Работа многих промышленных производств сопровождается выбросом большого количества вредных веществ. Чтобы не нанести вред окружающей среде и здоровью человека, такие вещества необходимо своевременно удалять. Обычная вентиляция не справляется с очисткой воздуха в промышленных масштабах, поэтому для этих целей используется аспирация.
Функция и принцип действия
Металлургические и химические предприятия, цементные заводы, мельницы и различные цеха во время производственных процессов выделяют огромное количество пыли, грязи, примесей. Аспирация на производстве помогает минимизировать вред, который они наносят, и создать для людей, трудящихся на предприятиях, комфортные условия работы.
Процесс очищения воздуха основывается на создании области низкого давления рядом с источником загрязнения. Благодаря этому пыль и примеси засасываются и не распространяются по атмосфере. Выводятся вредные вещества по специальным воздуховодам. Большой наклон, под которым они располагаются, исключает возникновение зон застаивания внутри конструкции. Эффективность работы очистительной системы определяется по соотношению массы удалённых загрязнений к массе не попавших в систему веществ.
Воздуховод играет основную роль в засасывающей конструкции. Чаще всего его изготавливают из спирально-навивной трубы, внешне напоминающей шланг пылесоса. Иногда встречаются прямошовные конструкции, но они отличаются меньшей эффективностью работы. Кроме воздуховода, система аспирации воздуха включает в себя:
Вентиляторы. Необходимы для обеспечения отрицательного давления.- Фильтры. Нужны для адсорбирования вредных частиц из воздуха.
- Ёмкости для аккумулирования пыли. В них собираются все загрязнения.
Устройство аспирации предполагает наличие в конструкции множества разветвлений и поворотов, для создания которых применяются фитинги с резиновыми уплотнителями. Иногда используются муфтовые соединения.
Собранные методом аспирации частицы могут быть переработаны с целью вторичного использования или уничтожения. Однако это требует значительного уменьшения их объёма. Достигается это с помощью опрессовывания и последующего расфасовывания в специальные ёмкости для транспортировки.
Моноблочные и модульные системы
Устройство для аспирации воздуха может быть выполнено в виде моноблочной либо модульной системы. Первая подразумевает оснащение пылеудаляющей установкой каждого рабочего места, загрязняющего воздух. Установка может быть как стационарной, так и передвижной. Она комплектуется собственным воздушным насосом, небольшим воздуховодом в виде гибкого шланга либо жёстко зафиксированной трубы и бункером, который нужно регулярно чистить. Её необходимо просто установить на определённое место и подключить к централизованным системам, имеющимся в помещении. Моноблочные конструкции имеют серийное производство, поэтому их стоимость относительно невысока.
Альтернативой моноблочной установке является модульная система. Её устанавливают на крупных предприятиях, характеризующихся сильным загрязнением рабочих пространств, с которым моноблок справиться не может. Такие конструкции не выпускают серийно, а изготавливают индивидуально с учётом условий и задач конкретного предприятия. Прежде чем приступить к изготовлению модульной аспирационной системы, её тщательно проектируют, обращая внимание на характеристики производственного пространства, в котором она будет функционировать, особенности технологических процессов, качества транспортируемой среды и множество других аспектов.
Модульная аспирационная сеть выполняется в виде централизованной системы, включающей набор воздуховодов и всасывающий блок. На предприятиях очень больших размеров могут устанавливаться несколько блоков. Монтируются они таким образом, чтобы отсос и укрытие располагались максимально близко к месту, откуда необходимо удалить загрязнения. При этом установленная конструкция не должна препятствовать сотрудникам в выполнении их непосредственных обязанностей.
Материал, из которого изготавливаются воздуховоды для аспирации воздуха, бывает разным. Факторами, влияющими на его выбор, являются объём и характер вредных веществ, которые будут проходить сквозь него. Самым прочным признаётся чёрный металл, однако стоит он достаточно дорого.
Этапы проектирования
Правильное проектирование модульной системы является залогом её эффективной работы. Перед тем как приступить к созданию проекта, нужно оценить техническое состояние помещения, где будет располагаться установка, проверить работоспособность уже имеющейся вентиляционной системы.
Объём воздуха, который будет проходить через аспирационную конструкцию, является главным показателем её работы. Чем он больше, тем дороже будет стоить установка и эксплуатация очищающей системы. В процессе планирования важно правильно подобрать составляющие элементы, чтобы сократить начальные и эксплуатационные затраты.
При выборе оптимальной установки нельзя отталкиваться только от условий её функционирования (расхода воздуха и особенностей загрязняющих веществ). В таком случае система будет иметь производительность, рассчитанную теоретически по таблицам без учёта важных на практике факторов.
Более рациональный подход предусматривает предварительный расчёт распределения приточных потоков, выбор фильтров и прибора для отсоса воздуха (бортового отсоса, конструкции типа «укрытие», «зонт» и других). Это позволит создать установку, которая будет эффективно аспирировать воздух даже на сильно загрязнённом производстве, при этом нагрузка на систему не будет избыточной, рабочий ресурс вентиляторов возрастёт, а фильтры не придётся менять слишком часто.
Основным минусом промышленного устройства для аспирации считается его высокое энергопотребление. Если при составлении проекта оптимизировать работу уже имеющейся воздухораспределительной системы и вентиляции, то потребление электричества при аспирации можно сократить примерно на треть.
https://youtube.com/watch?v=AXBy3pk5yAA
Установка конструкции
Для того чтобы аспирация на производстве осуществлялась не только эффективно, но и безопасно, система должна соответствовать установленным нормам. Согласно им:
- 1. Сталь для воздуховода должна иметь толщину порядка 1,2−5 мм, для фасонных элементов — на 1 мм больше.
- 2. Хомуты должны крепиться на кронштейнах или цепях. Применение хомутов с подвесками запрещено.
- 3.
Чтобы воздуховоды не обрушились, кронштейны на них должны располагаться на чётко определённом расстоянии. При диаметре стальных труб более 400 мм это расстояние составляет 3 м, при меньшем диаметре — 4 м. - 4. Для регулирования воздушных потоков следует применять косые шиберы, характеризующиеся меньшим сопротивлением воздуху и хорошо препятствующие скоплению вредных веществ. Регулировочные дроссельные клапаны использовать не рекомендуется.
- 5. Положение конструкции должно соответствовать заданной скорости воздушного потока. Она зависит от того, какие загрязнения присутствуют в воздухе. Если при очищении на стенках воздуховода прогнозируется оседание липкой пыли, скорость перемещения воздуха должна быть максимальной.
- 6. Воздуховоды изнутри нужно оснастить бумажными, плёночными либо другими вкладышами, которые упростят процедуру очищения. Для этого также рекомендуется использование быстроразъёмных деталей, не ломающихся от частой сборки и разборки.
При аспирации потери воздуха могут достигать 30% от общего объёма. Чтобы этого не допустить, очищающую систему требуется укомплектовать вентиляторами с определённым запасом мощности.
Возможные проблемы
Установки для аспирации могут по-разному очищать воздух. Качество очистки определяется тем, какие приспособления для этого используются:
- Грубая очистка. Для неё применяются бесперегородочные камеры, пылевые мешки, обункерованные газоходы, сухие циклоны.
- Средняя очистка. Осуществляется с помощью скрубберов — аппаратов, выделяющих твёрдые частицы из газообразной смеси.
- Тонкая очистка. Её проводят с помощью электрофильтров циклонного типа, рукавных фильтров, высоконапорной трубы Вентури. Для достижения наилучшего результата эти приборы устанавливаются в дополнение друг к другу.
На любом из этапов очистки могут возникнуть проблемы, которые обнаруживаются только с помощью проверки состояния воздуха и замеров количества вредных веществ, присутствующих в нём. Если система работает нормально, фильтры не требуют замены, причин высокого уровня загрязнений может быть несколько.
Допущенные при монтаже ошибки могут значительно увеличить потери воздуха и снизить общую производительность аспирационной установки. Неправильное функционирование фильтров также может привести к аналогичной проблеме.
Недостаточное количество свежего воздуха негативно отразится на работе системы. Для увеличения объёмов требуется оборудовать в производственном помещении приточную вентиляцию с рекуперацией. В горячих цехах достаточно сделать проём в стене определённого размера и закрыть его заслонкой.
Если воздушных потоков достаточно, причину неэффективной работы следует поискать в отсосе типа «укрытие». Он должен находиться в положении, способствующем сбору максимального количества опасных веществ, и одновременно не мешать работникам предприятия.
https://youtube.com/watch?v=k3VFz5OSY2A
Частая причина проблем с аспирацией заключается в большом скоплении пыли в воздуховодных каналах. Это является результатом закладки низких скоростей воздушных потоков во время проектирования, наличия очень крутых изгибов, участков с недостаточным наклоном либо недостатка люков для очистки системы аспирации.
