Промышленная аспирация и вентиляция воздуха на производстве

Содержание
  1. Что такое система аспирации воздуха и где она применяется?
  2. Bypass-фильтрация
  3. Абсорберы и насадочные газопромыватели в аспирационных процедурах
  4. Из чего состоит аспирационная система
  5. Источники поступление примесей
  6. Классификация
  7. Классификация устройств по давлению
  8. Конструкция системы аспирации воздуха
  9. Мокрые орошаемые циклоны (гидроциклоны)
  10. Назначение аспирации
  11. Область применения систем пылеудаления
  12. Особенности проектирования систем аспирации
  13. Оценка работы аспирации в цеху
  14. По производительности
  15. Потери воздуха
  16. Предельно допустимые концентрации различных пылей в рабочей зоне
  17. Преимущества аспирационных систем
  18. Преимущества современных систем аспирации
  19. Процесс аспирации
  20. Расчет воздуха
  21. Расчет, проектирование и монтаж систем аспирации
  22. Типы, классификации, назначения и принципы работы аспирационных систем и установок
  23. Улучшения в одноступенчатых коллекторах
  24. Характер циркуляции воздуха

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.

Bypass-фильтрация

Под английским термином «bypass» (рус. «байпасирование потока») подразумевается возможность аппарата пускать часть потока в обход, «мимо» фильтра.

Это делается тогда, когда часть среды должна быть направлена на другие технологические нужды или попросту для экономии энергии и пролонгации долговечности газоочистного аппарата в случае, когда очистка не требуется. Соответственно, устройства могут поддерживать или не поддерживать функцию «bypass».

Абсорберы и насадочные газопромыватели в аспирационных процедурах

К крупной группе устройств относятся мокрые насадочные скрубберы и абсорберы. Несмотря на серьезные различия в устройстве, глобальный принцип задержания нежелательных механических и газообразных загрязнителей основан на абсорбционном поглощении поллютанта в жидком реагенте (или технической воде).

Из чего состоит аспирационная система

Основу системы составляют:

  • Пылевой вентилятор. Он является важнейшей деталью конструкции. Если он не сможет обеспечить достаточное нагнетание воздуха и высокое температурное давление, то очистка будет не эффективной. Для его эффективной работы достаточно среднего давления воздуха. Это условие дает возможность производителям упрощать конструкции, и, соответственно, делать их более дешевыми. Температурный диапазон его работы для большинства моделей варьируется от -40*С до 40*С.
  • Пылеуловитель, который еще называют циклонным устройством, это емкость определенной формы. Центральная цилиндрическая часть создает циклон при подаче воздуха. Под действием центробежной силы частицы оказываются возле стенок цилиндра. Верхняя его часть имеет отверстие для выхода очищенного воздуха. Однако силы этого вертикального потока не хватает, чтобы преодолеть силу тяжести частиц и их круговая инерция постепенно направляет их вниз. Нижняя часть детали имеет форму усеченного конуса. Она позволяет выводить пыль в определенное место.
  • Вентиляционный зонт, это, пожалуй, наиболее простой элемент конструкции. Он состоит из крышки и отверстий для вывода воздуха. Эта конусная или пирамидальная крышка обеспечивает защиту от атмосферных осадков. Попадание капель дождя в систему нежелательно.
  • Помимо прочего система может содержать дополнительные фильтры. Они делятся по классам и имеют три основных уровня очистки: грубой, средней и тонкой. Фильтры для предприятий отличаются от бытовых и рассчитаны на большие пылевые нагрузки.

Скорости движения газа в вихревом пылеуловителе имеют определенный диапазон. Он зависит от геометрических параметров улавливающей емкости

Поэтому важно при заказе системы указать размеры помещения и предполагаемую степень загрязнения воздуха

Источники поступление примесей

  • Места подачи в технологическое оборудование сыпучих материалов и места выпада таких материалов;
  • Незакрытые во время работы окна, отверстия, люки, карманы, проемы в конструкции отсоса, необходимы для ведения основных, вспомогательных и подсобных технологических операций на оборудовании;
  • Неплотности самой конструкции местного отсоса (щели, неплотно закрываемые двери, крышки, отверстия для трубопроводов и т.п.).

Классификация

Системы аспирации классифицируются:

Классификация устройств по давлению

Каждый вентфильтр имеет определенное сопротивление, которое выражается в том, насколько «легко» пройти воздухопотоку сквозь фильтрационную схему.

Проектируя и создавая оборудование, ООО «ПЗГО», прилагает все силы для снижения пневмогидравлического сопротивления своих агрегатов, что ведет к упрощению внедрения скрубберов, абсорберов и адсорберов в воздухоочистные тракты.

Согласно международной классификации агрегаты ранжируются следующим образом:

  • Эжекторные (низконапорные) – сопротивление до 1200 Паскалей;
  • Средненапорные – от 1200 до 3700 Паскалей;
  • Высоконапорные – свыше 3700 Паскалей.

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.

Мокрые орошаемые циклоны (гидроциклоны)

Мокрые полые пылеуловители представляют собой следующее поколение циклонов. Наряду с тангенциальным подводом потока в рабочую камеру, внутренняя полость устройства орошается форсуночным блоком.

Пыль оседает на непрерывно образующейся водяной пленке, покрывающей стенки корпуса, и опадает в шламоприемник под действием силы тяжести.

Тестирование распылительного блока

Эффективность таких аппаратов выше, чем у сухих аналогов, к тому же, мокрые инерционные сепараторы способны охлаждать воздушную среду, например, – дымовые, печные, доменные, топочные газы. Также имеется возможность загрузки различных реагентов, что позволяет гидроциклонам проявлять некоторые качества оборудования химочистки.

Гидроциклоны – в разрезе аспирирования – могут работать как индивидуально, так и в составе многоступенчатых пылегазоочистных комплексов.

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.

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.

Особенности проектирования систем аспирации

  1. Для систем аспирации используют только круглые воздуховоды, которые между собой соединяются ниппельным или фланцевым соединением (читайте о ).
  2. Воздуховоды должны иметь толщину 1,2-5 мм.
  3. Попадание воздушной смеси от оборудования должно производиться в вертикальный участок.
  4. Для балансировки аспирационных систем используются только дроссельные диафрагмы , которые устанавливают на вертикальных участках.
  5. Подсоединение ответвлений к главной магистрали должно производится под углом 30° и 45°.
  6. Скорость пылевой смеси на пути к вентилятору должна постепенно возрастать. Рекомендуем к прочтению статьи: Какой должна быть скорость в воздуховоде, а так же Чем и как измерить скорость в системе вентиляции.
  7. Для аспирационных систем используют только пылевые вентиляторы.
  8. На данный момент необходимо использовать двухступенчатую систему очищения воздуха.

Каждая система аспирации имеет свой паспорт. Проектировать, делать монтаж и наладку аспирационных систем должны  профессионалы.

Оценка работы аспирации в цеху

Оценку производительности аспирации на промышленном производстве дают:

  • по общему количеству утилизированных отходов;
  • по отношению «не выбывания вредности» к «изначальной вредности» технологического процесса. То есть в воздушном объеме, прошедшему через систему глубокой очистки, определяется количество пыли, которая избежала утилизации.

В основном производительность аспирационной системы снижают всевозможные негерметичности соединений в системе трубопроводов и фильтрационных рукавов. Они создают до 15 – 20% потери эффективности аспирации и вынуждают ставить более мощные электродвигатели на вентиляторах циклонов. Поэтому на эксплуатируемых системах необходимо периодически проводить осмотры и планово-предупредительные ремонты по устранению дефектов на сочленениях трубопроводов и фильтрационных рукавов.

По производительности

  •  Системы аспирации с постоянной производительностью
  •  Системы аспирации с переменной производительностью

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.

Предельно допустимые концентрации различных пылей в рабочей зоне

Наименование вещества Предельно допустимая концентрация, мг/м3, сут. Класс опасности
Асбест и его производные 0,06 волокна в 1 мл. воздуха  1
Табачная пыль 0,0004 4
Пыль зерновых культур 0,15 3
Крахмал 0,15 4
Цемент, глина, зола, шлак, песок 0,1 3
Мел, известняк, боксит 0,15 3
Цинково-свинцовая пылевая взвесь 0,0001 1
Хлопок 0,05 3
Гипс 2 4
Древесная пыль 10 4
Чугунная и стальная пыль (черные металлы) 6 4

Преимущества аспирационных систем

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.

Преимущества современных систем аспирации

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.

Процесс аспирации

Аспирационное устройство обеспечивает забор воздуха, который загрязнен пылью и вредными веществами. Скорость аспирации зависит от выбранной системы и основных ее комплектующих частей. Установка для быстрой очистки кислорода – это автономная аспирационная и фильтрующая система, которая обеспечивает правильный воздушный поток в помещении.

Вентиляционная система в отдельных частях производственного помещения может отключаться от общей очистительной шахты. Количество клапанов и вентиляторов зависит от степени загрязненности комнаты, в которой находится оборудование или другие устройства. Установка для аспирации исправно работает с постоянным забором воздушных масс с помещения. Контролируется система раз в шесть месяцев в случае экстренных поломок или выхода системы из строя.

Аспирационное устройство входит в воздуховод, который обеспечивает полную фильтрацию воздуха в здании. Скорость аспирации зависит от мощности установленного устройства. От качества воздушных масс зависит самочувствие работников и обслуживающего персонала, который каждый день находится в цеху или на предприятии.

От качества воздушных масс зависит самочувствие работников и обслуживающего персонала, работающих на предприятии

Расчет воздуха

Для установки аспирационной системы важно провести точные расчеты. Первое, что определяется при таких расчетах — это расход воздуха на аспирацию, а также потери давления

Такие расчеты проводятся для каждой машины, емкости или же точки. Данные чаще всего можно взять из паспортной документации на объект. Однако разрешается использовать ии и из аналогичных расчетов с таким же оборудованием, если таковые имеются. Также расход воздуха вполне можно определить и по диаметру патрубка, который отсасывает его или же по отверстию в корпусе аспирационной машины.

Важно добавить, что возможно эжектирование воздуха, поступающего в продукт. Такое случается если, к примеру, воздух двигается по самотечной трубе с большой скоростью

В этом случае возникают дополнительные его расходы, которые также должны быть учтены. Кроме этого, в некоторых аспирационных системах случается и так, что определенное количество воздуха уходит вместе с отводящимися продуктами после очистки. Это количество также должно быть прибавлено к расходному.

Расчет, проектирование и монтаж систем аспирации

Расчет системы аспирации, требует высокой инженерной квалификации. На этом этапе определяются основные технические параметры проектируемой системы, основные компоненты и  предварительная стоимость, От правильного расчета, будет зависеть эффективность системы. 

При расчете системы аспирации учитываются такие факторы как:

  • тип, размеры и свойства частиц (цемент, песок, мука, уголь и.т.д.)
  • изначальная загрязненность воздуха (содержание пыли в куб. метре воздуха)
  • требуемая степень очистки воздуха (содержание твердых частиц на выходе)
  • расстояние между модулями (длина и углы изгиба трубопроводов)
  • интеграция в общую систему управления производственным процессом

С учетом расчетных данных, можно приступать к проектированию системы аспирации.

Проектирование аспирационной системы, пожалуй, самый ответственный этап устройства обеспыливания на промышленном предприятии. От качества проектирования будет зависеть не только экологическая обстановка, но и здоровье и жизнь людей.

Некоторые виды пыли, являются по сути взрывоопасными смесями. Например угольная пыль при определенных условиях, способна вызвать взрыв колоссальной мощности. Поэтому при проектировании системы аспирации требуется учитывать множество нюансов и потенциальных опасностей. Определенные элементы системы, необходимо проектировать исключительно во взрывозащищенном исполнении.

Типы, классификации, назначения и принципы работы аспирационных систем и установок

В зависимости от тонкостей производственного процесса, направления деятельности предприятия и других условий, могут использоваться различные классы и типы оборудования.

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.

Характер циркуляции воздуха

По характеру циркуляции воздуха

  • Прямоточные. В таких аспирационных системах воздух, после его очистки от пыли в пылеулавливающем агрегате, выбрасывается в атмосферу.
  • Рециркуляционные. В этих системах аспирации воздух, после очистки в пылеулавливающем агрегате, полностью или частично используется повторно, то есть возвращается в помещение. Это помогает уменьшить затраты на отопление, так как сокращает теплопотери.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MoskvaTeplo.ru