Что обеспечивает эффективная работа системы аспирации
Аспирационная установка: основные типы и принцип работы
Аспирационная установка представляет собой систему очистки воздуха и отходящих газов, возникающих в процессе эксплуатации промышленного оборудования, вспомогательных и транспортных систем подачи материалов. Стандартная установка аспирации состоит из пылевого вентилятора или дымососа, сети воздуховодов с регулирующими устройствами, укрытий в местах выброса загрязнений, очистного оборудования, системы управления и автоматики. В зависимости от условий эксплуатации, вида технологических процессов, количества источников выброса, вида, концентрации, химических и физических свойств загрязнений осуществляется проектирование аспирационной установки.
Применение очистных систем для воздуха является обязательным на производстве, которое сопровождается выбросами загрязнений в атмосферу или в рабочее пространство предприятий. Превышение предельно-допустимой концентрации (ПДК) вредных и опасных веществ в выбросах способствует увеличению уровня заболеваемости среди технического и обслуживающего персонала, негативно воздействует на окружающую среду. Такие нарушения влекут за собой огромные штрафы от местных контролирующих органов и Росприроднадзора, а повторные выявления могут привести к остановке или полному закрытию промышленного предприятия.
Отличительные черты аспирации
Вентиляция предназначена для создания комфортных условий в помещениях различного назначения и осуществляет необходимый воздухообмен для поддержания уровня кислорода и удаления использованного воздуха. По способу приведения воздушных потоков в движение различают естественную и принудительную вентиляцию. В первом случае перемещение воздуха происходит за счет разности давлений внутри и снаружи помещения. Свежий воздух поступает через входные решетки, расположенные в нижней части здания, а использованный удаляется через отверстия в кровле. Естественная вентиляция может иметь сеть воздуховодов, но ее разветвленность и длина участков ограничена из-за невозможности создания сильного давления. Такие системы не регулируются и создание гарантированного воздухообмена невозможно.
Принудительные системы снабжены центробежными или осевыми вентиляторами, которые создают давление для притока свежего и удаления использованного воздуха. Такие системы могут состоять из приточных, вытяжных или приточно-вытяжных установок и позволяют регулировать давление, производительность, скорость воздуха, распределять потоки по отдельным комнатам или зонам, контролировать температуру и влажность входящего потока, осуществлять работу в автоматическом режиме. Эффективность принудительной вентиляции гораздо выше естественной, которая зависит от внешних погодных факторов.
Аспирационные системы применяются на промышленных объектах, на которых в процессе производства выделяются вредные или опасные вещества. Аспирационное оборудование широко используется в металлургической, химической, деревообрабатывающей промышленности, в секторе производства энергии, в сфере производства строительных материалов и сыпучих пищевых продуктов, сельского хозяйства, на предприятиях по утилизации бытовых отходов.
Классическая схема системы аспирации состоит из укрытий, которые ограничивают распространение загрязнений, подведенных к ним воздуховодов, которые направляют поток воздуха к очистному оборудованию и вентилятора, создающего необходимое разряжение для движения рабочей среды. Проектирование аспирации осуществляется на стадии создания проекта всего предприятия и выполняется с учетом всех особенностей и условий будущей эксплуатации аспирационных установок.
Виды аспирационных установок
Установки аспирации делятся на виды, в зависимости от способа очистки:
К оборудованию аспирации, использующему в своей работе сухой способ очистки, относятся:
В циклонах очистка запыленного воздуха происходит за счет применения центробежной и инерционной сил. Воздушный поток с твердыми включениями попадает в цилиндрический корпус через входной патрубок, имеющий спиралевидную форму, и закручивается по вертикальной оси. Частички загрязнений откидываются к стенкам и по спирали опускаются в нижнюю часть. Очищенный воздух разворачивается под действием давления и попадает в вертикальную трубу, выполняющую роль выходного патрубка. Пыль под действием силы инерции опускается вниз и попадает в накопительный бункер, откуда в дальнейшем вывозится и утилизируется.
Циклоны могут собираться в группы или батареи для увеличения производительности и включаться в систему до или после вентилятора. В зависимости от условий эксплуатации и характеристик загрязняющих частиц может применяться различная конструкция циклонов. Степень очистки в циклонах достигает показателя 99% при улавливании сухой неслипающейся пыли с размером частичек до 120 мкм.
В рукавных и картриджных фильтрах для очистки воздуха используются тканевые материалы. При прохождении через ткань частички загрязнений оседают на материале, а очищенный воздух выходит наружу. Для восстановления фильтрующей способности ткани и удаления налипшего слоя в рукавных фильтрах используется механизм встряхивания или продувка сжатым воздухом. Ссыпающаяся в нижнюю сужающуюся часть фильтра пыль удаляется шнеком и по трубопроводам перемещается в накопительный бункер, откуда вывозится автомобильным транспортом.
Материал для очистки подбирается для конкретных условий эксплуатации, степень фильтрации зависит от плотности ткани, конфигурации плетения и толщины нитей. При проектировании фильтров, использующих фильтрующие материалы, очень важно соблюдать баланс между степенью очистки и величиной сопротивления, возникающим при прохождении запыленного потока рукавов или картриджей. Степень очистки в фильтрах достигает значения 99,99%.
Электрические фильтры являются очень эффективным способом очистки воздуха и отходящих газов от сухой пыли с размерами частиц от 20 до 120 мкм. В них применяется принцип притягивания друг к другу разноименных зарядов. Проходящие через фильтр частички загрязнений получают в специальных камерах определенный вид заряда и встречают на своем пути электроды с противоположным зарядом. Частички притягиваются к электродам и оседают на них. Степень очистки зависит от напряженности создаваемого электрического поля и размера частиц загрязнений. При размере пыли около 20 мкм степень очистки составляет 90%, а более крупные частицы фильтр улавливает на 100%.
Пылеулавливающие камеры имеют в своей конструкции различное количество вертикальных и горизонтальных перегородок, которые заставляют замедлять скорость потока и осаждать твердые частицы загрязнений в специальную камеру. Степень очистки зависит от скорости рабочей среды, величины и концентрации пыли, как и циклоны, осадительные камеры можно использовать для очистки отходящих газов, имеющих высокую температуру.
Мокрый принцип очистки
Применение для очистки отходящих газов и атмосферного воздуха в значительной степени повышает степень фильтрации и позволяет использовать устройства в технологических процессах с образованием загрязненных газов с повышенной температурой. Самыми распространенными аппаратами для мокрой очистки являются скрубберы и трубы Вентури. Принцип действия устройств основан на повышенной адгезии частиц загрязнений к мокрой поверхности и смачиваемости при прохождении водяного тумана.
Конструкция и принцип действия скрубберов могут различаться по способу смачивания пыли. В аппаратах мокрой очистки могут омываться поверхности перегородок, которые расположены на пути прохождения рабочей среды или жидкость впрыскивается в рабочее пространство с помощью специальных форсунок. В первом случае частички прилипают к мокрой поверхности и смываются в нижнюю часть аппарата, во втором — происходит флотация и слипание пыли в более крупные частицы с осаждением в нижнюю часть корпуса. Количество мокрых перегородок и их расположение может варьироваться, а впрыск жидкости в корпус может проводиться в попутном, поперечном или противоположном направлении, по отношению к вектору движения запыленного воздуха.
Загрязнения в виде пульпы попадают в шламопроводы и транспортируются в место выгрузки для транспортировки. В качестве жидкости могут применяться различные химические растворы для нейтрализации вредных химических веществ. Степень очистки скрубберов достигает показателя 99,99%, большим недостатком является наличие шламопроводов и сложность эксплуатации при минусовой температуре.
Конструктивно труба Вентури представляет собой соединение двух конусов (диффузор и конфузор) с наличием цилиндрической части в середине корпуса. Конструкция обеспечивает необходимое изменение скорости потока для оптимизации смачивания частичек загрязнений с помощью форсунок, которые могут располагаться по длине корпуса. Трубы Вентури устанавливают в промышленном производстве, когда объем отходящих газов достигает значительной величины (до 180 000 м3/ч), а температура не превышает 400°C. Отличительными особенностями очистных аппаратов Вентури являются:
Широкое применение трубы Вентури получили в металлургическом производстве и при производстве энергии путем сжигания твердого и жидкого топлива.
Особенности аспирационного оборудования
Устройство аспирационных установок подразумевает включение в состав системы пылевых вентиляторов или дымососов. Пылевые вентиляторы отличаются прочностью корпуса, который изготавливается из высокоуглеродистых или нержавеющих марок стали для минимизации степени абразивного износа в процессе эксплуатации. Рабочее колесо снабжается загнутыми вперед или прямыми лопастями, которые имеют повышенную толщину. Для снижения риска выхода из строя электродвигателя при засорении корпуса пылевые вентиляторы снабжают ременным приводом.
Дымососы имеют повышенную производительность, отличаются прочностью конструкции и увеличенным размером рабочего колеса. Корпус и рабочее колесо могут изготавливаться из высокоуглеродистых или нержавеющих марок стали для снижения износа и воздействия коррозии. Аппараты устанавливают на предприятиях, во время работы которых образуется большое количество запыленного воздуха или отходящих газов.
Воздуховоды в аспирационных системах изготавливают из листовой стали и соединяют между собой посредством сварки. Для снижения возможности засорения в воздуховоды могут врезаться системы продувки, которые через трубки с небольшим диаметром, расположенные на определенном расстоянии по длине горизонтальных участков воздуховодов, осуществляют подачу сжатого воздуха.
Современные установки аспирации снабжаются системами управления и автоматики. которые включают в себя большое количество датчиков и исполнительных механизмов, регулирующих работу очистного оборудования. В зависимости от сигналов датчиков регулируется скорость и объем запыленного воздуха и устанавливается эффективный режим эксплуатации. Показания датчиков давления до и после очистного аппарата показывает уровень его запыленности или засорения.
Все оборудование аспирационных систем тщательно рассчитывается специалистами и включается в проект аспирации объекта. При проектировании учитываются химические и физические свойства рабочей среды, концентрация загрязнений и размер пылевых частиц, объем, характер образования и количество источников вредных выбросов, режим работы технологического и вспомогательного оборудования, условия эксплуатации и климатический пояс промышленного объекта.
Аспирация на производстве
Аспирация на производстве
Принцип работы аспирационных устройств и их конструктивное устройство
Процесс производства продукции разного рода нередко сопровождается активным загрязнением локальной атмосферы. А между тем воздух в помещениях промышленного типа должен отвечать определенным требованиям санитарных норм. Чтобы добиться соответствия локальной среды данным требованиям применяются аспирационные установки. Устройства данного типа способны эффективно очищать воздушные массы от пылевых частиц, волокон, различных примесей и взвесей. Но что такое аспирация?
Аспирация – этим термином обозначается процесс, при котором пыль, взвеси и примеси будут засасываться из внешней среды. Засасывание осуществляется за счет создания вблизи источника загрязнения зоны с определенными параметрами давления. Проектирование аспирационных систем – достаточно сложный и специфичный процесс, требующий профессионального подхода. Аспирационные установки обычно работают в комплексе с вентиляцией и важно создать проект инженерной сети таким образом, чтобы работа одной усиливала полезную эффективность другой. Аспирацию обычно объединяют с приточно-вытяжной вентиляцией, для того чтобы в рабочее пространство стабильно попадали свежие чистые потоки в нужном объеме.
Выведение загрязняющих воздух веществ проходит по специальным каналам, имеющим значительный угол наклона. Расположение каналов под значительным уклоном позволяет избежать образования в инженерной сети зон, в которых загрязненный воздух может застаиваться.
Выбор в пользу мобильных агрегатов аспирации делают малые и средние предприятия. Такой прибор не только имеет компактные размеры, но и легко перемещается по помещению. Мобильные агрегаты востребованы на деревообрабатывающих и мебельных предприятиях, они качественно поглощают пыль и мелкую стружку. Для владельцев малого бизнеса установка мобильных агрегатов может выступать отличной альтернативой монтажу дорогостоящей и сложной стационарной системы вентиляции. При необходимости такие устройства можно легко транспортировать и даже использовать в работе на выезде.
Процесс подключения установки несложен. Она ставится в непосредственной близости к оборудованию при работе которого наблюдается значительное выделение загрязнений и включается. Все настройки агрегата подробно указываются в инструкции к конкретной модели. Для того, что устройство прослужило долго и работало без сбоев, важно своевременно производить очистку накопителя, который может забиваться отходами производства. Помимо чистки накопителя следует очищать и фильтры: они могут просто вытряхиваться или же продуваться.
Аспирационные модули стоят дороже, их монтаж сложен и специфичен, однако их уровень эффективности выше, чем у моноблоков.
ВАЖНО: Аспирационные модули невозможно приобрести в готовом виде. Устройства разрабатываются и проектируются под конкретный вид производства и для решения определенных задач по очистке воздуха.
Засасывающий элемент вместе с накопителем располагают на незначительном удалении от зоны, воздух в которой нужно регулярно и тщательно очищать. При этом все агрегаты не должны препятствовать работникам предприятия осуществлять трудовую деятельность. Максимально прочными считаются модули и каналы из черного металла, но при этом они имеют и самую высокую рыночную стоимость. Все элементы соединяются специальным прочным крепежом.
До проектирования аспирации обязательно проводится полная техническая экспертиза объекта, на котором будет оборудоваться аспирация. Экспертиза позволит выявить возможные недостатки спроектированной инженерной сети и устранить их до момента монтажа. Важно знать, что эффективность аспирационного процесса будет во многом зависеть от пропускной способности каналов. Чем выше этот показатель и чем быстрее будут двигаться воздухопотоки по каналам, тем дороже обойдется установка системы и ее последующая эксплуатация, и обслуживание. Если правильно подобрать все элементы, то все затраты вполне можно сократить и это одна из задач которые помогает решить предварительное проектирование.
Сэкономить на обустройстве аспирации можно, если модернизировать уже имеющуюся вентиляцию, добавив в нее нужное оборудование (фильтры, засасывающий агрегат, накопитель для отходов). Однако в процессе модернизации однозначно будет нужна помощь опытных проектировщиков, которые детально изучат нюансы действующей инженерной сети и подберут оптимальное оборудование для монтажа эффективной аспирации в помещении.
Специфика монтажа
Отличительной особенностью систем аспирации является высокий объем загрязненных воздушных масс, которые будут транспортироваться по каналам. Поэтому воздуховоды инженерной сети обязательно должны быть изготовлены из материалов высокой прочности и износостойкости. Традиционно в аспирации задействуются воздуховодные элементы из стальных сплавов с показателем толщины не менее чем в 1,5 миллиметра, для фитингов применяются стальные изделия толщина которых будет на миллиметр больше показателя толщины канала.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Аспирационные воздушные каналы довольно часто придется разбирать и прочищать от скопления грязи и пыли. Кроме того, они требуют более частой замены, чем обычные воздуховоды вентиляции. По указанным причинам для соединения отдельных элементов системы рекомендуется применять легкосъемные фитинги, которые можно без проблем снимать и вновь устанавливать на место.
Для регуляции силы и направления воздушных потоков в системе применяются косые шиберы имеющие минимальные показатели сопротивляемости потоку воздушных масс и при этом препятствующее активному накоплению загрязнений. Регулировочные дроссельные клапаны в аспирационных системах не применяются.
При монтаже системы пристальное внимание следует уделить углу расположения воздуховодов. Расположение элементов будет зависеть от скорости воздушного потока, которая рассчитается по характеру загрязнений, которые требуется удалять из рабочего пространства. Так, например, если нужна скорость воздушного потока равная показателю в 20 м/с, то воздуховоды следует располагать под углом в шестьдесят градусов.
Если технологический процесс в рабочем помещении подразумевает образование липких загрязнений система изначально проектируется под максимальную скорость перемещения воздушных потоков по каналам.
Для облегчения очистки и технического обслуживания конструкции внутрь воздушных каналов монтируются специальные пленочные или бумажные вкладыши.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Бытовые и промышленные вентиляторы в монтаже аспирационных систем применять нельзя, даже если эти устройства имеют значительные показатели мощности. Для качественного процесса аспирации нужны агрегаты износостойкие, способные выдерживать максимальные эксплуатационные нагрузки и работать в бесперебойном режиме.
Параметр мощности также является значимым для вентиляторов, которые будут задействоваться в аспирационной системе. В противном случае она может оказаться малоэффективной и при ее работе могут наблюдаться значительные потери воздуха. Важен и правильный подбор засасывающего воздушные массы агрегата. При выборе этой конструкции обязательно берутся в расчет все особенности производственного процесса.
Фильтры подбираются по характеру загрязнений. Для тяжелых и грубых пылевых частиц применяются пылевые мешки, камеры, газоходы и циклоны. Для более тщательной очистки воздушных масс задействуются скрубберы, капитальную очистку воздуха можно наладить установкой электрофильтров, фильтров рукавного типа.
Причины, по которым в работе системы могут возникнуть проблемы
Ошибки проектирования и монтажа системы могут привести и к существенным потерям воздуха, из-за которых процесс аспирации начинает проходить с низкой эффективностью. Значимые воздухопотери могут наблюдаться также при сбоях в работе фильтрующих элементов. Процент возможных потерь воздуха по указанным причинам должен изначально закладываться в расчет аспирации при проектировании.
Если проблем с объемом воздуха нет, но аспирация все равно не работает с нужным уровнем производительности, то стоит пересмотреть проектирование засасывающего элемента системы и возможно изменить его расположение. Элемент должен быть установлен таким образом, чтобы при его работе осуществлялся максимальный забор загрязненных воздушных масс и не происходило их распространение по всему воздушному пространству помещения. Напоминаем, что устройство важно разместить так, чтобы оно не мешало осуществлению трудовой деятельности и не препятствовало свободному перемещению персонала по рабочему пространству.
Если в рабочее пространство не поступает нужного объема свежих и чистых воздушных масс, то аспирация не будет работать должным образом. Для эффективного и правильного воздухообмена следует смонтировать в помещении высокоэффективную приточную вентиляцию с рекуператором. Необходимости в оснащении системы рекуператором не возникает при создании приточной вентсистемы в помещениях, где постоянно наблюдаются высокие температуры.
Как видите, проектирование и монтаж аспирационных систем – действительно сложная и специфичная задача, в которой желательно не допускать неточных расчетов и ошибок в подборе оборудования. По этим причинам рекомендуется доверить разработку проекта и монтаж оборудования профессионалам, имеющим нужные опыт и знания в вопросе оборудования эффективной аспирации на производстве. Особенно актуален и важен профессиональный подход при проектировании стационарных аспирационных систем для крупных предприятий, имеющих большие производственные площади. Только такой поход позволит получить качественную и эффективную аспирацию.
Что такое система аспирации и её применение
Производственный цех – место повышенной опасности. Вред причиняет не только оборудование, но и загрязненный воздух. Чтобы избежать этой проблемы, в помещении устанавливается система аспирации. Она служит для очищения воздуха от вредных примесей.
Описание процесса аспирации
Система аспирации для производственных помещений, устраняющая пыль
Во время производственных процессов в помещении появляется пыль, микрочастички металла, токсичные испарения или древесная стружка. Все эти компоненты негативно влияют на здоровье человека, попадая в органы дыхания. Процесс аспирации предусматривает удаление мелких частичек из воздуха и с поверхности рабочих устройств.
Аспирационная установка устанавливается в больших цехах и на заводах, в домашних технических помещениях, если в них обрабатывается дерево, ремонтируются автомобили. Работает она совместно с вентиляционной конструкцией.
Чтобы очищение было качественным, скорость аспирации уравнивается со скоростью потока воздуха в системе.
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.
Принцип работы и назначение аспирационной установки
Установки для аспирации обладают разной мощностью, отличаются конструкцией фильтров. Работают они непрерывно. Загрязненный воздух поступает внутрь конструкции. Он затягивается в нее при помощи вентилятора. Далее поток проходит через фильтры разной степени. Очищенный воздух через верхний патрубок поступает обратно в помещение.
Пыль оседает в специальной емкости, из которой устраняется в ручном или автоматическом режиме. Для изготовления системы применяется металл толщиной 0,5-2 мм. Воздуховоды соединяются при помощи фланцев и уплотнительных колец. Главное предназначение конструкции – выведение продуктов производства и очищение воздуха.
Области применения
Система аспирации и вентиляции в металлургическом цеху
В большинстве случаев осуществляют аспирацию воздуха на производстве. Области применения оборудования:
Аспирация улучшает эффективность вентиляционной системы, уменьшает нагрузку на нее.
Проблемы и их решение
Как и любые технологические системы, аспирационное оборудование может давать сбои в работе. Если их вовремя не устранить эти проблемы, система не будет выполнять свои функции.
Образование пылевых пробок
Чистка системы аспирации должна проводиться регулярно
Если тяга недостаточная, в системе могут появляться пробки из пыли. Они снижают скорость потока воздуха, который затаивается в помещении. Процесс очищения ухудшается. Еще одной причиной появления проблемы является неправильный расчет воздуховодов, неверный подбор труб для системы. Пробку можно устранить обычной чисткой, которую нужно проводить регулярно. Иногда требуется изменение конфигурации конструкции.
Недостаточная производительность
Такая проблема предусматривается еще на этапе создания проекта конструкции. Если она возникла уже во время эксплуатации, меняется локализация засасывающего элемента или конфигурация всей конструкции. Требуется монтаж принудительной вентиляции с рекуператором.
Отсутствие эффекта
Если мощность аспирационной установки высокая, а эффект отсутствует, причина заключается в неправильном размещении всасывающих патрубков. При большом расстоянии от них до источника загрязнения трубопроводы не улавливают пыль должным образом. Для устранения проблемы воздуховоды удлиняют или меняют конфигурацию системы.
Недостаточный эффект дает оборудование малой мощности. Также проверяется правильность локализации патрубков, чистота и правильность функционирования фильтров. Такая проблема возможна при отсутствии приточной вентиляции.
Преимущества и недостатки аспирационных систем
Система аспирации очищает воздух от мелких частиц, способных причинить вред органам дыхания
Аспирационные установки обеспечивают нормальные условия для работников производственных цехов. Кроме того, оборудование имеет такие преимущества:
Недостатком считается слабая функциональность системы в случае конструктивных неточностей. Она требует постоянного ухода и контроля состояния.
Аспирация – необходимая часть производственного процесса, которая обеспечивает безопасные условия труда, удаляя вредные микрочастички из воздуха. Если она смонтирована неправильно, уровень загрязнения в помещении будет расти.