Аспирационные системы: виды, устройство, критерии выбора установки

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.

Расчет расхода

После проведения всех работ по определению расхода воздуха и возможному эжектированию, необходимо сложить все полученные числа, а после этого разделить сумму на объем помещения. Стоит учитывать, что нормальный обмен воздуха для каждого предприятия свой, но чаще всего этот показатель находится в пределах от 1 до 3 циклов аспирации в час. Большее количество чаще всего применяется для расчетов установки систем в помещениях с общеобменной Данный тип обмена воздуха используется на предприятиях для удаления вредных испарений из помещения, для удаления примесей или же неприятных запахов.

При установке аспирационной системы может создаваться повышенной вакуум из-за постоянного отсоса воздуха из помещения. По этой причине необходимо предусмотреть установку в него притока наружного воздуха.

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.

Циклон из пластиковых ведер

Изготовить циклон можно самостоятельно, воспользовавшись обычными пластиковыми вёдрами.

Необходимые инструменты

Придётся для этого воспользоваться фрезером, лобзиком, термическим пистолетом, канцелярским ножом и дрелью. Также понадобится фестуловская рулетка, отвёртка, плоскогубцы и карандаш. Запаситесь сверлом коронкой на 50 мм.

Необходимые материалы

Использовать для работы будем пластиковый бачок на 30 литров, термический клей, поливинилхлоридную трубу, ЛДСП и силиконовый уплотнитель. Потребуются для изготовления циклона болты, гайки, самонарезающие винты, скотч и изолента. Обязательно нужен пылесос и гофрированный шланг.

Пошаговая инструкция сборки

1. Необходимо изготовить из ЛДСП крышки для вёдер, которые надо обкромить, воспользовавшись фрезерным станком.
2. Обрабатывая края, формируем паз, нужный для того, чтобы обеспечить герметичное и плотное прилегание крышки, во избежание подсасывания воздуха сквозь щели.
3. Точно также вырезают крышку для циклона.
4. Затем на ведро наносится силиконовый уплотнитель и надевается крышка, в которой пропиливают отверстие, позволяющее объединить две ёмкости.
5. Изнутри формируют посадочный паз, а затем выпиливают у ведра дно, из которого делают конус, вырезая сектор и склеивая эти детали.
6. Надо эту конструкцию стянуть струбцинами и просушить.
7. Размещённый на крышке бункера паз заполняют термическим клеем.
8. Лишний клей срежьте ножом, на который, кстати, надо будет посадить уплотнитель из силикона.
9. Просверлите в центре крышки отверстие, воспользовавшись дрелью и коронкой 50 мм. Туда вставляют обрезок трубы ПВХ длиной 120 мм, предварительно обработав герметиком посадочное место.
10. Теперь сбоку в корпусе просверлите отверстие для патрубка 45°, фиксируемого болтами и гайками.
11. Остаётся поставить крышку для окончательной сборки блока, к которому через переходник подсоединяется пылесос посредством гофрированного шланга, обматываемого изолентой.

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

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

Расчетная часть 6

2.1. Методика
расчета 6

2.1.1. Последовательность
расчета 6

2.1.2. Определение
потерь давления в воздуховоде 7

2.1.3. Определение
потерь давления в коллекторе 8

2.1.4. Расчет
пылеулавливающего аппарата 9

2.1.5. Расчет
материального баланса процесса
пылеулавливания 11

2.1.6. Выбор вентилятора
и электродвигателя 12

2.2. Пример расчета 13

2.2.1. Аэродинамический
расчет сети аспирации (от местного
отсоса до коллектора включительно) 13

2.2.2. Увязка
сопротивлений участков 19

2.2.3. Расчет потерь
давления в коллекторе 22

2.2.4. Расчет
пылеулавливающего аппарата 23

2.2.5. Расчет участков
7 и 8 до установки вентилятора 25

2.2.6. Выбор вентилятора
и электродвигателя 28

2.2.7. Уточнение
сопротивлений участков 7 и 8 29

2.2.8. Материальный
баланс процесса пылеулавливания 31

Библиографический
список 32

Приложение 1 33

Приложение 2 34

Приложение 3 35

Приложение 4 36

Приложение 5 37

Приложение 6 38

Приложение 7 39

Приложение 8 40

Приложение 9 41

Приложение 10 42

Приложение 11 43

Приложение 12 44

Приложение 13 46

Приложение 14 48

Особенности монтажа и обслуживания

Для монтажа аспирационной установки не требуется менять компоновку основного оборудования или последовательность технологического процесса. Правильно спроектированные под заказ аспирационные системы учитывают все особенности производства и интегрируются в уже существующую систему.

Эффективность и скорость аспирации установки значительно снижают негерметичные соединения

Поэтому важно не только установить систему, но и регулярно проводить техосмотры и мероприятия, направленные на предупреждение разрывов соединений, вовремя устранять выявленные дефекты. Это повысит производительность установки и снизит энергозатраты при её работе

Экономить на проектировании и внедрении аспирационных комплексов не стоит. Сомнительное оборудование или неправильно рассчитанная установка может привести не только к повышению заболеваемости среди рабочих и снижению производительности труда, но и к закрытию предприятия.

Монтаж системы аспирации – это обязательная и необходимая техническая процедура на любом современном предприятии. Кроме того – это часть культуры производства. Промышленная аспирация не только улучшает микроклимат в производственном помещении, но и предотвращает загрязнение окружающей среды за стенами завода или фабрики.

Модульные системы

Существует также модульная система аспирации воздуха, которая предназначается для следующих целей:

• Обеспечить полное и надежное обеспыливание воздуха в производственном помещении на том уровне, который предписан нормативными положениями.
• Наиболее важная задача – защита атмосферного воздуха от его загрязнения со стороны предприятия.
• Также эта система предназначается для удаления деревообрабатывающих отходов производства от технологического оборудования в виде смеси воздуха и пыли, а также последующей подачи данной смеси в пылеулавливающие аппараты.
• Модульная система предназначается и для того, чтобы организовать отход выбросов от места очистки воздуха к месту его утилизации. Она может функционировать в полностью автоматическом режиме.
• Последняя функция, которую выполняет эта система – это дозированная подача опилок к топливному бункеру. Данная операция также может функционировать в полностью автоматическом режиме, но и ручной также присутствует.

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.

Технология изготовления воздуховодных труб

Производство вентиляционных каналов и фасонных частей (читай – деталь, элемент) обязано обеспечить наивысшее качество стыковок и соединений. Это позволит нивелировать в будущем возможные потери воздушной циркуляции и более эффективно, и без существенных временных затрат осуществить монтаж воздухообменной сети. Точность производства компонентов труб зависит от правильно отлаженного автоматизированного управления приборами и станками.

Фасонные элементы системы вентиляции

Крайне важным является и квалификация специалистов; то, насколько рационально они сумеют произвести разметку, а также раскрой листового материала (рассматриваем наиболее распространенный материал – малоуглеродистую сталь) для «выкроек» фасонных частей воздуховодов. Рабочие должны обладать знаниями различных соединений элементов и деталей сети, конструктивного функционала автоматики, а также ключевых требований и к материалу, и к оборудованию, закрепленных в СНиП.

Подбор материала и способы работы

Практическая реализация раскроя начинается с этапа выбора соответствующего материала. Нужно учесть факторы насыщения, охлаждения/нагрева, жесткости ярма, вибрационных характеристик, а также целого ряда прочих эксплуатационных нюансов.

Пример компоновки фасонных компонентов

Наиболее распространенным методом обработки листового металла для раскроя элементов воздуховодной сети является газокислородная резка. Этим способом можно реализовывать:

1. Непосредственно раскрой стали;
2. Обрезка профильного металла;
3. Вырезка различных косынок, фланцев, а также остальных заготовок.

Соединение фасонных компонентов между собой – сварка – также имеет ряд особенностей:

1. Обычный (ручной) метод сварки – соединения встык, исключая припуски металла;
2. Шовный или точечный способ предусматривает электросварочную автоматику и допускает припуски материала.

Технология шовной сварки

Фасонные элементы воздухообменной сети следует раскраивать при помощи совмещенных шаблонов. Помимо сварки, соединение их между собой в единый комплекс возможно следующими способами:

1. Раструбы;
2. Фланцы;
3. Обжимные бандажи.

Все эти методы крепления элементов труб по существу мало чем отличаются между собой, однако имеют свои индивидуальные особенности. К примеру, раструбное соединение рассматривает кольцо, которое в нагретом состоянии надевается на конец воздуховода, а после остывания сваркой соединяют с трубой. Такую же процедуру осуществляют по отношению к самому воздуховодному каналу. После этого кольца при помощи сварки скрепляют между собой.

Образец расчетных инженерных таблиц

С целью предотвращения засорения, фасонные части необходимо изготавливать с плавными поворотами, согласно стандартному шаблону.

Следует учесть тот факт, что не все элементы воздуховодной сети одинаковы по износостойкости. Раскрой некоторых частей, которые попадают в такую «зону риска», нужно производить так, чтобы эти компоненты можно было в будущем заменить без угрозы всему комплексу целиком.

Наиболее трудоемкой и ответственной операцией считается разметка тройников, переходов, крестовин, и т.д. Раскрой таких сегментов вентиляции (до 900 мм) нужно выполнять согласно инвентарным совмещенным шаблонам. Детали, чей диаметр составляет свыше 900 мм, следует изготовлять, основываясь на специальных инженерных таблицах, предусматривающих разметки по координатам.

Проектирование систем

Назначением системы аспирации является предотвращение распространения вредных выбросов от источника в воздух рабочей зоны.
Устройство аспирации, как правило, требуется на деревообрабатывающих, дробильных и других предприятиях лёгкой и тяжёлой промышленности, технологический процесс на которых происходит с выделением вредных веществ. Основным отличием данного типа вентиляции от других является большой угол наклона воздуховодов для предотвращения образования застойных зон и высокая скорость воздушного потока.

Эффективность системы оценивается по так называемой степени невыбивания, то есть соотношения удалённых вредностей к вредностям, избежавшим утилизации системой местных отсосов и поэтому попавшим в воздух рабочей зоны.

Существует два вида систем аспирации – это моноблочные и модульные.

Оборудование установок аспирации

Для каждого конкретного цеха и система вентиляции, которая создает воздушные потоки в помещении и управляет ими, и установки аспирации, которые заняты непосредственным удалением мельчайших твердых частиц до их попадания в воздушное пространство цеха или в атмосферу, разрабатываются совместно.

Установки по глубокой аспирации воздуха бывают двух видов:

1. Моноблочная, когда создается полностью автономная установка с замкнутым процессом отбора, сбора и утилизации сухих частиц пыли. Поэтому она обычно состоит с одного или нескольких вентиляторов, фильтров и специальной емкости для концентрации отобранных отходов.
2. Модульная, когда проектируется единая система с воздуховодами, подведенными к разным рабочим местам, вентиляторами низкого и высокого давления, сепараторами, емкостями для сбора и хранения отходов. Подобные системы могут создаваться как для отдельного цеха, так и для целого комплекса производственных объектов завода.

К основному оборудованию аспирационных установок относятся:

• Циклоны. Это двухкамерное вентиляционное устройство, создающее центробежное воздушное разрежение высокой степени: крупные частицы концентрируются во внешней камере, а мелкие – накопляются на поверхности внутренней.
• Фильтрационные рукава и трубопроводы. При прохождении по ним загрязненный воздушный поток теряет на их стенках значительную часть твердых включений.
• Фильтры и отстойники. Они могут ставиться, как вместо атмосферных циклонов, так и на трубопроводах на переходах в вентиляцию.
• Уловители крупных частиц и металлической стружки. Устанавливаются непосредственно возле рабочего места, например, рядом со станками.
• Пресса и контейнеры для отходов.

Модульные системы

Крупные производства с сильной запыленностью рабочих пространств моноблочными устройствами аспирации обойтись не могут. Требуется высокая производительность при простоте обслуживания, ведь постоянная потребность в очистке большого количества небольших сборников слишком трудоемка. В данном случае типовой подход — большая редкость, разве что сам стандартизирован, и в нем предусмотрена на этапе проектирования такая важная система, как аспирация. Это происходит тогда, когда мельница или завод определенного типа сдается «под ключ» и соответствует самым высоким экологическим стандартам. Чаще же фирмы, занимающиеся решением проблемы в рабочей зоне, участвуют в модернизации уже давно работающих производств, которым требуется индивидуальная проработка всех технологических моментов.

Ныне не существует в природе такого крупного промышленного предприятия, на котором создается большая концентрация:

• сырья;
• энергетических мощностей;
• транспорта и ГПМ
• работников;
• других товароматериальных ценностей,где не нужна была бы глубокая очистка воздуха.

Это обыкновенное и неоспоримое требование самого времени относительно сохранения экологии, жизни и здоровья людей, повышения эффективности труда при создании товаров и материальных благ для удовлетворения потребностей общества.

Современная система аспирации в рабочих помещениях заводов, фабрик, химических, нефтеперерабатывающих и других предприятий – это следующий шаг на пути развития вентиляции по созданию здоровой цеховой атмосферы, которая вместе с пыле- и газообразными отходами производства совсем не так давно просто удалялась непосредственно в экологическую систему региона.

Проектирование систем

Назначением системы аспирации является предотвращение распространения вредных выбросов от источника в воздух рабочей зоны.
Устройство аспирации, как правило, требуется на деревообрабатывающих, дробильных и других предприятиях лёгкой и тяжёлой промышленности, технологический процесс на которых происходит с выделением вредных веществ. Основным отличием данного типа вентиляции от других является большой угол наклона воздуховодов для предотвращения образования застойных зон и высокая скорость воздушного потока.

Эффективность системы оценивается по так называемой степени невыбивания, то есть соотношения удалённых вредностей к вредностям, избежавшим утилизации системой местных отсосов и поэтому попавшим в воздух рабочей зоны.

Существует два вида систем аспирации – это моноблочные и модульные.

1 Принцип работы

Под промышленной аспирацией подразумевается устранение пылевых частиц и газов, создаваемых в ходе производственных процессов. Суть ее заключается в заборе воздуха, насыщенного вредными компонентами и несущего угрозу самочувствию человека. Скорость функционирования устройства напрямую зависит от подобранной системы, а также ее комплектующих частей. Быструю очистку кислорода обеспечивает фильтрующая система автономного типа, основное назначение которой заключается в создании правильного потока воздуха внутри помещения.

Существуют вентиляционные системы, в которых отдельные участки производственных помещений отключаются от очистительных шахт. Общая численность вентиляторов и клапанов зависит от класса загрязненности воздуха в комнатах, где установлено и функционирует оборудование. Аспирационные установки для очистки воздуха обеспечивают постоянный забор пылевых масс в помещении. Техническое обслуживание таких аппаратов проводится 1 раз в полгода с целью предотвращения экстренных поломок и выхода из строя всей очистительной системы.

Качество воздушных масс оказывает влияние на здоровье работников

Классификация

Назначение аспирации – локализовать выбросы и убрать их из помещения. В зависимости от дальнейшего движения очищенных воздушных потоков, системы разделяются на две группы:

• Прямоточные очищают воздух перед выбросом его в атмосферу.
• Оборотные задействованы в замкнутой системе, воздух очищается и возвращается. Закрытый цикл помогает экономить на отоплении в зимнее время.

По конструкционным признакам индустриальные системы аспирации бывают:

• моноблочные;
• модульные.

Вне зависимости от принципа работы и используемой схемы, система аспирации состоит из нескольких обязательных узлов. Основные элементы:

• Местные отсосы: зонты, отсосы. Устанавливаются в месте выделения вредоносных отходов. Их задача захватывать и убрать загрязненный воздух из технологической зоны.
• Воздуховоды, через которые загрязненный воздух от источника загрязнения транспортируется к устройствам очистки.
• Вентиляторы для перемещения воздуха.
• Системы очистки: инерционные воздухоочистители, фильтрующие элементы.

Моноблочные системы аспирации

Моноблочная система аспирации монтируется как можно ближе к источнику загрязнения. Легко переносятся и быстро монтируются, подключаются в центральные воздуховоды. В состав моноблочной системы аспирации входят следующие устройства:

• фильтр;
• вентилятор;
• тара для сбора отходов.

Моноблочные системы аспирации бывают стационарные и мобильные.

Выводы и полезное видео по теме

Здесь представлен обзор распаковки и монтажа мобильной системы аспирации RIKON DC3000 для деревообрабатывающей промышленности:

В этом ролике продемонстрирована стационарная система аспирации, используемая при производстве мебели:

Системы аспирации – современный и надежный способ очистки воздуха в промышленных помещениях от опасных загрязнений. Если конструкция правильно спроектирована и смонтирована без ошибок, она продемонстрирует высокую эффективность при минимальных затратах.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме аспирационных систем? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Аспирация
предназначена для удаления мелких сухих частиц из-под укрытий транспортно-технологического оборудования и рабочей зоны используя метод засасывания их с потоком воздуха (воздух используется в качестве среды-носителя) в трубопровод системы аспирации, по которому частицы с потоком воздуха достигают места назначения (фильтра, отстойника и собираются в какую-либо тару). Для устранения пылевыделений используются системы аспирации с разветвлённой сетью воздуховодов и газоочистным оборудованием.

Монтаж и наладка аспирационных установок производится на предприятиях по хранению и переработке зерновых продуктов, кирпичных заводах, карьерах и т. д.

Аспирация отличается от вентиляции
тем, что в вентиляции работа системы сосредоточена на управлении потоками воздуха как таковыми, а в аспирации воздух используется лишь в качестве носителя, а работа системы сосредоточена на удалении мелких сухих частиц.