Аспирационные системы: виды, устройство, критерии выбора установки — Стиль жизни

Системы аспирации

Вытяжная вентиляция отличается от примитивного воздуховода, который контролирует правильный воздушный поток. Расчет систем начинается на этапе строительств. Система проходит через коммуникации здания. Оборудование или специальные устройства, установленные в цеху, определяют качество воздуха. Нормативы, установленные для таких предприятий, нарушать нельзя. Промышленная зона всегда загрязнена опасными веществами, которые вдыхает человек.

Оборудование не только загрязняет воздух, но и способствует равномерному распределению пыли по всему помещению. Что такое аспирационные вентиляторы? Для систем аспирации (сеть воздуховода или отдельная комплектующие части) во время монтажа важен уклон воздуховода, исключающий застойные зоны. Воздух проходит через все помещение, обеспечивая равномерный забор загрязненных воздушных масс.

Проектирование вентиляционных клапанов проводится специалистами, которые ознакомлены со всеми нормами и ГОСТами. Для самодельной аспирационной системы нужны дополнительные вентиляторы и фильтры. Создать правильный воздушный поток несложно, если учитывать конструкционные особенности промышленного здания.

Устройства для очистки воздушных масс состоят из разветвленных трубопроводов с газоочистными устройствами. Такой системе нужны резервные воздуховоды на случай поломки. Скорость аспирации зависит от мощности вентиляторов.

Виды аспирационных установок

Установки аспирации делятся на виды, в зависимости от способа очистки:

сухой;
мокрый.

К оборудованию аспирации, использующему в своей работе сухой способ очистки, относятся:

циклоны;
рукавные и картриджные фильтры;
электрические фильтры;
пылеуловительные камеры.

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.

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.

Причины, по которым в работе системы могут возникнуть проблемы

После монтажа и запуска аспирационной системы рекомендуется время от времени делать заборы воздушных масс и проводить их исследование на концентрацию взвесей и примесей и качество очистки. Нередки случаи, когда система функционирует в полную силу, но качество аспирации воздушных масс низкое, а концентрация вредных веществ в воздухе остается высокой. Подобное неприятное явление может объясняться разными причинами, в числе которых:

Сильное засорение воздушных каналов, во внутреннем пространстве которых могли скопиться сор и пыль;
Недостаточная мощность вытяжного вентилятора;
Расход воздуха в больших объемах;
Недостаточный приток свежих воздушных масс в помещении.

Если во внутреннем пространстве загрязнения скапливаются быстро и в больших количествах – это может указывать на ошибку в проектировании системы, а именно на неправильный расчет скорости перемещения воздушных потоков по воздуховодам. Другая причина подобного явления – ошибки в конструктивном устройстве системы. Они могут выражаться в присутствии значительного числа поворотов, ответвлений, участков с недостаточным углом наклона, недостаточное количество лючков для прочистки системы.

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.

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

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

Добавьте маску или респиратор в свой арсенал

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

Отправьте заявку и получите КП

Подберем оборудование, удешевим смету, проверим проект, доставим и смонтируем в срок.

Особенности монтажа таких конструкций

Поскольку по воздуховодам аспирационных систем транспортируются значительные объемы загрязнений, то к таким конструкциям предъявляются и повышенные требования по прочности, в отличие от приточных вентиляционных систем.

Для их изготовления используют сталь толщиной от 1,2 до 5,0 мм, а для фасонных частей рекомендуется взять сталь, толщина которой больше на 1,0 мм, чем материал воздуховода.

Для воздуховодов аспирационных систем следует использовать прочную листовую сталь, не менее 1,2 мм толщиной. Разъемные соединения облегчат процесс очистки системы от загрязнений

Запрещается крепить аспирационные воздуховоды хомутами на подвеске. Допускается только использование хомутов, закрепленных с помощью кронштейнов, в некоторых случаях в качестве крепления используют цепи.

Максимальное расстояние между кронштейнами должно составлять три метра для труб диаметром более 40 мм и четыре метра – при диаметре конструкций 400 мм или меньше. Эти параметры обеспечат достаточную прочность конструкции и снизят риск обрыва воздуховодов в процессе эксплуатации.

Еще одна особенность аспирационных воздуховодов состоит в том, что их довольно часто приходится разбирать, чтобы очистить от скопившихся на стенках загрязнений. Кроме того, в результате быстрого износа отдельные элементы приходится периодически заменять.

По этой причине рекомендуется использовать для монтажа конструкций быстроразъемные элементы соединения, а не традиционные фланцы, которые от частой разборки-сборки быстро выходят из строя.

Чтобы в конструкции системы аспирации не скапливались загрязнения, необходимо придать воздуховодам правильный уклон, который зависит от расчетной скорости перемещения воздушных масс

Для регулировки потоков воздуха используют косые шиберы, которые демонстрируют меньшее сопротивление потоку и лучше препятствуют скоплению загрязнений. Применение регулировочных дроссельных клапанов в системах аспирации не рекомендуется

Очень важно, чтобы воздуховоды были расположены под правильным углом

Положение конструкции зависит от заданной скорости потока воздуха, которая определяется характером удаляемых загрязнений. Так, чтобы обеспечить скорость около 20 м/с, нужен уклон в 60°, для скорости 45 м/с – угол менее 60° и т.д.

Если характер загрязнений позволяет прогнозировать накопление в воздуховодах липкой пыли, то такие системы промышленной аспирации рекомендуется изначально проектировать с расчетом на максимальную скорость перемещения воздушных масс.

В небольших аспирационных системах для устройства отсосов может быть использован полиэтиленовый шланг подходящего диаметра. Это удобный, но не слишком прочный элемент, который со временем придется заменить

Чтобы облегчить процесс очистки конструкции, внутрь воздуховодов вставляют специальные вкладыши из пленки, бумаги и других подходящих материалов. Обычные бытовые и даже некоторые промышленные вентиляторы для систем аспирации не подходят, даже если обладают достаточно высокой производительностью.

Нужны устройства с повышенной устойчивостью к износу, которые могут длительное время работать под высокой нагрузкой без перебоев.

Распространенная проблема для низкоэффективных систем аспирации – потери воздуха. Чтобы предотвратить это явление, специалисты рекомендуют выбирать вентиляторы с некоторым запасом мощности. Потери воздуха на практике могут достигать 30% по сравнению с расчетными данными.

Неправильный выбор местного отсоса может отрицательно сказаться на всей системе. Нельзя выбирать такой элемент без учета особенностей технологического процесса.

В одних случаях будет эффективно укрытие типа “зонт”, в других – “витрина”, вытяжной шкаф, кабина и т.п. Этот момент в обязательном порядке следует согласовать с технологом на конкретном производстве.

Большая часть аспирационных установок расчитана на перемещение очищенного воздуха в атмосферу, но иногда такие воздушные массы возвращают в производственное помещение (+)

Для грубой очистки воздуха от пыли используют пылевые мешки, бесперегородочные пылевые камеры, обункерованные газоходы, сухие циклоны и другие подобные устройства в зависимости от характера пыли.

Для средней очистки часто используют скрубберы, а тонкая очистка выполняется с помощью набора средств, который может включать электрофильтр циклонного типа и рукавный фильтр, в некоторых случаях используется высоконапорная труба Вентури или другие подходящие агрегаты.

Монтаж аспирационных систем

Для того чтобы начать этап установки фильтрационной системы, сначала проводят проектировочные работы

Данный процесс является очень важным, а потому ему уделяется особое внимание

Сразу важно сказать, что неверно проведенный этап проектирования и расчета не сможет обеспечить необходимую очистку и циркуляции воздуха, что приведет к плохим последствиям. Для успешного составления проекта и последующей установки системы необходимо учесть несколько пунктов:

Для успешного составления проекта и последующей установки системы необходимо учесть несколько пунктов:

Важно определить количество расходуемого воздуха на один цикл аспирации, а также потерю давления в каждом месте его забора.
Важно верно определить вид пылеуловителя. Для этого нужно правильно подобрать его по его же параметрам.. Проведение расчетов и составление проекта — это не полный список того, что необходимо сделать прежде, чем начать процесс монтажа системы

Другими словами можно сказать, что установка фильтров — это наиболее простое и последнее дело, за которое берутся профессионалы

Проведение расчетов и составление проекта — это не полный список того, что необходимо сделать прежде, чем начать процесс монтажа системы. Другими словами можно сказать, что установка фильтров — это наиболее простое и последнее дело, за которое берутся профессионалы.

Система аспирации воздуха чистит от промышленных загрязнений внутреннее пространство сборочных лакокрасочных и производственных цехов. Проще говоря: система аспирации – это одна из разновидностей «промышленного» фильтра, ориентированного на утилизацию сварочной гари, лакокрасочных аэрозолей, масляных взвесей и прочих отходов производства.

И если руководствоваться техникой безопасности или здравым смыслом, то без аспирации в производственном помещении находиться просто невозможно.

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.

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:

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.
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.

Рукавные фильтры при очистке стружек и опилок

В настоящее время рукавные фильтры являются одними из самых эффективных видов установок очистки больших объемов загрязненного воздуха цеха деревообрабатывающих производств, использующих множество станков, а так же крупных производств мебели, связанных с большим выделением стружек и опилок. Их используют во многих сферах современной промышленности.

Все рукавные фильтры состоят из стального корпуса, опоры и бункера, клапанов, фильтровальных рукавов. Фильтровальные рукава являются основой всей установки для аспирационной системы от деревянной стружки или пыли. Они могут быть круглыми и плоскими. Круглые используются для мест, где очень много пыли и очищать требуется большие объемы, вплоть до 100.000 м3, а плоские нужны в местах, где нагрузка небольшая и, в целом, сам фильтр должен быть компактным.

Материал для каждого из рукавов подбирается индивидуально. Им может являться как ткань, так и различные нетканые материалы. Вторые значительно эффективнее первых из-за своей однородной волокнистой структуры. Каждая ткань, перед выходом на рабочий процесс, проходит термостабилизацию, отжиг, каландирование, глазирование, покрытие полиэтиленом и химическое покрытие. В сумме все это дает прекрасный результат – ткань сможет улавливать пыль диаметром менее чем 1 микрон.

Процесс фильтрации можно разделить на 3 основных этапа

Забор воздуха. Через патрубок загрязненный воздух поступает в очищающий канал
В очищающем канале происходит очистка воздушных масс. Он проходит через ткань рукавов, на которой оседают частицы пыли, и выходит уже очищенным через другой патрубок.
Восстановление рукавных фильтров. На таких предприятиях, как деревообрабатывающие, системы аспирации работают постоянно. При постоянно очистке воздуха, происходит осаждение пыли на ткани, вследствие чего работа всего фильтра замедляется. Убрать осадок можно двумя способами: встряхиванием и импульсом.

Аспирационные системы данного вида востребованы на деревообработке из-за своей эффективности. Они имеют очень высокую степень очистки — до 99%, небольшие затраты на эксплуатацию (в основном это замена фильтрующих рукавов), большой диапазон рабочих температур: от -60C до +65C.

Сверхмелкая пыль, деревянная пыль, щепа, пыль с высоким содержанием смолы – это все характерные особенности деревообрабатывающей промышленности, которые очень опасны для здоровья людей. Фильтрующие ткани справляются с фильтрацией данных частиц пыли так, что в дальнейшем все загрязнения не только не будут мешать людям работать на предприятии, но и их можно будет переработать без потери качества.

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:

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

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

Обычный (ручной) метод сварки – соединения встык, исключая припуски металла;
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:

Раструбы;
Фланцы;
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.

Источник: ledsshop.ru