Аспирационни системи: видове, устройство, критерии за избор на инсталация

Производствените процеси често са придружени от отделяне на прахообразни елементи или газове, които замърсяват въздуха в помещението. Проблемът може да бъде решен с помощта на аспирационни системи, проектирани и монтирани в съответствие с нормативните изисквания.

Нека разберем как работят и къде се прилагат такива устройства, какви са видовете въздухоочистителни комплекси. Ще посочим основните работни възли, ще опишем нормите за проектиране и правилата за инсталиране на аспирационни системи.

Как работи това

Замърсяването на въздуха – неизбежна част от много производствени процеси. За да се спазят установените санитарни норми за чистота на въздуха, се използват процеси на аспирация. С тяхна помощ могат ефективно да се отстраняват прах, мръсотия, влакна и други подобни примеси.

Аспирацията представлява засмукване, което се осъществява чрез създаване на област с понижено налягане в непосредствена близост до източника на замърсяване.

За да се създават такива системи, са необходими сериозни специални знания и практически опит. Въпреки че работата на аспирационните средства е тясно свързана с функционирането на вентилационните системи, не всеки специалист по вентилация ще се справи с проектирането и монтажа на оборудване от този тип.

За постигане на максимална ефективност се комбинират методите на вентилиране и аспирация. Вентилационната система в производственото помещение трябва да бъде оборудвана с приточно-смукателен комплекс, за да осигури постоянно постъпване на свеж въздух отвън.

Аспирацията се прилага широко в следните области на промишлеността:

• трошилно производство;
• обработка на дървесина;
• производство на потребителски стоки;
• други процеси, които са придружени от отделяне на голямо количество вредни за вдишване вещества.

Осигуряването на безопасността на служителите със стандартни средства за защита не винаги е възможно и аспирацията може да се превърне в единствената възможност за създаване на безопасен производствен процес в цеха.

Аспирационните инсталации са предназначени за ефективно и бързо отстраняване от въздуха на различни малки замърсявания, които се образуват в процеса на промишленото производство

Отстраняването на замърсяванията с помощта на системи от този тип се извършва по специални въздуховоди, които имат голям ъгъл на наклон. Такава позиция позволява да се предотврати появата на така наречените зони на застой.

Мобилните вентилационно-аспирационни инсталации са лесни за монтаж и експлоатация, те са отлични за малки предприятия или дори за домашна работилница

За показател за ефективност на работата на такава система се смята степента на неулавяне, т.е. съотношението на количеството замърсявания, които са били отстранени, към масата на вредните вещества, които не са попаднали в системата.

Различават се два типа аспирационни системи:

• модулни системи – стационарно устройство;
• моноблокове – мобилни инсталации.

Освен това, аспирационните системи се класифицират по ниво на налягане:

• нисконапорни – под 7,5 kPa;
• среднонапорни – 7,5-30 kPa;
• високонапорни – над 30 kPa.

Комплектацията на аспирационната система от модулен и моноблоков тип се различава.

Пояснения към схемата: 1 – източник на отделяне на прах (зърнопреработвателно оборудване), 2 – чадър, 3 – центробежен вентилатор, 4 – въздуховоди, 5 – циклон, 6 – бункер за събиране на прах (+)

Моноблоковете се състоят от следните елементи:

• вентилатор;
• сепаратор;
• събирател на отпадъци.

Сепараторът представлява филтър за пречистване на въздуха, който преминава през устройството. Събирателят на отпадъци може да бъде както стационарен, т.е. вграден в моноблока, така и подвижен.

Такъв агрегат може да се закупи вече готов и просто да се инсталира на подходящо за извършване на аспирационни процедури място. Освен това не е трудно да се свържат с наличните централизирани системи.

Модулните системи са по-трудни за монтаж и са по-скъпи, но използването им е значително по-ефективно, отколкото при прилагане на моноблокови конструкции. Такива системи не са стандартни, първо се проектират, като се вземат предвид конкретните условия и задачи.

При това се вземат предвид редица фактори:

• характеристики на производственото помещение;
• особености на технологичния процес;
• качества на транспортираната среда и т.н.

Обикновено това е централизирана система, която се състои от набор от въздуховоди и засмукващ блок. За големи предприятия може да се използва система не с един, а с два или повече такива блока.

Материалът на въздуховодите може да бъде различен, в зависимост от характера и количеството на замърсяванията, които се предполага да бъдат транспортирани по тях.

Всмукването и защитното покритие се монтират максимално близо до зоната, от която ще се отстраняват замърсяванията, но те не трябва да пречат на персонала да изпълнява работните си задължения

Най-здрави се смятат конструкциите от черен метал, но те са и най-скъпите. Във всеки случай отделните участъци на въздушната магистрала се свързват херметично с помощта на фланци, закрепени с болтове.

Сред предимствата на аспирационните системи може да се отбележи:

• относителната простота на конструкцията;
• съвместимост с различни видове производствено оборудване;
• безопасност за околната среда;
• възможност за автоматизация на работата;
• повишаване на пожарната безопасност на помещението и т.н.

Към недостатъците на такива инсталации се отнасят преди всичко увеличаването на разходите за електроенергия, особено при неправилно проектиране, както и малката устойчивост на металните въздуховоди на износване. Тези моменти трябва да се вземат предвид при избора на подходяща конструкция.

Защо е необходимо проектирането

За създаване на модулна аспирационна система се проектира инсталация на следните елементи:

• локално изсмукване;
• наклонени въздуховоди;
• система за филтри;
• високонапорен вентилатор и т.н.

Като локално изсмукване могат да се използват различни модели устройства, например, бордово изсмукване, конструкции тип „чадър“, „покритие“ и други. Въздуховодите се прокарват от мястото на засмукване на отпадъците до точката на отвеждане във външното пространство.

Филтрационната система може да включва както отстраняване на пречистените въздушни маси от помещението, така и връщането им обратно след филтрация до мястото на засмукване.

Стационарните аспирационни системи в големите предприятия – това са големи съоръжения, които трябва да се проектират, като се вземат предвид особеностите на помещението, характеристиките на замърсяванията, конфигурацията на вентилационната система и много други показатели

Преди съставянето на проект за аспирационна инсталация е необходимо да се извърши техническа експертиза на състоянието на обекта. На този етап могат да се открият и отстранят недостатъците на системата. На подобна проверка могат да се подложат и вече съществуващите вентилационни и аспирационни системи.

Ефективността на аспирацията до голяма степен зависи от обемите въздух, които преминават през въздуховодите за единица време. Колкото по-голям е този показател, толкова по-скъп е монтажът на конструкцията, както и разходите за нейната експлоатация.

Ако компонентите на системата се подберат правилно, то разходите, както първоначалните, така и експлоатационните, могат да се намалят значително.

Стационарната аспирационна система се състои от множество модули и елементи, чиято конфигурация се подбира отделно за всяко предприятие, за да се осигури максимална ефективност (+)

Това включва избор на подходящо устройство за изсмукване на въздух, компетентни изчисления за разпределение на подавания въздух и т.н. В резултат на това натоварването на системата ще намалее, филтрите ще изискват по-рядко почистване, ресурсът на работа на вентилаторите ще се повиши и т.н.

Някои собственици на промишлени мощности при избора на система за почистване поемат по пътя на най-малкото съпротивление. Те се основават на параметрите на инсталация от циклонен тип, като просто съобщават на доставчика условията на нейното функциониране: разход на въздух и характер на замърсяванията.

В резултат те получават устройство, чиято производителност е избрана според таблици, без да се вземат предвид други параметри. Опитните проектанти твърдят, че този подход обикновено води до повишени разходи и намаляване на ефективността на работа на оборудването.

Цената на циклона е толкова по-висока, колкото по-големи са обемите въздух, които се преместват през него. Ако се оптимизира съществуващата система за разпределение на въздуха, могат да се подберат смукатели и филтри, които ще дадат необходимия ефект при по-малък разход на въздух.

Такова оборудване ще излезе по-евтино, а икономията може да бъде около една трета от общата сума на разходите. Ето защо преди избора на оборудване за аспирационната система е необходимо да се погрижите за техническа експертиза и да поканите опитни проектанти.

Особености на монтажа на такива конструкции

Тъй като по въздуховодите на аспирационните системи се транспортират значителни обеми замърсявания, към такива конструкции се предявяват и повишени изисквания за здравина, за разлика от приточните вентилационни системи.

За тяхното производство се използва стомана с дебелина от 1,2 до 5,0 mm, а за формите се препоръчва да се вземе стомана, чиято дебелина е с 1,0 mm по-голяма от материала на въздуховода.

За въздуховодите на аспирационните системи трябва да се използва здрава листова стомана с дебелина не по-малка от 1,2 mm. Разглобяемите съединения ще улеснят процеса на почистване на системата от замърсявания.

Забранено е да се закрепват аспирационните въздуховоди с хомути на окачване. Разрешава се само използването на хомути, закрепени чрез скоби, а в някои случаи като закрепване се използват вериги.

Максималното разстояние между скобите трябва да бъде три метра за тръби с диаметър над 40 mm и четири метра – при диаметър на конструкциите 400 mm или по-малко. Тези параметри ще осигурят достатъчна здравина на конструкцията и ще намалят риска от скъсване на въздуховодите по време на експлоатация.

Още една особеност на аспирационните въздуховоди е, че доста често се налага да се разглобяват, за да се почистят от натрупаните по стените замърсявания. Освен това, поради бързото износване, отделни елементи се налага периодично да се подменят.

По тази причина се препоръчва да се използват за монтаж на конструкциите бързоразглобяеми съединителни елементи, а не традиционни фланци, които при често разглобяване и сглобяване бързо се повреждат.

За да не се натрупват замърсявания в конструкцията на аспирационната система, е необходимо да се придаде правилен наклон на въздуховодите, който зависи от изчислителната скорост на движение на въздушните маси.

За регулиране на въздушните потоци се използват наклонени шибъри, които оказват по-малко съпротивление на потока и по-добре предотвратяват натрупването на замърсявания. Не се препоръчва използването на регулиращи дроселни клапани в аспирационните системи. Много е важно въздуховодите да бъдат разположени под правилния ъгъл.

Положението на конструкцията зависи от зададената скорост на въздушния поток, която се определя от характера на отстраняваните замърсявания. Така, за да се осигури скорост около 20 m/s, е необходим наклон от 60°, за скорост 45 m/s – ъгъл под 60° и т.н.

Ако характерът на замърсяванията позволява да се прогнозира натрупване на лепкав прах във въздуховодите, то такива системи за промишлена аспирация се препоръчва първоначално да бъдат проектирани с изчисление за максимална скорост на движение на въздушните маси.

В малките аспирационни системи за устройство на смукатели може да се използва полиетиленов маркуч с подходящ диаметър. Това е удобен, но не много издръжлив елемент, който с времето ще трябва да се замени.

За да се улесни процесът на почистване на конструкцията, във въздуховодите се вкарват специални вложки от фолио, хартия и други подходящи материали. Обикновените битови и дори някои промишлени вентилатори не са подходящи за аспирационни системи, дори и да притежават достатъчно висока производителност.

Необходими са устройства с повишена устойчивост на износване, които могат да работят продължително време под високо натоварване без прекъсвания.

Често срещан проблем за нискоефективните аспирационни системи – загуби на въздух. За да се предотврати това явление, специалистите препоръчват да избират вентилатори с известен резерв на мощност. Загубите на въздух на практика могат да достигнат 30% в сравнение с изчислените данни.

Неправилният избор на местен смукател може да се отрази отрицателно на цялата система. Не трябва да се избира такъв елемент без да се вземат предвид особеностите на технологичния процес.

В някои случаи ефективно ще бъде покритие от типа „чадър”, в други – „витрина”, смукателен шкаф, кабина и т.н. Този момент задължително трябва да се съгласува с технолога в конкретното производство.

Голямата част от аспирационните инсталации са проектирани за преместване на пречистения въздух в атмосферата, но понякога такива въздушни маси се връщат обратно в производственото помещение (+)

За грубо пречистване на въздуха от прах се използват прахови торби, безпреградни прахови камери, обункеровани газоходи, сухи циклони и други подобни устройства в зависимост от характера на праха.

За средно пречистване често се използват скрубери, а финото пречистване се извършва с набор от средства, който може да включва електрофилтър от циклонен тип и ръкавен филтър, в някои случаи се използва високонапорна тръба на Вентури или други подходящи агрегати.

Защо възникват проблеми

Дори при наличие на аспирационна система в производственото помещение, трябва периодично да се проверява нивото на съдържание на замърсители във въздуха. Понякога се случва системата да работи в нормален режим, филтрите да са изправни, но замърсяването на въздуха да остава твърде високо.

Причина за недостатъците могат да бъдат някои явления:

• прах, натрупана във въздуховодите;
• ниска производителност на изсмукващия вентилатор;
• твърде голям разход на въздух;
• недостатъчен приток на свежи въздушни маси.

Ако в каналите на въздуховодите се натрупва голямо количество прах, това показва, че в проекта първоначално са били заложени твърде ниски скорости на движение на въздушните маси. Друга причина за това явление са грешки в конфигурацията на елементите на аспирационната система.

Препятствие за своевременното отстраняване на прахови частици от системата може да бъде наличието на прекалено стръмни завои, участъци с малък наклон, липса на достатъчно люкове за почистване и т.н.

Ако аспирационната система е проектирана и/или монтирана с грешки, тя ще изпитва повишени натоварвания и скоро ще излезе от строя

Неправилният монтаж или грешки могат да доведат до твърде големи загуби на въздух в системата, което води до общо намаляване на производителността на устройството. Изтичане на въздушни потоци може да възникне и в резултат на неправилна работа на филтрационната система. Поради тази причина при изчисленията се препоръчва да се залага достатъчен процент за такива загуби.

Ако през системата преминава достатъчно количество въздух, но работата на системата все пак не показва очакваната ефективност, вероятно трябва да се преразгледа проектирането на местния смукател-защитно покритие.

Той трябва да бъде разположен така, че да събира максимално количество замърсители, като предотвратява попадането им във въздуха на помещението. Това съоръжение се проектира по такъв начин, че да не пречи на работата и движението на персонала.

Преди съставянето на проект за стационарна аспирационна система е необходимо да се извърши техническа експертиза на производственото помещение, за да се определят размерите на въздухообмена и основните параметри на системата (+)

Ако в помещението не постъпва достатъчно количество свеж въздух, то няма да бъде достатъчно за работата на аспирационната система. За да се компенсира повишената ефективност на въздухообмена, в производственото помещение се монтира приточна вентилация с рекуперация.

В горещите цехове не е необходимо подгряване на постъпващия отвън въздух, достатъчно е да се направи отвор в стената и да се затвори с клапа.

Изводи и полезно видео по темата

Тук е представен преглед на разопаковането и монтажа на мобилна аспирационна система RIKON DC3000 за дървообработващата промишленост:

В този клип е демонстрирана стационарна аспирационна система, използвана при производството на мебели:

Аспирационните системи – съвременен и надежден начин за почистване на въздуха в промишлени помещения от опасни замърсявания. Ако конструкцията е правилно проектирана и монтирана без грешки, тя ще демонстрира висока ефективност при минимални разходи.

Имате ли какво да добавите или възникнаха въпроси по темата за аспирационните системи? Моля, оставете коментари към публикацията. Формата за връзка се намира в долния блок.