевых и токсичных выделений применяются системы аспирации с обширной сетью разветвленных воздуховодов, с аспирационными стояками и с проходными барабанными коллекторами. Тип и монтаж систем аспирации определяется в зависимости от состава оборудования, которое подлежит аспирации (очистке).

Пневматическая транспортировка используется не только для удаления промышленных и производственных отходов, но и для того, чтобы подавать сыпучие материалы в зону их последующей переработки (зерно, древесная стружка, опилки, песок, и т.д.). Требования, которые предъявляются к воздуховодам в аспирационных системах и пневмотранспорте, отличаются от требований к системам общеобменной вентиляции.

Стандартный монтаж аспирациии основные отличия аспирационных установок:

1. Прямые участки воздуховодов выполняются навивными или прямошовными.
2. Элементы воздуховодов между собой соединяются фланцами.
3. Радиус закруглений воздуховодов должен равняться двум и более диаметрам воздуховодов.
4. Разветвления воздуховодов осуществляются при помощи тройников.​

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.

Работа качественной аспирационной системы напрямую связана с экономией энергии. Каким образом? Цеха, которые не оснащены таким оборудованием, вынуждены просто проветривать помещение. Иначе пыль будет сильно забивать дыхательные пути работников и мешать работе. Рабочие же будут часто болеть. Сильные же испарения, скажем, лакокрасочных веществ, клеев и растворителей вредят метаболизму организма.

Человек, который работает в плохих условиях, обязательно уже через пару недель начнет чувствовать неприятную слабость. То есть оставлять помещение с загрязненным воздухом нельзя. Проветривание кажется дешевым способом решить проблему. Но на деле это обойдется намного дороже. В холодные сезоны за пределы помещения ежечасно выбрасываются буквально на ветер миллионы джоулей энергии, которая тратилась на отопление помещения и на разные этапы производства. Система же очистки позволяет:

• Экономить энергию на отопление благодаря системе аспирации;
• Обеспечивать работающих людей нормальными условиями работы;
• Беречь оборудование за счет отбора пыли из воздуха;
• Возвращать очищенный воздух обратно в помещение;
• Удалять не только мелкую стружку, но и микрочастицы древесной и прочей пыли.

Измельченные отходы деревообработки должны обязательно удаляться из атмосферы. Тем более, что современные установки способны улавливать частицы размером до 5 микрометров. Некоторые системы способны обеспечить очищение атмосферы от пыли на 99%, выдавая на выходе практически чистый воздух.

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.

Однако, современная промышленная аспирация не имеет таких проблем. Системы NESTRO удаляют не только крупную, но и мелкую фракцию от станков (станков с ЧПУ и любых других обрабатывающих машин) и позволяют возвращать теплый воздух в цех. Таким образом Вы экономите на электроэнергии, отоплении и обслуживании вентиляции, что позволяем Вам быстро окупить расходы на приобритение такой системы.

Как один из первых производителей в области аспирации и фильтрации, компания NESTRO уже в конце 80-х годов изменила рынок, создав первые вакуумные фильтры (системы, в которых вентилятор подключен после пылеуловителя). В таких системах воздух с пылью и/или стружкой не проходит через вентилятор, что дает возможность использовать высокопроизводительные лопастные роторы с более высоким КПД.

Как работает аспирационная система

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.

Виды пылеуловителей

Одним из главных элементов системы аспирации деревообрабатывающего производства являются пылеуловители. Это особые фильтры, которые отсеивают крупные частицы стружки и опилок и удаляют их в отсек для последующей утилизации.

Выделяют два типа пылеудалителей:

• одноступенчатые;
• двухступенчатые.

Сегодня на производстве чаще всего используются устройства второго типа. Двухступенчатые пылеудалители разделяют древесную пыль и опилки в зависимости от размера, отсеивая крупные частицы. Таким образом, в фильтры тонкой очистки поступает только мелкая пыль, их сетка не засоряется стружкой.

Циклоны

Циклон — это прибор двухфазной очистки отходов деревообработки, который позволяет отделять крупные частицы стружки от мелкой пыли. Он работает по принципу воронки. Во время очистки, крупная стружка вращается на внешней части прибора, а затем оседает в пылесборнике. Мелкие же частицы попадают во внутреннюю часть, оседая на поверхности фильтров. Таким образом, в отсеки тонкой очистки попадает уже освобождённый от видимой пыли воздух.

Рукавные фильтры

Используются для очистки запылённого воздуха и сепарации отходов деревообработки, отделения мелкой пыли от крупных опилок, древесной стружки. Сепарация происходит при прохождении воздушных масс через фильтр, сделанный в виде длинных рукавов.

Рукавные очистители чаще всего изготавливают из нетканого полиэстера. Когда загрязнённый воздух проходит через рукав, загрязнения задерживаются на его внутренних частях, а воздушный поток движется дальше, к фильтрам тонкой очистки.

Раз в 5–10 минут рукава автоматически продуваются потоком сжатого воздуха, который сбивает с внутренних частей слой пыли. Таким образом, фильтрующая поверхность постоянно очищается, остаётся работоспособной в течение длительного времени.

Аспирация играет важную роль в обеспечении безопасности процесса деревообработки. Полученные в результате её работы древесные опилки используют повторно для изготовления ДСП и других материалов. Приборы удаления отходов должны быть установлены на любом предприятии, где изготавливают изделия из древесины.

Улучшения в одноступенчатых коллекторах

Если вы не можете позволить себе циклонный пылесборник, вы можете купить мощный одноступенчатый коллектор, с сумкой или патронным фильтром, который будет ловушкой для частиц размером до 2 микрон. Вы сможете подключить такую установку к каждой машине в вашем цехе деревообработки. Если это большой и мощный цех, то вы можете подключить его к нескольким машинам, используя серию шлангов и соединений, с дробеструйными воротами, чтобы направить поток воздуха, где это нужно. Длинный шланг всасывает воздух, короткий шланг сообщается с пылесборником.

Но имейте в виду, что промышленный стандарт для фильтрации составляет 0,3 мкм. Если вы хотите по-настоящему очистить воздух, вам нужен более тонкий фильтр с послепродажным обслуживанием для вашего пылесборника. Есть модели, которые захватывают частицы размером до 0,3 мкм.

Имейте также в виду, что эти тонкие фильтры быстро забиваются на одноступенчатых коллекторах. Если вы не хотите «взрывать» их сжатым воздухом каждый раз, когда вы отключаете коллектор, то можете добавить разделитель, который превращает ваш пылесборник в двухступенчатую систему. Они доступны в нескольких различных вариантах. Сертифицированные Фолтер фильтры являются недорогими и широко доступными для большинства пылесосов.

Но помните, что большие пылесборники являются излишествами для портативных электроинструментов, таких как шлифмашины. Они не будут легко передвигаться вслед за инструментом, и будут создавать турбулентность, снижая эффективность.

Рекомендуемое оборудование

Пылевые вентиляторы ВЦП 7-40

Радиальные центробежные пылевые вентиляторы

Воздуховоды, узлы и детали для аспирации

Правильный расчёт параметров оборудования – основной залог эффективной работы аспирационной установки. Расчёты сложные, так как необходимо учесть множество факторов для каждого отдельно взятого предприятия. Поэтому выполнять такую работу должны только высококвалифицированные специалисты-инженеры. Основные факторы, которые необходимо учитывать при составлении проекта системы аспирации:

• скорость движения воздуха в системе, которая зависит от материала воздуховода;
• площадь и объём помещения;
• влажность и температура воздуха;
• характер и интенсивность загрязнений;
• продолжительность рабочей смены.

На основе полученных данных определяется и рассчитываются основные параметры системы:

• пропускная способность каждого отдельного устройства;
• необходимый тип фильтров, их производительность;
• диаметр трубы воздуховода, при этом для каждого производственного участка он может быть разным;
• проектируются точки установки вентиляторов и расположение воздуховода.

Добавьте маску или респиратор в свой арсенал

Несмотря на все усилия и дорогие установки, вы не сможете собирать всю пыль от всех ее источников, таких, как торцовочные пилы или шлифовальные машины. В этих случаях аккуратная облегающая респираторная маска от пыли или респиратор — ваша следующая линия обороны. Ищите респираторы и респираторы с N-95 или выше. Если у вас борода, то нормальный респиратор не обеспечит эффективное уплотнение вокруг лица, поэтому подумайте о специальном респираторе.