Системы аспирации воздуха на производстве — что это такое?

Компания «Акрукс» осуществляет проектирование и монтаж систем аспирации воздуха для промышленных предприятий любых отраслей. Мы имеем большой опыт реализации крупных проектов любого уровня сложности. Благодаря квалификации наших специалистов, использованию передового оборудования и комплектующих мы обеспечиваем изготовление аспирационных систем, рассчитанных на многолетнюю службу с сохранением высоких показателей эффективности.

Назначение и необходимость аспирации

Аспирация представляет собой процесс удаление из воздуха в помещении пыли, волокон, тумана и других взвесей. Она должна выполняться на производственных объектах предприятий таких отраслей, как:

• деревообрабатывающее производство;
• целлюлозно-бумажная промышленность;
• дробильное производство;
• горно-обогатительная промышленность;
• пищевая промышленность;
• металлообработка, машиностроение;
• другие сферы производства, для которых характерно повышенное пылевыделение при протекании технологических процессов.

Монтаж систем аспирации воздуха предусматривается для производственных помещений с интенсивным пылевыделением. На таких объектах возможностей местной вытяжной вентиляции недостаточно для быстрого удаления загрязненного воздуха и его полноценной очистки.

Эффективная аспирационная система на производстве позволяет поддерживать условия труда, отвечающие нормативным требованиям, что дает эффект в снижении профзаболеваемости и несчастных случаев. Аспирация позволяет повышать уровень пожарной и взрывобезопасности многих производственных объектов. Кроме того, она создает условия для нормального протекания технологических процессов и снижения вредных выбросов в атмосферу.

Как работает аспирация

Система аспирации обеспечивает всасывание воздуха непосредственно в зоне загрязнения путем создания значительного разрежения и его фильтрацию с последующим отведением в атмосферу или возвратом в помещение. Удаление загрязненных воздушных масс обеспечивается по отдельным воздуховодам, которые проложены со значительным углом наклона. Такой способ прокладки позволяет предотвратить образование застойных зон, в которых могли бы скапливаться загрязнения.

Аспирационная установка — это комплекс оборудования, в состав которого входят:

• устройство воздухозабора (местный отсос) — в качестве устройства воздухозабора применяются зонты, бортовые отсосы, укрытия;
• вентилятор в системе аспирации — должен обладать высокой мощностью для создания необходимого уровня разрежения;
• оборудование для фильтрации, с помощью которого осуществляется отделение загрязнений из состава воздуха — в качестве такого оборудования применяют циклоны, фильтры пылеуловители и т. д.;
• накопитель отходов — емкость, в которой загрязнения накапливаются для последующего удаления.

Система аспирации пыли работает в тесной интеграции с вентиляционной системой. Приточная вентиляция должна обеспечить достаточную подачу свежего воздуха для замещения объема отводимых загрязненных воздушных масс.

Виды систем аспирации

В зависимости от конструктивного исполнения аспирационные системы вентиляции подразделяются на два типа: моноблочные и модульные.

Моноблочная аспирационная установка — это агрегат, который объединяет все компоненты системы и комплектуется на заводе-изготовителе. Оборудование поставляется с заданными характеристиками, поэтому для оснащения определенного объекта необходимо подобрать модель с подходящими характеристиками. К плюсам этого вида аспирационных систем относят:

• небольшую, по сравнению с модульной установкой цену;
• простоту монтажа и подключения;
• компактные размеры;
• готовность к эксплуатации.

Обычно моноблоки — это малые аспирационные установки, рассчитанные на обслуживание производственных объектов с относительно небольшим объемом пылевыделения. Поскольку установка поставляется в готовом комплекте, бывает сложно подобрать оборудование, характеристики которого соответствуют конкретному объекту. Несоответствие характеристик может негативно сказываться на показателях эффективности оборудования.

Модульная аспирационная система проектируется конкретно под определенный объект, с учетом его индивидуальных параметров:

• объема обсуживаемых помещений;
• происходящих там технологических процессов;
• качества воздушной среды, состава загрязнителей и т. д.

Благодаря этому достигается высокий уровень эффективности аспирационной системы. Она соответствует производственному объекту, на котором установлена, обеспечивает качественную очистку без перерасхода электроэнергии. Этот тип аспирационных систем подходит для средних и крупных промышленных предприятий, для которых использование моноблоков нецелесообразно. К минусам относится довольно высокий уровень капитальных расходов на проектирование и монтаж, сложность работ по внедрению и увеличенные сроки ввода в эксплуатацию.

Кроме того, системы аспирации воздуха классифицируют по развиваемому вентилятором напору на следующие классы:

• низконапорные — уровень напора до 7,5 кПа;
• средненапорные — напор в диапазоне от 7,5 кПа до 30 кПа;
• высоконапорные — напор более 30 кПа.

Оборудование очистки от пыли

К ключевым элементам устройства системы аспирации можно отнести оборудование для очистки отводимых воздушных масс от пыли. Оно должно обеспечивать достаточную степень очистки воздуха от загрязняющих компонентов, характерных для этого производственного помещения. От характеристик этих устройств зависит соответствие аспирационной системы экологическим нормам, а также возможность использования замкнутого цикла с возвратом очищенного воздуха в помещение.

Самыме распространенныме виды оборудования воздухоочистки:

• циклоны;
• гравитационные фильтры-пылеуловители;
• рукавные фильтры-пылеуловители.

Циклоны

Циклон — самый старый и очень распространенный тип устройств очистки воздуха. Воздух подается в циклон вентилятором и, проходя через такую установку, за счет ее внутренней формы закручивается в вихревые потоки вокруг оси аппарата. В результате действия центробежных сил более тяжелые, по сравнению с воздухом, частицы загрязнителей осаждаются на стенках циклона и под действием вторичного потока отправляются в пылеуловитель. Эти аппараты обладают достаточной степенью эффективности очистки. Они надежны, отличаются неприхотливостью и простотой в техобслуживании.

Циклон обеспечивает очистку воздушных масс от пыли различного состава и других твердых взвесей фракции от 5 мкм. Если в составе воздуха присутствует мелкодисперсная пыль, то такой аппарат не сможет обеспечить достаточно эффективную очистку. Недостатком циклона можно назвать и высокий уровень аэродинамического сопротивления, что повышает требуемую мощность вентилятора.

Гравитационные фильтры-пылеуловители

Гравитационный пылеуловитель предусматривает осаждение пыли из воздушных потоков, которые проходят в корпусе аппарата в горизонтальном направлении. Осаждение происходит под действием силы тяжести загрязняющих частиц, которые скапливаются в бункере. Часто внутренняя камера аппарата разделена на несколько отсеков, что повышает эффективность очистки.

Фильтры гравитационного типа очищают воздух только от крупнодисперсных частиц пыли. Кроме того, существуют ограничения по составу загрязняющих примесей, поскольку возможно осаждение только достаточно тяжелых частиц. Фильтры этого типа отличаются небольшой эффективностью, поэтому часто они применяются для грубой первичной очистки воздуха.

Рукавные фильтры-пылеуловители

Рукавный фильтр-пылеуловитель — оборудование для системы аспирации высокой производительности. Он позволяет очищать значительные объемы воздуха в единицу времени. При этом такие аппараты справляются с отделением загрязнений самого разного состава.

В корпусе аппарата находятся каналы, через которые подается загрязненный воздух. Внутри каналов проложены рукава очистки из специальной ткани или нетканого материала, которые выполняют функцию элементов очистки. Воздух проходит через материал рукава, а частицы пыли и других загрязнителей задерживаются в нем. Периодически выполняется очистка рукавов специальными методами, в результате чего пыль оседает в бункере. Благодаря этому восстанавливается пропускная способность оборудования.

Эффективность очистки рукавных фильтров может достигать 99,9% даже при самом сложном составе загрязняющих примесей, включая частицы мелких фракций, липкие и влажные загрязнители. С другой стороны, это самые дорогие и сложные в обслуживании аппараты.

Проектирование системы аспирации

Эффективность работы системы аспирации воздуха на производстве зависит от профессионального проектирования. При разработке проекта определяются требуемые характеристики оборудования, определяется конфигурация системы, подбирается оборудование.

Проектирование аспирационной системы осуществляется на основе предварительного обследования объекта, изучения технологических процессов, которые протекают на производстве. Это позволяет получить необходимый объем информации для составления ТЗ на проект. К числу важных параметров относится объем выделяемых в воздух загрязнений и состав загрязнителей, требуемый воздухообмен, характеристики имеющейся или проектируемой вентиляционной системы, температурные и другие условия в производственном помещении.

На основании полученных данных проводится расчет требуемой производительности основных элементов системы — вентилятора, оборудования для очистки воздуха. При расчете мощности вентилятора обязательно закладываются потери напора в воздуховодной сети. Их величина может составлять от 15 до 30% в зависимости от протяженности, типа воздуховодов, конфигурации сети, а также от качества герметизации при монтаже. Расчет производительности вентилятора без учета потерь напора — распространенная ошибка. Она приводит к тому, что мощность установленной системы оказывается недостаточной для полноценного отведения.

При проектировании определяется оптимальный тип аспирационной установки для конкретного предприятия. Моноблочные системы применяют, если характеристики какой-либо модели такой установки подходят для обеспечения потребностей производственного объекта в отведении загрязненного воздуха. Устройство аспирационной системы модульного типа предусматривается при невозможности оснащения объекта моноблочной установкой. В этом случае отдельно рассчитываются требуемые характеристики каждого модуля. После этого производится подбор оборудования, разрабатывается схема компоновки и техническое описание аспирационной системы.

Также на стадии проектирования разрабатывается схема аспирационных воздуховодов. Определяется оптимальный маршрут их прокладки, рассчитывается угол наклона, тип применяемых воздухозаборных устройств и их размещение на объекте.

Монтаж системы аспирации

После утверждения разработанного проекта системы аспирации осуществляется подбор и поставка оборудования и комплектующих для ее монтажа. Оборудование устанавливается на объекте в соответствии со схемой компоновки.

Особое значение имеет правильный монтаж воздуховодов системы вентиляции и аспирации воздуха. Особенность аспирационных воздуховодов заключается в том, что они работают с повышенными нагрузками. Поэтому их изготавливают из стального листа толщиной 1,2–5 мм. Толщина стенок фасонных частей сети берется на 1 мм больше по сравнению с толщиной стенок самих воздуховодов.

Крепление воздуховодов системы аспирации разрешается проводить только на кронштейнах или цепях, использование подвесов не допускается. Интервал крепления зависит от сечения труб воздуховодов. При диаметре до 400 мм кронштейны должны устанавливаться не реже, чем через каждые 4 метра. При монтаже воздуховодов диаметром свыше 400 мм установка кронштейнов может выполняться с шагом не более 3 метров. Соблюдение этих требований позволяет обеспечивать достаточную степень жесткости линий воздуховодной сети.

Учитывая принцип работы аспирационной установки, воздуховоды должны монтироваться под уклоном, угол которого определяется скоростью перемещения воздушных масс. Например, угол до 60° предусматривается для систем, в которых воздушные массы перемещаются со скоростью около 45 м/с. При скорости воздуха в 20 м/с потребуется угол наклона воздуховодов в 60°. В свою очередь, скорость движения воздуха определяется исходя из состава загрязняющих примесей. Для удаления сухой пыли можно предусматривать небольшую скорость перемещения. Для отделения пыли, содержащей липкие и влажные частицы скорость потока должна быть максимальной.

В связи с назначением аспирационной установки, на стенках воздуховодов, даже при соблюдении требуемого угла наклона, образуются отложения, что приводит к снижению пропускной способности сети. Это снижает эффективность работы системы, повышает нагрузку на вентилятор и ускоряет его износ. Кроме того, элементы воздуховодов изнашиваются значительно быстрее, по сравнению с вентиляционными. Поэтому при монтаже необходимо предусмотреть упрощение сборки и разборки трубопровода для ремонта или очистки. Учитывая это требования, при монтаже воздуховодов целесообразно применять быстроразъемные соединения. Обычные фланцевые соединения осложняют разборку трубопровода и быстро изнашиваются при частом выполнении таких работ. Внутри воздуховодов могут размещаться специальные вкладыши из бумаги или пленки, которые упрощают очистку.

Нарушения в работе аспирации и их причины

Сбои и нарушения в работе системы аспирации воздуха обычно возникают в результате следующих причин:

• ошибок в проектировании системы;
• нарушений технологии монтажа;
• несоблюдения требований по техобслуживанию, что вызывает износ оборудование и загрязнение системы.

Одной из распространенных проблем является быстро загрязнение воздуховодов. Если их приходится чистить слишком часто, это означает, что скорость перемещения воздуха в них слишком мала. Это может быть связано с ошибками в проектировании, например, с подбором недостаточно мощного вентилятора. Также причиной может быть плохо продуманная схема сети воздуховодов. В частности, слишком быстрое засорение возможно в тех случаях, когда присутствуют участки с недостаточным уклоном трубы, имеется большое количество колен и других зон с повышенным аэродинамическим сопротивлением.

При нарушениях технологии монтажа и регламента технического обслуживания аспирационной системы, часто возникают повышенные потери напора. Причиной обычно оказывается разгерметизация воздуховодов. В результате снижается производительность системы, и она не справляется с пылеудалением. Также аналогичный эффект возникает, если для комплектации подобран вентилятор недостаточной мощности, не рассчитанный на нормальные потери напора.

Распространенная ошибка проектирования аспирации воздуха на производственных объектах заключается в ее несогласованности с вентсистемой. Например, поступление свежего воздуха в помещение может быть значительно ниже объема отводимых за то же время воздушных масс. В результате создается разрежение, что ухудшает условия труда и может способствовать росту профзаболеваний. В некоторых случаях такие условия работы негативно отражаются на технологических процессах.

Любые проблемы, которые возникают при эксплуатации аспирационного оборудования, требуют больших затрат на ремонт и восстановление. Поэтому важно доверять внедрение систем профессионалам. Компания «Акрукс» выполняет весь комплекс работ — от разработки проекта до пусконаладки. Проектирование и монтаж проводятся со строгим соблюдением СНиП и ГОСТ. Внедряемые нами системы комплектуются только передовым оборудованием, рассчитанным на эффективную и долговечную работу. Благодаря этому на объектах заказчиков обеспечивается стабильное и эффективное отведение загрязненного воздуха с его полноценной очисткой. Также мы оказываем услуги по техническому обслуживанию систем аспирации, что позволяет поддерживать их характеристики на высоком уровне много лет и предотвращать неисправности.

1. Какой опыт у вашей компании в монтаже систем аспирации и вентиляции, особенно в контексте промышленных объектов?

Компания «Акрукс» предоставляет экспертные решения в сфере проектирования и монтажа систем аспирации. Беремся за объекты любого масштаба. Среди реализованных проектов — предприятия деревообрабатывающей, химической, горнодобывающей, целлюлозной и других отраслей промышленности, установка систем аспирации на фабриках пищевых продуктов, металлургических комбинатах. Для каждого случая мы находим индивидуальное решение задачи по очистке воздуха от пыли и загрязнений.

1. Какие технические решения вы предлагаете для оптимальной работы аспирационных систем?

В зависимости от особенностей производства и требований к системе аспирации предлагаем один из следующих вариантов:

• компактная моноблочная аспирационная установка. Подходит для предприятий с ограниченным уровнем выделения пыли. Комплектацию моноблока определяет производитель, поэтому приходится мириться с ограниченными возможностями оснащения. Моноблочные устройства доступны по цене;
• модульные аспирационные установки. Их проектируют под конкретный объект, что позволяет учесть все параметры и повысить эффективность оборудования. Высокая стоимость оборудования.

Выбор типа аспирационной системы зависит от следующих факторов:

• объем и качественный состав воздушного загрязнения на предприятии;
• особенности производственных процессов и дополнительные требования к конструкции оборудования;
• бюджет заказчика.

1. Какие стандарты и нормативы вы учитываете при монтаже систем аспирации, особенно с учетом пыли и загрязнений?

Аспирационные устройства совместно с системами вентиляции и кондиционирования обеспечивают поддержание чистоты, температуры и влажности воздуха на определенном уровне. На предприятиях параметры воздуха и микроклимата должны соответствовать законодательным нормативам. При выполнении заказов на разработку и монтаж аспирационных установок компания «Акрукс» соблюдает ГОСТ 12.1.005-88, где содержатся общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне. Также наши специалисты выполняют требования ГОСТ Р 59972-2021 и других нормативных актов, устанавливающих порядок монтажа систем вентиляции и кондиционирования, выполняют указания по разработке аспирационных систем для специализированных промышленных отраслей (хлебопекарная, лесозаготовительная и прочие).

1. Как происходит выбор и установка аспирационной установки под конкретные потребности заказчика?

Системы аспирации по принципу разработки бывают моноблочными и модульными. Моноблоки имеют стандартную комплектацию, что затрудняет подбор технического решения под индивидуальные параметры объекта. Преимущества моноблока — легкая сборка и доступная стоимость. Модульные решения разрабатывают индивидуально, что повышает их цену и эффективность.

Главной составляющей любой системы аспирации пыли является оснащение, очищающее воздух от пылевых частиц. Существует три типа фильтрующего оборудования:

• циклоны. За счет формирования вихревых потоков воздуха вокруг оси циклонного аппарата происходит осаждение пылевых частиц. Загрязнения оседают на стенках и затем оказываются в пылеуловителе. Циклоны доступны по цене, неприхотливы и надежны. Однако при размере пылевых частиц меньше 5 мкм они для аспирации не подходят;
• гравитационные пылеуловители. Воздух в горизонтальной плоскости проходит сквозь аппарат, пылевые частицы под действием силы тяжести оседают вниз. Гравитационные фильтры подходят для первичной очистки воздуха от крупных частиц;
• рукавные пылеуловители. Отличаются высокой эффективностью (улавливают до 99,9% примесей), справляются с частицами любого размера, работают быстро. Минус — высокая стоимость и сложность оборудования.

Для каждого предприятия компания «Акрукс» предлагает оптимальное решение на основе изучения производственных процессов, количества и размеров частиц, загрязняющих воздух. Найдем лучший вариант оснащения, подходящий для вашего предприятия по функциональности и стоимости.

1. Каковы основные этапы и сроки монтажа системы аспирации на промышленном объекте, и как вы обеспечиваете качество выполненных работ?

Процесс монтажа систем аспирации на промышленных объектах включает стандартные процедуры:

• доставка оснащения для аспирационной системы;
• выполнение подготовительных работ: освобождение места для установки оборудования, выполнение технологических отверстий в стенах для прокладки воздуховодов;
• монтаж воздухозаборов, вентиляторов, оборудования для фильтрации, накопителей;
• пусконаладочные работы.

Компания «Акрукс» предоставляет гарантию на монтажные работы, что подтверждается в договоре на оказание услуг. Возможен одновременный монтаж системы вентиляции и аспирации на предприятии. В случаях, когда отсос воздуха осуществляется локально в зоне работающего заводского оборудования, аспирационные устройства присоединяют к системе вентиляции объекта.