Системы аспирации воздуха для производств

Что такое аспирация и чем она отличается от вентиляции?
Определение и задачи промышленной аспирации
Ключевые отличия от стандартных вентиляционных систем
Принцип работы и устройство аспирационных систем
Базовые компоненты: воздуховоды, фильтры, вентиляторы, накопители
Схема движения воздуха: от источника пыли до выброса/рециркуляции
Типы систем аспирации: плюсы и минусы
Модульные (централизованные) vs. мобильные установки
Сухая очистка (циклоны, рукавные фильтры) vs. мокрая (скрубберы)
Критерии выбора оборудования для разных отраслей
Для деревообработки: Аспирационная установка и вытяжной вентилятор.
Для горнодобывающей промышленности: взрывозащищенные рукавные фильтры
Для металлургии: скрубберы с многоступенчатой очисткой
Расчет и проектирование: ключевые параметры
Монтаж и эксплуатация: 5 главных ошибок
О производителе DE-TERO
Заключение:

В современном промышленном мире, где эффективность и безопасность являются ключевыми приоритетами, системы аспирации воздуха играют важнейшую роль. Они обеспечивают здоровые условия труда, защищают оборудование от преждевременного износа и помогают предприятиям соответствовать строгим экологическим стандартам. Данная статья представляет собой подробный обзор этих систем, предназначенный для широкой аудитории – от руководителей предприятий до специалистов по охране труда.

Что такое аспирация и чем она отличается от вентиляции?

Многие путают аспирацию и вентиляцию, однако это разные, хотя и взаимосвязанные, системы. Чтобы понять разницу, рассмотрим их определения и задачи.

Определение и задачи промышленной аспирации

Аспирация – это процесс удаления загрязненного воздуха непосредственно от источника его образования. Её главная задача – предотвратить распространение вредных веществ (пыли, газов, аэрозолей) по всему помещению и обеспечить их эффективную очистку. Это достигается путем создания контролируемого потока воздуха, направленного от рабочей зоны к пылеулавливающему оборудованию. Процесс пылеудаления, таким образом, является ключевым элементом аспирационной системы.

Аспирация — это технологический процесс принудительного удаления пыли, стружки, аэрозолей и вредных веществ непосредственно в месте их образования. В отличие от общеобменной вентиляции, которая обеспечивает общий воздухообмен в цехе, аспирационные установки создают локальные зоны разрежения вокруг источников загрязнений. Это решает две ключевые задачи:

• Защита здоровья работников (соблюдение ПДК по ГОСТ Р ИСО 8573-1).
• Предотвращение взрывов (взрывозащита), особенно критичное при работе с древесной или угольной пылью.

Ключевые отличия от стандартных вентиляционных систем

В отличие от производственной вентиляции, которая обеспечивает общее обновление воздуха в помещении, аспирация действует локально. Основные различия представлены в таблице:

1. Локализация воздействия: аспирация захватывает загрязнения до их распространения в воздухе, а вентиляция разбавляет уже распространившиеся примеси.
2. Производительность: системы пылеудаления обрабатывают меньшие объемы воздуха, но с высокой концентрацией загрязнений (до 100 г/м³).
3. Энергоэффективность: рециркуляция очищенного воздуха в аспирации снижает затраты на отопление зимой на 30–70%

Принцип работы и устройство аспирационных систем

Понимание устройства и принципа действия аспирационных установок необходимо для правильного выбора, эксплуатации и обслуживания.

Базовые компоненты: воздуховоды, фильтры, вентиляторы, накопители

Аспирационная система состоит из нескольких ключевых элементов:

1. Локальные отсосы: Устройства, располагаемые непосредственно у источника загрязнения (например, вытяжные зонты над станками, бортовые отсосы сварочных столов).
2. Воздуховоды: Система труб, соединяющих локальные отсосы с фильтрующим оборудованием и обеспечивающих транспортировку загрязненного воздуха.
3. Фильтрующее оборудование: Устройства для очистки воздуха от загрязнений (циклоны, рукавные фильтры, скрубберы, фильтроциклоны, картриджные фильтры).
4. Вентилятор: Создает необходимый поток воздуха в системе.
5. Бункер-накопитель: Емкость для сбора отфильтрованных загрязнений.

Схема движения воздуха: от источника пыли до выброса/рециркуляции

Процесс работы системы аспирации можно описать следующим образом:

1. Загрязненный воздух от источника (например, станка) поступает в локальный отсос.
2. Вентилятор создает разрежение, обеспечивающее движение воздуха по воздуховодам к фильтру.
3. В фильтре происходит очистка воздуха от загрязнений. Эффективность очистки определяется типом фильтра и дисперсностью пыли.
4. Очищенный воздух либо выбрасывается в атмосферу через систему газоочистки, соответствующую требованиям ПДВ (предельно допустимый выброс), либо возвращается в помещение для рециркуляции (при условии соответствия воздуха требованиям ГОСТ Р ИСО 8573-1). При этом может быть реализована рекуперация тепла для снижения энергопотребления.
5. Отфильтрованные загрязнения собираются в бункере-накопителе для последующей утилизации.

Важно! Для рециркуляции обязательна двухступенчатая очистка (циклон + фильтр) и контроль ПДК по СанПиН 1.2.3685-21.

Типы систем аспирации: плюсы и минусы

Существует несколько типов аспирационных систем, отличающихся по конструкции, принципу действия и области применения.

Модульные (централизованные) vs. мобильные установки

• Модульные системы: Представляют собой комплексное решение для крупных предприятий с множеством источников загрязнения. Они состоят из центрального фильтрующего блока, системы воздуховодов и локальных отсосов.
  • Плюсы: Высокая производительность, возможность одновременного обслуживания нескольких источников загрязнения, централизованное управление и обслуживание.
  • Минусы: Высокая стоимость, сложный монтаж системы, необходимость проектирования.
• Мобильные установки: Компактные и переносные устройства, предназначенные для обслуживания одного или нескольких источников загрязнения.
  • Плюсы: Простота установки и эксплуатации, мобильность, относительно низкая стоимость.
  • Минусы: Ограниченная производительность, необходимость ручной очистки фильтров.

Сухая очистка (циклоны, рукавные фильтры) vs. мокрая (скрубберы)

• Сухая очистка: Основана на механическом отделении загрязнений от воздуха.
  • Циклоны: Используют центробежную силу для отделения крупных частиц пыли.
    • Плюсы: Простота конструкции, низкая стоимость, отсутствие расходных материалов.
    • Минусы: Низкая эффективность для мелкой пыли, высокое аэродинамическое сопротивление.
  • Рукавные фильтры (Оборудование: рукавные фильтры): Используют тканевые фильтры для улавливания пыли. Эффективность рукавных фильтров очень высока.
    • Плюсы: Высокая эффективность очистки, возможность улавливания мелкой пыли, относительно низкое энергопотребление.
    • Минусы: Более высокая стоимость по сравнению с циклонами, необходимость регенерации фильтров (например, импульсная продувка), подверженность засорению.
  • Картриджные фильтры: Используют цилиндрические фильтрующие элементы из различных материалов.
    • Плюсы: Компактность, высокая эффективность, простота замены фильтрующих элементов.
    • Минусы: Относительно высокая стоимость фильтрующих элементов, ограниченная площадь фильтрации.
• Мокрая очистка: Использует жидкость для улавливания загрязнений.
  • Скрубберы (скрубберы Вентури): Пропускают загрязненный воздух через поток жидкости (обычно воды). Гидрофильтр.
    • Плюсы: Высокая эффективность улавливания газов и паров, возможность одновременной очистки от пыли и газов, взрывобезопасность.
    • Минусы: Высокое энергопотребление, необходимость утилизации загрязненной жидкости, возможность коррозии оборудования, гидравлическое сопротивление, не подходят для работы при отрицательных температурах.

Критерии выбора оборудования для разных отраслей

Выбор оборудования для аспирации должен основываться на специфике производства, типе и концентрации загрязнений, а также требованиях к очистке воздуха.

Для деревообработки: Аспирационная установка и вытяжной вентилятор.

В деревообработке основной проблемой является древесная пыль. Для предварительной очистки воздуха от крупных опилок и стружки используются Аспирационная установка ТЛ IFU10 или Шлифовальный стол с вытяжным вентилятором ТЛ. Для более тонкой очистки могут применяться рукавные фильтры.

Почему мокрая очистка не подходит для деревообработки? Древесная пыль при контакте с водой набухает, забивая форсунки и трубы. Утилизация шлама также удорожает процесс.

Для горнодобывающей промышленности: взрывозащищенные рукавные фильтры

В горнодобывающей промышленности, где существует риск взрыва пыли, применяются взрывозащищенные рукавные фильтры, соответствующие требованиям ГОСТ Р ЕН 60079-10-1. Эти фильтры оснащены системами искрогашения, взрыворазрядными клапанами и другими устройствами для обеспечения промышленной безопасности.

Требования:

• Фильтры с разрывными мембранами и искрогашением.
• Рукава из антистатических материалов (например, полиэстер с углеродной нитью).
• Системы аварийного пожаротушения в бункерах.
  Пример: На угольной шахте установка с импульсной продувкой снижает риск возгорания, автоматически удаляя пыль из рукавов.

Для металлургии: скрубберы с многоступенчатой очисткой

В металлургии, где образуются токсичные газы и мелкодисперсная абразивная пыль, используются скрубберы с многоступенчатой очисткой. Они позволяют эффективно удалять как твердые, так и газообразные загрязнения.

• 1-я ступень: циклон для крупной окалины.
• 2-я ступень: скруббер Вентури для газов и мелкодисперсной пыли.
• 3-я ступень: каплеуловитель.
  Результат: Соблюдение ПДВ по тяжелым металлам и SO₂ .

Расчет и проектирование: ключевые параметры

Правильный расчет аспирации – залог эффективной и экономичной работы системы.

Производительность (м³/ч) и скорость воздуха в воздуховодах

Производительность системы аспирации (м³/ч) должна соответствовать объему удаляемого загрязненного воздуха. Она определяется исходя из количества и мощности источников загрязнения. Важным параметром является скорость воздуха в воздуховодах, которая должна быть достаточной для транспортировки пыли, но не слишком высокой, чтобы избежать излишнего энергопотребления и повышенного износа оборудования. При расчете скорости воздуха (Процессы: расчет скорости воздуха) необходимо учитывать дисперсность пыли.

Расчет аспирации:

Q = 3600 × S × V,  

где Q — производительность (м³/ч),  

S — сечение воздуховода (м²),  

• V — скорость воздуха (м/с).
• Скорость воздуха:

• Для древесной стружки: ≥18 м/с.
• Для мелкодисперсной пыли: 10–15 м/с.
  Ошибка: При скорости <10 м/с в горизонтальных воздуховодах возникают засоры.

Аэродинамическое сопротивление и выбор вентилятора

Аэродинамическое сопротивление системы аспирации (сумма сопротивлений всех элементов системы: воздуховодов, фильтров, местных отсосов) определяет необходимую мощность вентилятора. Правильный выбор вентилятора (вентилятор) позволяет обеспечить требуемую производительность системы при минимальном энергопотреблении.

Гидравлическое сопротивление сети складывается из потерь в воздуховодах, фильтрах.

Формула:

ΔP = (ξ × ρ × V²) / 2,  

где ξ — коэффициент местного сопротивления,  

• ρ — плотность воздуха (кг/м³).
• Вентилятор подбирается с запасом мощности 20–30% (компенсирует аэродинамическое сопротивление и потери от износа фильтров).

Пример для цеха 500 м²:

• 10 станков × 4000 м³/ч = 40 000 м³/ч.
• Скорость в магистральном воздуховоде: 20 м/с → сечение: 0,55 м² (диаметр 840 мм).
• Сопротивление сети: 1200 Па → вентилятор ВЦП 7-40, мощность 37 кВт .

Монтаж и эксплуатация: 5 главных ошибок

Неправильный монтаж системы и несоблюдение правил эксплуатации могут привести к снижению эффективности, увеличению энергопотребления и возникновению аварийных ситуаций.

1. Недостаточный уклон воздуховодов → засоры
   Минимальный уклон: 60° к горизонту. Для труб с опилками — 70°.
2. Игнорирование регенерации фильтров → падение эффективности
   Без импульсной продувки сопротивление рукавных фильтров растет на 50% за месяц, повышая энергопотребление .
3. Экономия на герметизации стыков → потери воздуха до 30%
   Совет: Использовать фланцы с EPDM-уплотнителями вместо хомутов.
4. Пренебрежение взрывозащитой
   Обязательно: клапаны сброса давления, датчики искрообразования, системы тушения на основе флегматизаторов.
5. Неправильный выбор фильтровального материала
   Для горячих выбросов (>120°C) — стеклоткань, для химически агрессивных сред — PTFE .

О производителе DE-TERO

При выборе поставщика аспирационного оборудования рекомендуется обращать внимание на следующие факторы: опыт работы на рынке, наличие сертификатов соответствия, качество продукции, наличие сервисной службы и отзывы клиентов.

На российском рынке DE-TERO представлен:

Аспирационная установка IFU10 для высокоэффективной фильтрации (очистки) воздуха и удаления стружки, опилок и пыли на деревообрабатывающих и мебельных производствах.

Шлифовальный стол ТЛ оснащен системой фильтрации с третьей ступенью из стекловолоконного фильтра класса G4, что обеспечивает надежную защиту вытяжных каналов и вентиляторов.

Заключение:

Грамотный расчет аспирации, выбор оборудования под специфику производства и соблюдение норм эксплуатации — три столба эффективной промышленной безопасности и экономии ресурсов. Инвестиции в современные модульные системы с рекуперацией тепла окупаются за 2–3 года за счет снижения штрафов за вредные выбросы и затрат на энергопотребление.