Аспирационные системы: виды, устройство, критерии выбора установки

Расчет оборудования для удаления загрязнений из воздуха

Даже самая совершенная установка не будет эффективно работать без правильного расчета. Расчет системы аспирации – это сложный процесс, учитывающий множество факторов и условий. Конечно же, проектированием этих устройств должны заниматься исключительно профессионалы, так как для этого требуются знания и опыт.

Если вы самостоятельно решили рассчитать систему аспирации на вашем предприятии, то можно воспользоваться специальным программным обеспечением, коих в интернете насчитывается не один десяток.

Для того чтобы понять насколько сложны расчеты аспирационной системы, можно посмотрев только некоторые факторы, влияющие на данные. Что нужно знать для правильного расчета системы аспирации на конкретном предприятии:

1. Прежде всего, следует выяснить расход воздуха и потерю давления на каждой точке аспирации. Эти данные можно получить из справочной литературы и нормирующих документов на аспирацию.
2. Определив все расходы, следует их сложить и полученные данные разделить на объем аспирируемого помещения.
3. Теперь следует узнать скорость воздуха в системе аспирации для различных видов материалов. Эти данные также можно взять из справочной литературы.
4. Тип пылеуловителя можно определить при помощи данных о пропускной производительности конкретного пылеулавливающего устройства. Рассчитать это можно сложив расход воздуха во всех точках аспирации, и прибавив к полученному значению 5%.
5. Произвести расчет требуемого для конкретных условий диаметра воздуховодов. Он определяется по таблице, для каждого участка индивидуально, учитывая расход воздуха и скорость его движения.
6. Следует спроектировать точное место установки самого вентилятора и выбранного фильтрующего элемента, предусмотреть возможность расположения воздуховодов, с местом для их ревизии. Есть еще несколько очень сложных показателей, о которых рассказывать нет смысла, так как для понимания некоторых процессов нужно непросто инженерное, а специализированное образование.

Преимущества при использовании аспирационных установок

Использование аспирационной системы на предприятии имеет свои достоинства:

• Конструктивная простота и надежность устройств, входящих в систему пылеудаления.
• Совместимость. Установки аспирации могут работать с любым производственным оборудованием.
• Экологичность. Предотвращают загрязнение окружающей среды.
• Улучшение условий труда персонала.

К недостаткам можно отнести довольно большой расход электроэнергии и быстрый износ подвижных частей при длительной работе.

Установка оборудования

На участках, где меняется сечение и направление воздуховодной трассы, предусматривается монтаж системы аспирации со смотровыми люками. Это позволяет контролировать внутреннее состояние конструкций, быстро проводить периодическую очистку от загрязнений. Обязательное требование – чтобы воздуховоды прокладывались без провисаний отдельных конструкционных элементов, так как это значительно снижает эффективность функционирования оборудования и качество очистки.

Функционирование аспирационного комплекса основывается на выполнении нескольких технологических процессов, в определенной последовательности. На первом этапе специальные отсосы улавливают пыль и другие частицы, после чего загрязненная среда транспортируется по воздуховодам. Специальные очищающие компоненты задерживают и удаляют большие частицы, благодаря чему воздушный поток становится чистым.

В состав конструкции входят трубопроводные элементы, приемники для загрязнений, средства отделения крупных частиц, улавливатели пыли и другие комплектующие. Отведение загрязненного воздуха осуществляется по одной из двух схем – либо по всасывающей, либо по нагнетательной. Подход к монтажу системы аспирации во многом зависит от типа воздуховодной сети:

• Стандартная, без разветвлений.
• С разветвлениями, но без коллектора.
• С разветвлениями и коллектором.

Третий вариант является наиболее распространенным – это надежный и эффективный комплекс оборудования. Подходит для одновременного обслуживания нескольких технологических установок. Наличие коллектора позволяет сглаживать разницу в нагрузке. В некоторых вариантах установлена пара коллекторов, соединяющихся трубопроводом-уравнителем.

Возникли вопросы?

Основные типы конструкции

Аспирационная система бывает стационарной или мобильной. Первый тип подходит для больших цехов, а второй для небольших гаражных помещений.

Моноблочные установки

Моноблочные устройства для аспирации пыли

Моноблочное приспособление мобильное, так как при монтаже не требуется обустройство воздуховода. Для очистки воздуха такое изделие устанавливается рядом с источником загрязнения. Конструкция приспособления состоит из фильтра, вентилятора, а также контейнера, в котором собирается пыль и отходы.

Установка способна очистить производственные помещения небольшой площади и цеха, в которых уровень загрязнения минимальный. Преимущество агрегата – возможность подключения к главной вентиляционной магистрали. Перемещать установку можно без изменения ее конструкции. Для монтажа оборудования не требуется предварительная подготовка или создание проекта.

Недостаток такого оборудования – небольшая адаптивная способность в зависимости от типа технологического процесса. Контейнер для отходов очищается вручную, поэтому аппарат нужно отключать. Для размещения установки требуется место. Изделие не всегда обеспечивает требуемую эффективность.

Модульные конструкции

Модульная система аспирации изготавливается на заказ

Изделия такого типа изготавливаются индивидуально под каждый цех. Данное оборудование сложное и дорогостоящее. В его составе присутствует вентилятор, а также несколько отдельных промежуточных сепараторов для сбора и сортировки отходов по плотности. Такая система приемлема для отдельного помещения и для целого завода.

Преимущество – высокая эффективность работы, автоматизация. Однако конструкция дорогостоящая. Для ее установки требуется предварительное составление плана. Монтаж системы сложный. При необходимости перемещения конструкции ее придется демонтировать. Требуется периодическое обслуживание конструкции.

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 облегчает эксплуатацию общеобменной вентиляционной системы, 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.

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

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. Пыль, остающаяся внутри, аккумулируется в соответствующей емкости и впоследствии удаляется или транспортируется до специальных контейнеров (на крупных установках).

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

В некоторых случаях могут применяться муфтовые соединения

В некоторых случаях могут применяться муфтовые соединения

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

Инерционные вихревые системы аспирации в деревообработке на производстве

Наиболее часто применяемым и наименее затратным способом воздухоочистки на деревообрабатывающих производствах и на производстве мебели является вихревый циклон – инерционно вихревая система аспирации. Циклонные пылеулавливатели занимают лидирующие позиции по количеству среди всех пылеулавливателей. Зачастую данная система устанавливается в виде первоначального барьера, который фильтрует частицы средней и крупной величины дисперсности.

В деревообрабатывающей промышленности где используют станки разныообразных типов, Циклоны применяются очень широко. Они используются для очистки загрязненных воздушных масс от стружки, опилок, щепы, неслипающейся древесной и шлифованной пыли.

Принцип работы ИВСА

Инерционные вихревые или циклонные пылеулавливатели для деревообработки относят к механическим инерционным пылеулавливателям, так как пыль, находящаяся в воздухе, осаждается на стенках внутри системы с помощью инерции (центробежной силы). Инерция в циклоне возникает из-за тангенциального ввода потока воздуха через входной патрубок в аспирационную систему. В это время формируется потом вращающегося воздуха, который направлен вниз, зачастую к конической части пылеулавливателя. После того, как частицы деревянной пыли, стружки и опилки осаждаются на стенках, их захватывает вторичный поток и отправляет в выпускное отверстие, где они в дальнейшем попадают в отсек для собранной пыли. Сам же очищенный воздух, после этого процесса, движется снизу вверх и выходит через выхлопную трубу наружу.

Эффективность ИВСА

Циклонные системы аспирации используются в деревообрабатывающей промышленности на производстве благодаря нескольким преимуществам. Они, в сравнении с другими аспирационными системами, намного дешевле, имеют простую конструкцию и технологию создания, из-за чего их ремонт будет не затратным в физическом и материальном плане. Циклоны обладают высокой производительностью, низким потреблением электроэнергии, то есть низкой ценой обслуживания.

В большинстве случае частицы пыли, полученные в результате технологических процессов на деревообработке, имеют крупные размеры, а инерционные пылеулавливатели отлично справляются с очисткой воздушных масс. Например, для Циклонов ЦН степень очистки газа от частиц диаметром 20 микрон составляет 99,5%, а новейшие циклоны ЦКО уже могут очищать частицы с диаметром от 0,5 микрон с вероятностью 99,9%. Именно поэтому инерционные вихревые системы аспирации отлично подходят для первичной обработки загрязненного воздуха на предприятиях по деревообработке.

Для чего нужны аспирационные системы?

Аспирационные системы предназначены, для удаления запыленного воздуха в момент его появления, с дальнейшей его очисткой и выбросом в атмосферу, или же возвратом в рабочую зону. Компания ESTA RUSSIA предлагает фильтрационные установки очистки воздуха, для систем аспирации с эффективностью до 99,9%. Фильтрационные установки это инновационный подход к очистке воздуха от пыли, они обладают уникальной конструкцией, и системой предварительной очистки, так же в них используются только высококачественные материалы, для всех компонентов системы.

Загрязнение воздуха— частое явление многих производственных процессов. Чтобы соблюсти установленные санитарные нормы, ПДК рабочей зоны, безопасные условия для работы сотрудников цехов, используют системы аспирации. С их помощью можно эффективно удалять пыль, дым, волокна и другие подобные взвешенные вещества.

Аспирация представляет собой засасывание воздуха в зоне близости с источниками загрязнения, которое осуществляется путем создания пониженного давления в местном отсосе или зонте. Чтобы проектировать такие системы, необходимы серьезные специальные знания и практический опыт в данной области. Несмотря на то, что, работа аспирационных систем тесно связана с вентиляционными системами, специалисты по вентиляции не смогут произвести расчеты и подбор оборудования и вспомогательных компонентов для аспирационных систем. Чтобы достичь максимальную эффективность забора воздуха и дальнейшую его транспортировку к фильтрационной установке, комбинируют методы вентилирования и аспирации. Вентиляционные системы в производственных помещениях должны быть приточно-вытяжными, чтобы обеспечить постоянное поступление свежего воздуха снаружи, если выброс очищенного воздуха происходит на улицу, необходимо увеличение мощностей приточных вентиляционных систем.

Компания ESTA RUSSIA предлагает широкий спектр оборудования, с возможностью возврата воздуха

Аспирация широко применяется в таких областях промышленности, как сварочное производство, дробильное производство, обработка древесины, процессы плавки металла, пересыпка и транспортировка мелкодисперсных и сыпучих материалов, и прочие процессы, которые сопровождаются выделением большого количества пылевоздушной смеси, оказывающие сильные последствия при вдыхании.

Обеспечить безопасность сотрудников стандартными средствами защиты удается далеко не всегда, и установка специализированных аспирационных систем, является единственной возможностью создания безопасных условия для работы сотрудников производственных цехов. Удаление загрязнений с помощью систем аспирации, выполняется по специальным воздуховодам, которые выполняются с уклоном. Такая конструкция позволяет предотвратить появление так называемых зон застаивания. Так же воздуховоды систем аспирации имеют более толстые стенки, для предотвращения смятия и абразивного износа.
Аспирационная система обычно состоит из набора воздуховодов и всасывающей установки. Для крупных предприятий может быть использована система не с одним, а с двумя или большим количеством таких блоков. Материал воздуховодов может быть различным, в зависимости от характера и количества загрязнений, которые предполагается по ним транспортировать.

Почему необходимо проектирование

Для создания модульной системы аспирации проектируют установку следующих элементов:

• местного отсоса;
• наклонных воздуховодов;
• системы фильтров;
• высоконапорного вентилятора и т.п.

В качестве местного отсоса могут быть использованы различные модели устройств, например, бортовой отсос, конструкции типа “зонт”, “укрытие” и другие. Воздуховоды прокладывают от места забора отходов до точки из перемещения в наружное пространство.

Фильтрационная система может предполагать как удаление очищенных воздушных масс из помещения, так и возврат их обратно после фильтрации к месту забора.

Стационарные системы аспирации на крупных предприятиях – это большие сооружения, которые следует проектировать с учетом особенностей помещения, характеристики загрязнений, конфигурации вентиляционной системы и многих других показателей

Перед составлением проекта аспирационной установки необходимо провести техническую экспертизу состояния объекта. На этом этапе можно выявить и устранить недостатки системы. Подобной же проверке можно подвергнуть и уже существующие системы вентилирования и аспирации.

Эффективность аспирации во многом зависит от объемов воздуха, которые проходят через воздуховоды за единицу времени. Чем больше этот показатель, тем дороже обходится монтаж конструкции, а также расходы на ее эксплуатацию.

Если подобрать компоненты системы правильно, то затраты, как начальные, так и эксплуатационные, можно существенно снизить.

Стационарная система аспирации состоит из множества модулей и элементов, конфигурация которых подбирается отдельно для каждого предприятия, чтобы обеспечить максимальную эффективность (+)

Это включает выбор подходящего устройства для отсоса воздуха, грамотные расчеты по распределению приточного воздуха и т.п. В результате нагрузка на систему снизится, фильтры будут реже требовать очистки, ресурс работы вентиляторов повысится и т.д.

Некоторые владельцы промышленных мощностей при подборе системы очистки идут по пути наименьшего сопротивления. Они отталкиваются от параметров установки циклонного типа, просто сообщив поставщику условия ее функционирования: расход воздуха и характер загрязнений.

В результате они получают устройство, производительность которого подобрана по таблицам без учета прочих параметров. Опытные проектировщики утверждают, что такой подход обычно приводит к повышенным расходам и снижению эффективности работы оборудования.

Стоимость циклонной установки тем выше, чем больше объемы воздуха, которые через нее перемещаются. Если оптимизировать уже существующую систему воздухораспределения, то можно подобрать отсосы и фильтры, которые дадут необходимый эффект при меньшем расходе воздуха.

Такое оборудование обойдется дешевле, экономия может составить примерно треть от общей суммы расходов. Именно поэтому перед выбором оборудования для системы аспирации следует позаботиться о технической экспертизе и пригласить опытных проектировщиков.

Краткие сведения о вентиляции

Назначение любого воздушного обмена состоит в бесперебойной подаче и обработке воздушных потоков с их последующим выведением за пределы помещения. Естественный метод проветривания едва ли годится для промышленного объекта.

Чаще всего вентилирование сопряжено с фильтрационной очисткой, а также охлаждением/нагревом воздушной массы.

Промышленная вентиляция является принудительных процессом, который возможен только благодаря специализированному климатическому оборудованию.

Известно три разновидности принудительного вентилирования:

1. Приточное;
2. Вытяжное;
3. Комбинированное (приточно-вытяжная вентиляция).

Вентиляция промышленного объекта

Именно комбинированная воздухообменная схема рассматривается, как наиболее оптимальный метод организации перемещения воздуха в помещении. Приточная часть такого комплекса отвечает за доступ и обработку свежих воздушных потоков, а вытяжной компонент – за своевременное и эффективное выведение их за пределы заданной области.

Организация такой сложной системы воздухообмена включает в себя целый ряд важнейших этапов, каждый из которых является гарантией успешной реализации проекта. Одним из таких важных этапов является проектирование, в процессе которого определяются максимально подходящие данному помещению агрегаты и оборудование.

Образец проектной документации

Современная промышленная воздухообменная система невозможна без:

1. Воздуховодов;
2. Вентиляторов;
3. Калориферов (приборы для воздушного обмена);
4. Охлаждающих устройств;
5. Приточных комплексов, отвечающих за своевременный доступ воздуха;
6. Различных фильтров для очистки воздуха от вредных примесей и газов.

Мы не зря в самую первую очередь упомянули о воздуховодах. Если вентилятор можно определить, как «сердце» любой принудительной воздухообменной системы, то воздуховодные каналы – это «артерии», по которым в строго заданном направлении движется воздух.

Воздуховодные трубы

2 Моноблочные и модульные системы

Устройство для аспирации воздуха может быть выполнено в виде моноблочной либо модульной системы. Первая подразумевает оснащение пылеудаляющей установкой каждого рабочего места, загрязняющего воздух. Установка может быть как стационарной, так и передвижной. Она комплектуется собственным воздушным насосом, небольшим воздуховодом в виде гибкого шланга либо жёстко зафиксированной трубы и бункером, который нужно регулярно чистить. Её необходимо просто установить на определённое место и подключить к централизованным системам, имеющимся в помещении. Моноблочные конструкции имеют серийное производство, поэтому их стоимость относительно невысока.

Модульная аспирационная сеть выполняется в виде централизованной системы, включающей набор воздуховодов и всасывающий блок. На предприятиях очень больших размеров могут устанавливаться несколько блоков. Монтируются они таким образом, чтобы отсос и укрытие располагались максимально близко к месту, откуда необходимо удалить загрязнения. При этом установленная конструкция не должна препятствовать сотрудникам в выполнении их непосредственных обязанностей.

Из чего состоит аспирационная система

Установки, используемые для аспирации воздуха на крупных производственных площадках, как правило, являются многофункциональными и комплексными системами и состоят из следующих основных узлов:

• оборудование для мониторинга и управления всем аспирационным комплексом;
• сложная система наружных и внутренних воздуховодов;
• одна или несколько установок для аспирации различных типов;
• коммуникации для отвода и выгрузки твёрдых отходов для последующей утилизации;
• система энергетического обеспечения комплекса.

В зависимости от направления производства, объёма циркулируемого воздуха и площади основных помещений, комплектация аспирационных систем может быть различной. Но независимо от комплектации системы, она должна отвечать требованиям пожарной безопасности и выдерживать бесперебойную работу основных производственных линий.

Система аспирационная может иметь разные типы

На сегодняшний день может использоваться на предприятии система аспирационная модульного типа или системы пылеудаления моноблочные. Моноблочная конструкция мобильна и полностью автономна – такую систему аспирационную располагают, как правило, в непосредственной близости от места сбора отходов. Если же требуется произвести конструкцию по индивидуальному заказу клиента, то используется модульная система аспирации – в большинстве случаев она включает в себя вентиляторы низкого давления, воздуховоды, сепараторы.

Аспирационная система в виде централизованного автоматизированного комплекса значительно превышает по эффективности отдельные цеховые установки.

Очистка выбросов в атмосферу – необходимая часть каждого экологически ответственного производства.

Следует отметить, что система аспирации может быть рециркуляционной или прямоточной:

• Рециркуляционная аспирационная система пылегазоочистки возвращает полностью или частично после очистки воздух внутрь производственного помещения.
• Прямоточные системы аспирации захватывают загрязненный воздух из цеха, очищают его в пылеулавливающих агрегатах и затем выбрасывают в атмосферу.

Однако, независимо от типа, система аспирационная разрабатывается с учетом необходимой мощности, что влечет за собой точное составление плоскостной схемы, где в обязательном порядке указываются спецификация и экологические характеристики воздуховодов. Если проект — центральный пылесос составлен грамотно, то это оборудование позволит не только очистить цех от вредных выбросов и пыли, но и вернуть теплый очищенный воздух обратно в помещение, что позволяет существенно снизить затраты на отопление.

Системы пылеудаления на деревообрабатывающем предприятии – отсек рукавных фильтров с разгрузкой в мешки-накопители.

Пылегазоочистка металлообрабатывающего цеха на промышленном производстве – 3 года эффективной работы.

Другие значимые характеристики пылеочистных устройств

Помимо эффективности очистки, при выборе пылеочистных устройств нужно учитывать и другие их характеристики. К их числу относят:

• производительность устройства (единица измерения — куб. м/ч);
• стоимость очистки воздуха (руб.);
• энергоемкость, измеряется как расход электроэнергии, требуемый на очистку 1000 куб. м воздуха (кВт*ч);
• скорость фильтрации (куб. м/кв. м);
• аэродинамическое сопротивление (Па);
• пылеёмкость (измеряется только для матерчатых и пористых фильтров), — количество пыли, повышающее сопротивление фильтра до определенной пороговой величины (г или кг).

Последние три показателя характеризуют главным образом фильтрующие устройства. Скорость фильтрации (ее еще называют нагрузкой по газу) рассчитывается, как отношение объемного расхода очищаемого газа к площади фильтрующей поверхности. Аэродинамическое сопротивление определяется как разность давлений газа на входе и на выходе в очистное устройство. А пылеёмкость равна массе пыли, которая накапливается на фильтре в промежутке между очередными процессами регенерации. Регенерацию фильтра следует проводить, когда аэродинамическое сопротивление очистного устройства возрастает в 2-3 раза от начального уровня.