Аспирационные системы на производстве для пневмотранспорта

Система аспирации – это вытяжная вентиляция, которая убирает пылевые частицы из рабочей зоны, где образуется максимальное загрязнение. При этом пыль в воздухе не просто выбрасывается в окружающуюся среду, а аккуратно собирается в специальные пылеулавливающие устройства. Подобные конструкции используются на различных производствах, а также применяются в системах пневмотранспорта при перемещении сыпучих материалов.

Зачем нужно оборудовать аспирационные системы на производстве

Устройства аспирации убирают пыль из помещения. Запыленность рабочего пространства отрицательно сказывается на производственном процессе и здоровье обслуживающего персонала. Пыль – это конгломерат мелких твердых частиц крупностью от 1 мкн до 200 мкн. Для человека наибольшую опасность представляет пыль крупностью до 10 мкн. Слизистая носоглотки не в состоянии удерживать такие мелкие частицы, а потому они свободно проникают в легкие и бронхи, вызывая различные заболевания дыхательной системы (бронхиальную астму, селикоз, гнойную астму, пневмоселикоз и т.д.).

Все эти заболевания являются профессиональными и полученными на производстве. Т.е. работники, заболевая, не только тормозят производство и требуют оплату больничного, но и имеют право претендовать на выплату денежной компенсации. Если же указанные болезни станут причиной инвалидности или смерти сотрудника, предприятие будет вынуждено увеличить выплаты. Правильно спроектированная система аспирации позволит предотвратить подобное развитие событий, что является большим плюсом как с финансовой, так и с моральной точки зрения.

Помимо вреда для здоровья пыль может стать причиной возникновения аварии на производстве. Пылевые частицы органического происхождения пожаровзрывоопасны. Они могут вступать в реакцию с кислородом из воздуха, что приводит не только к их окислению, но и к горению или даже взрыву. Причем химическая активность пылевой взвеси намного выше активности обычной пыли. Чтобы не произошло возгорания и взрыва, следует уменьшить концентрацию пыли в воздухе, именно для этого и нужна аспирационная система. Также система очистки выполняет и другие функции. С ее помощью удается:

• экономить энергию на отопление (при нормально работающих аспирационных устройствах для удаления пыли не требуется часто проветривать помещение, параллельно снижая температуру воздуха);
• беречь оборудования и предотвращать его поломку из-за попадания пылевых частиц внутрь корпуса;
• возвращать очищенный воздух.

Аспирация для деревообработки и других производств позволяет очистить воздух на 99%. Это дает возможность работать в цехах без защитных костюмов, масок и респираторов, а также проверять оборудование. Если в производственных помещениях не будет лишней пыли, то устройства будут нормально функционировать и реже выходить из строя.

Нюансы проектирования аспирационной системы

При создании системы аспирации на пневмотранспорте следует учитывать характеристики пылевых вентиляторов (к примеру, то, что толщина их металлического корпуса может достигать 3-5 мм) и способы их установки (до циклона и сепаратора пыли или же после). Распределители воздуха нельзя размещать над воздуховодными каналами и различным технологическим оборудованием. Обычно их устанавливают только над рабочей зоной. При этом требуется обеспечить минимальное расстояние для воздушного потока от воздухораспределителя. Для воздуховодов в системе есть свои требования:

• должна использоваться сталь толщиной более 1 мм;
• все воздуховоды должны иметь круглое сечение;
• лучше всего устанавливать сварные воздуховодные трубы с классом плотности П;
• угол ответвления врезки следует проектировать около 45 градусов (он подходит для быстрой и эффективной транспортировки воздуха с пылевыми взвесями любой концентрации).

Емкость бункера фильтрующего оборудования определяется площадью помещения, для которого проектируется аспирационная система. Бункер должен заполняться минимум за 3 суток (но лучше – за 7 суток). Т.е. перед установкой конструкции следует рассчитать примерную емкость бункера на основании площади помещения и характеристик транспортируемого материала. Это можно сделать самостоятельно или с привлечением специалистов ИТР.

Строение аспирационной системы

Стандартная система аспирации имеет относительно простую конструкцию, благодаря чему ее можно спроектировать практически в любом производственном цеху. Но каждый элемент системы должен подвергаться тщательному расчету, т.к. только в этом случае удастся добиться максимальной  эффективности от конструкций. Стандартная аспирационная система состоит из следующих деталей:

• пылевого вентилятора, который отвечает за создание тяги и повышения давления;
• уловителя крупных веществ (в большинстве случаев он реализуется с помощью циклона);
• рукавных фильтров, пропускающих лишний воздух;
• системы удаления лишних загрязнений;
• контейнеров для сбора грязи и т.д.

Поток воздуха, нагнетаемый вентилятором, вытягивает пылевые частицы и грязь и направляет их в сортировочный отсек. Уловитель отделяет частицы от остального воздушного потока и выкидывает их в бункер-накопитель. Затем все эти вещества из бункера направляются на утилизацию. Воздух с мелкодисперсионной пылью проходит через фильтры и пылеудалитель, где происходит его аккуратное очищение от возможных примесей. Воздушные массы, прошедшие очистку, выходят за пределы цеха или поступают в систему рециркуляции (в зависимости от особенностей конструкции). Когда разрабатывается аспирация пневмотранспорта, должно учитываться:

• расположение оборудования;
• тип, размеры и свойства пылевых частиц (от песка, угля, цемента, муки и т.д.);
• количество работающих установок в цехе;
• энергопотребление установленных приборов;
• изначальная загрязненность воздуха (в кубометрах);
• степень требуемой очистки воздуха (параметр показывает содержание пылевых частиц на выходе);
• климатические и погодные условия, при которых эксплуатируется установка;
• длина и изгибы труб;
• необходимая мощность и т.д.

Расчет аспирационной системы должны производить специалисты в указанной области технического обеспечения с высокой инженерной квалификацией. Только профессионалы смогут все правильно подсчитать с учетом всех возможных нюансов и подобрать необходимые детали конструкции. На этапе расчета определяются ключевые технические параметры конструкции, основные компоненты системы и предварительная стоимость установки оборудования. От правильного расчета зависит эффективность работающей системы и возможность нормальной интеграции в единую конструкцию для рационального управления производственными процессами.

Особенности очистки

Аспирационные установки могут очищать воздух разными способами. Качество и характер очистки определяется тем, какое именно оборудование для этого используется. Для грубой очистки используются бесперегородочные камеры, сухие циклоны, пылевые мешки и обункерованные газоходы.

Средняя очистка осуществляется скрубберами – специальными аппаратами, которые могут выделять твердые частицы из газообразной смеси. Тонкую очистку проводят за счет электрофильтров циклонного  типа, высоконапорных труб Вентури и рукавных фильтров. Тонкая очистка является самой сложной, поэтому для ее осуществления могут использоваться целые комплексы устройств.

Как решить возможные проблемы аспирационной системы

Аспирация воздуха требует проверки на каждом этапе очистки. Проблемы могут возникнуть в любой момент. Чаще всего система приходит в негодность по причине естественного износа и загрязненности фильтров. Если же монтаж установки произошел недавно, причин плохой фильтрации может быть несколько.

Во-первых, работа аспирационной системы может быть нарушена из-за недостаточного количества чистого воздуха. В маленьком помещении без нормального притока свежего воздуха рекомендуется оборудовать дополнительную приточную вентиляцию с рекуперацией. В горячих производственных цехах вместо этого можно просто проделать проем в стене и закрыть его заслонкой.

Во-вторых, проблема может быть связана с недостаточным откачиванием вредных веществ. Из-за этого в системе может происходить застой, что автоматически приводит к сбоям при сборе опасных веществ.

В-третьих, проблемные ситуации могут возникнуть из-за закладки низких скоростей потоков при проектировании и наличия слишком крутых изгибов в трубопроводе вместе с недостаточно наклоненными участками. Из-за этого в системе накапливается пыль и грязь, что неизменно приводит к нарушению проходимости в трубах.

В-четвертых, система аспирации может сломаться из-за некачественных комплектующих. Чаще всего это происходит по причине самостоятельного монтажа (с использованием дешевых китайских деталей) или привлечения к работе непроверенных производителей, недавно вышедших на рынок.

Вне зависимости от характера проблем при возникновении первых признаков нарушения нужно проводить комплексную диагностику и искать причину неисправности. Только благодаря своевременному техническому обслуживанию и проверкам удастся поддерживать работу аспирационной системы на необходимом уровне. Любые проблемы в работе очистительных устройств снижают их эффективность и уменьшают качество фильтрации. В помещении постепенно скапливается пылевидная взвесь, которая представляет серьезную угрозу для здоровья человека. Помимо этого скопление пыли и грязи в аспирационных установках приводит к снижению их ресурса и поломкам самих устройств. Т.е. нельзя игнорировать техническое обслуживание систем очистки воздуха (как регулярное, так и ситуационное). Оборудование для аспирации нужно периодически чистить и мыть, чтобы минимизировать возможность их поломки.

Заключение

Аспирационная система – важная конструкция, которая позволяет увеличить эффективность пневмотранспортного оборудования на производстве. На первый взгляд кажется, что они никак не связаны (пневмотранспорт и аспирация), что это в принципе несовместимые установки, однако это не так. От чистоты воздуха зависит его расход и количество энергии для транспортировки грузов. Чем меньше расход воздуха и энергии, тем эффективнее установка. Т.е. аспирация позволяет оптимизировать расходы на пневмотранспортную систему и другое оборудование, установленное на производстве.