Sisteme de aspirație: tipuri, structură, criterii de alegere a instalației

Procesele de producție sunt adesea însoțite de eliberarea de particule de praf sau gaze care poluează aerul din încăpere. Sistemele de aspirație, proiectate și instalate în conformitate cu cerințele normative, pot ajuta la rezolvarea problemei.

Vom analiza cum funcționează și unde se utilizează astfel de dispozitive, ce tipuri de complexe de purificare a aerului există. Vom indica principalele componente de lucru, vom descrie normele de proiectare și regulile de instalare a sistemelor de aspirație.

Cum funcționează

Poluarea aerului – o parte inevitabilă a multor procese de producție. Pentru a respecta normele sanitare stabilite privind puritatea aerului, se utilizează procese de aspirație. Cu ajutorul lor, se pot elimina eficient praful, murdăria, fibrele și alte impurități similare.

Aspirația reprezintă o aspirare care se realizează prin crearea unei zone de presiune scăzută în imediata apropiere a sursei de poluare.

Pentru a crea astfel de sisteme, sunt necesare cunoștințe speciale serioase și experiență practică. Deși funcționarea mijloacelor de aspirație este strâns legată de funcționarea sistemelor de ventilație, nu orice specialist în ventilație se va descurca cu proiectarea și montajul echipamentelor de acest tip.

Pentru a atinge eficiența maximă, se combină metodele de ventilare și aspirație. Sistemul de ventilație din încăperea de producție trebuie să fie echipat cu un complex de ventilație de alimentare și evacuare, pentru a asigura un flux constant de aer proaspăt din exterior.

Aspirația este utilizată pe scară largă în următoarele domenii ale industriei:

• producția de concasare;
• prelucrarea lemnului;
• fabricarea produselor de consum;
• alte procese care sunt însoțite de eliberarea unei cantități mari de substanțe nocive pentru inhalare.

Asigurarea siguranței angajaților cu mijloace standard de protecție nu reușește întotdeauna, iar aspirația poate deveni singura posibilitate de a stabili un proces de producție sigur în atelier.

Instalațiile de aspirație sunt destinate eliminării eficiente și rapide din aer a diferitelor impurități fine care se formează în procesul producției industriale

Eliminarea impurităților cu ajutorul sistemelor de acest tip se realizează prin conducte de aer speciale, care au un unghi mare de înclinare. O astfel de poziție permite prevenirea apariției așa-numitelor zone de stagnare.

Instalațiile mobile de ventilație-aspirație sunt simple de montat și de exploatat, fiind potrivite în mod excelent pentru întreprinderi mici sau chiar pentru un atelier casnic.

Indicatorul eficienței de funcționare a unui astfel de sistem este considerat gradul de neeliminare, adică raportul dintre cantitatea de impurități care au fost îndepărtate și masa substanțelor nocive care nu au intrat în sistem.

Se disting două tipuri de sisteme de aspirație:

• sisteme modulare – dispozitiv fix;
• monoblocuri – instalații mobile.

În plus, sistemele de aspirație se clasifică în funcție de nivelul presiunii:

• de joasă presiune – sub 7,5 kPa;
• de medie presiune – 7,5-30 kPa;
• de înaltă presiune – peste 30 kPa.

Dotarea sistemului de aspirație de tip modular și monobloc diferă.

Explicații pentru schemă: 1 – sursă de emisie de praf (echipament de procesare a cerealelor), 2 – umbrelă, 3 – ventilator centrifugal, 4 – conducte de aer, 5 – ciclon, 6 – buncăr pentru colectarea prafului (+)

Monoblocurile constau din următoarele elemente:

• ventilator;
• separator;
• acumulator de deșeuri.

Separatorul reprezintă un filtru pentru purificarea aerului care trece prin dispozitiv. Acumulatorul de deșeuri poate fi atât fix, adică integrat în monobloc, cât și detașabil.

Un astfel de agregat poate fi achiziționat deja gata și pur și simplu instalat într-un loc potrivit pentru efectuarea procedurilor de aspirație. Totodată, nu este dificil să le conectați la sistemele centralizate existente.

Sistemele modulare sunt mai complexe de montat și mai costisitoare, dar utilizarea lor este semnificativ mai eficientă decât în cazul aplicării construcțiilor monobloc. Astfel de sisteme nu sunt standard, mai întâi sunt proiectate ținând cont de condițiile și sarcinile specifice.

În acest sens, se iau în considerare o serie întreagă de factori:

• caracteristicile spațiului de producție;
• particularitățile procesului tehnologic;
• calitățile mediului transportat etc.

De obicei, acesta este un sistem centralizat, care constă dintr-un set de conducte de aer și un bloc de aspirație. Pentru întreprinderile mari, poate fi utilizat un sistem nu cu unul, ci cu două sau mai multe astfel de blocuri.

Materialul conductelor de aer poate fi variat, în funcție de natura și cantitatea impurităților care urmează a fi transportate prin ele.

Priza de aer și acoperirea se montează cât mai aproape de zona din care vor fi îndepărtate impuritățile, dar aceasta nu trebuie să împiedice personalul să își îndeplinească obligațiile de serviciu.

Cele mai rezistente sunt considerate construcțiile din metal negru, dar ele sunt și cele mai scumpe. În orice caz, porțiunile individuale ale magistralei de aer sunt conectate etanș cu ajutorul flanșelor fixate prin șuruburi.

Printre avantajele sistemelor de aspirație se pot menționa:

• relativa simplitate a construcției;
• compatibilitate cu diverse tipuri de echipamente de producție;
• siguranță pentru mediu;
• posibilitatea automatizării lucrului;
• creșterea securității la incendiu a încăperii etc.

Printre dezavantajele acestor instalații se numără, în primul rând, creșterea costurilor la energia electrică, în special în cazul unei proiectări incorecte, precum și rezistența redusă la uzură a conductelor de aer metalice. Aceste aspecte trebuie luate în considerare la alegerea construcției potrivite.

De ce este necesară proiectarea

Pentru crearea unui sistem de aspirație modular, se proiectează instalarea următoarelor elemente:

• aspirației locale;
• conductelor de aer înclinate;
• sistemului de filtre;
• ventilatorului de înaltă presiune etc.

Ca aspirator local pot fi utilizate diverse modele de dispozitive, de exemplu, aspirația laterală, construcții de tip „umbrelă”, „adăpost” și altele. Conductele de aer se instalează de la locul de prelevare a deșeurilor până la punctul de evacuare în spațiul exterior.

Sistemul de filtrare poate presupune atât eliminarea maselor de aer purificat din încăpere, cât și returnarea lor înapoi după filtrare la locul de prelevare.

Sistemele staționare de aspirație în întreprinderile mari – sunt construcții mari care trebuie proiectate ținând cont de particularitățile încăperii, caracteristicile poluanților, configurația sistemului de ventilație și mulți alți indicatori

Înainte de elaborarea proiectului unei instalații de aspirație, este necesară efectuarea unei expertize tehnice a stării obiectivului. În această etapă pot fi identificate și eliminate deficiențele sistemului. O astfel de verificare poate fi aplicată și sistemelor de ventilație și aspirație existente.

Eficiența aspirației depinde în mare măsură de volumele de aer care trec prin conducte într-o unitate de timp. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât instalarea construcției este mai costisitoare, precum și cheltuielile de exploatare.

Dacă componentele sistemului sunt selectate corect, costurile, atât inițiale, cât și de exploatare, pot fi reduse semnificativ.

Sistemul staționar de aspirație este format din numeroase module și elemente, a căror configurație este selectată separat pentru fiecare întreprindere, pentru a asigura o eficiență maximă (+)

Aceasta include alegerea unui dispozitiv adecvat pentru aspirarea aerului, calcule corecte privind distribuția aerului de alimentare etc. Ca urmare, sarcina asupra sistemului va scădea, filtrele vor necesita curățare mai rar, durata de viață a ventilatoarelor va crește etc.

Unii proprietari de capacități industriale, la selectarea unui sistem de curățare, urmează calea celei mai mici rezistențe. Ei pornesc de la parametrii unei instalații de tip ciclon, comunicând pur și simplu furnizorului condițiile de funcționare: debitul de aer și natura poluanților.

Ca urmare, ei obțin un dispozitiv a cărui performanță este selectată pe baza tabelelor fără a lua în considerare ceilalți parametri. Proiectanții experimentați afirmă că o astfel de abordare duce de obicei la costuri mai mari și la o scădere a eficienței de funcționare a echipamentului.

Costul instalației ciclonice este cu atât mai mare cu cât volumele de aer care trec prin ea sunt mai mari. Dacă se optimizează sistemul de distribuție a aerului deja existent, atunci se pot selecta aspirații și filtre care vor produce efectul necesar cu un consum mai mic de aer.

Un astfel de echipament va costa mai puțin, economiile putând constitui aproximativ o treime din suma totală a cheltuielilor. Tocmai de aceea, înainte de alegerea echipamentului pentru sistemul de aspirație, este necesar să se ocupe de expertiza tehnică și să invite proiectanți experimentați.

Particularitățile montajului unor astfel de construcții

Deoarece prin conductele de aer ale sistemelor de aspirație se transportă volume semnificative de impurități, unor astfel de construcții li se impun cerințe sporite de rezistență, spre deosebire de sistemele de ventilație cu aer proaspăt.

Pentru fabricarea lor se utilizează oțel cu grosimea de la 1,2 până la 5,0 mm, iar pentru piesele de formă se recomandă a folosi oțel cu o grosime mai mare cu 1,0 mm decât materialul conductei de aer.

Pentru conductele de aer ale sistemelor de aspirație trebuie utilizat oțel de tablă rezistent, cu grosimea de cel puțin 1,2 mm. Îmbinările demontabile vor ușura procesul de curățare a sistemului de impurități.

Este interzisă fixarea conductelor de aer de aspirație cu coliere pe suspensie. Se permite doar utilizarea colierelor fixate cu ajutorul suporturilor, în unele cazuri se utilizează lanțuri ca element de fixare.

Distanța maximă dintre suporturi trebuie să fie de trei metri pentru țevi cu diametrul mai mare de 40 mm și patru metri – pentru diametrul construcțiilor de 400 mm sau mai puțin. Acești parametri vor asigura o rezistență suficientă a construcției și vor reduce riscul de rupere a conductelor de aer în timpul exploatării.

O altă particularitate a conductelor de aer de aspirație constă în faptul că ele trebuie destul de des demontate pentru a fi curățate de impuritățile acumulate pe pereți. În plus, ca urmare a uzurii rapide, unele elemente trebuie înlocuite periodic.

Din acest motiv, se recomandă utilizarea pentru montarea construcțiilor a elementelor de îmbinare cu deblocare rapidă, în locul flanșelor tradiționale, care se defectează rapid din cauza demontării și montării frecvente.

Pentru ca în construcția sistemului de aspirație să nu se acumuleze impurități, este necesar să se dea conductelor de aer o pantă corectă, care depinde de viteza de deplasare calculată a maselor de aer.

Pentru reglarea fluxurilor de aer se utilizează clapete oblice, care demonstrează o rezistență mai mică la flux și previn mai bine acumularea de impurități. Utilizarea supapelor de clapetă de reglare în sistemele de aspirație nu este recomandată. Este foarte important ca conductele de aer să fie amplasate sub un unghi corect.

Poziția construcției depinde de viteza stabilită a fluxului de aer, care este determinată de natura impurităților eliminate. Astfel, pentru a asigura o viteză de aproximativ 20 m/s, este necesară o înclinare de 60°, pentru viteza de 45 m/s – un unghi mai mic de 60° etc.

Dacă natura impurităților permite anticiparea acumulării de praf lipicios în conductele de aer, atunci astfel de sisteme de aspirație industrială se recomandă a fi proiectate inițial ținând cont de viteza maximă de deplasare a maselor de aer.

În sistemele mici de aspirație, pentru amenajarea aspirațiilor poate fi utilizat un furtun de polietilenă cu diametrul potrivit. Acesta este un element convenabil, dar nu prea rezistent, care va trebui înlocuit în timp.

Pentru a facilita procesul de curățare a construcției, în interiorul conductelor de aer se introduc inserții speciale din folie, hârtie și alte materiale adecvate. Ventilatoarele obișnuite de uz casnic și chiar unele industriale nu sunt potrivite pentru sistemele de aspirație, chiar dacă au o capacitate suficient de mare.

Sunt necesare dispozitive cu rezistență sporită la uzură, care pot funcționa perioade îndelungate sub sarcini mari fără întreruperi.

O problemă frecventă pentru sistemele de aspirație cu eficiență scăzută este pierderea de aer. Pentru a preveni acest fenomen, specialiștii recomandă alegerea ventilatoarelor cu o anumită rezervă de putere. Pierderile de aer în practică pot ajunge până la 30% față de datele calculate.

Alegerea incorectă a aspirației locale poate afecta negativ întregul sistem. Nu se poate alege un astfel de element fără a ține cont de particularitățile procesului tehnologic.

În unele cazuri, o protecție de tip „umbrelă” va fi eficientă, în altele – „vitrină”, hotă, cabină etc. Acest aspect trebuie obligatoriu coordonat cu tehnologul de la producția respectivă.

Majoritatea instalațiilor de aspirație sunt proiectate pentru deplasarea aerului purificat în atmosferă, dar uneori astfel de mase de aer sunt returnate în încăperea de producție (+)

Pentru purificarea grosieră a aerului de praf se utilizează saci de praf, camere de praf fără separatoare, conducte de gaz cu buncăr, cicloane uscate și alte dispozitive similare, în funcție de natura prafului.

Pentru purificarea medie se folosesc deseori scrubere, iar purificarea fină se realizează cu ajutorul unui set de mijloace care poate include un electrofiltru de tip ciclon și un filtru tubular, în unele cazuri se utilizează o țeavă Venturi de înaltă presiune sau alte unități adecvate.

De ce apar probleme

Chiar și atunci când există un sistem de aspirație în încăperea de producție, este necesar să se verifice periodic nivelul de contaminanți din aer. Se întâmplă ca sistemul să funcționeze în regim normal, filtrele să fie în ordine, dar poluarea aerului să rămână prea ridicată.

Cauza deficiențelor pot fi unele fenomene:

• praful acumulat în canalele de aer;
• performanța scăzută a ventilatorului de evacuare;
• debitul prea mare de aer;
• aportul insuficient de mase de aer proaspăt.

Dacă în canalele conductelor de aer se acumulează o cantitate mare de praf, aceasta indică faptul că în proiect au fost prevăzute inițial viteze prea mici de deplasare a maselor de aer. O altă cauză a acestui fenomen – defecte în configurația elementelor sistemului de aspirație.

Împiedicarea eliminării la timp a particulelor de praf din sistem poate fi cauzată de prezența unor coturi excesiv de abrupte, a unor tronsoane cu pantă mică, lipsa unui număr suficient de trape de curățare etc.

Dacă sistemul de aspirație este proiectat și/sau montat cu defecte, acesta va suporta solicitări crescute și se va deteriora în scurt timp.

Montajul incorect sau erorile pot cauza pierderi prea mari de aer în sistem, ceea ce duce la o scădere generală a performanței dispozitivului. Scurgerile de fluxuri de aer pot apărea și ca urmare a funcționării incorecte a sistemului de filtrare. Din acest motiv, la calcule se recomandă să se includă un procent suficient pentru astfel de pierderi.

Dacă prin sistem trece o cantitate suficientă de aer, dar funcționarea sistemului nu demonstrează totuși eficiența așteptată, poate fi necesară revizuirea proiectării aspirației locale de tip adăpost.

Acesta trebuie amplasat astfel încât să colecteze cantitatea maximă de contaminanți, împiedicând pătrunderea acestora în aerul încăperii. Această construcție se proiectează astfel încât să nu interfereze cu activitatea și deplasarea personalului.

Înainte de elaborarea proiectului unui sistem staționar de aspirație, este necesară efectuarea unei expertize tehnice a încăperii de producție pentru a determina dimensiunile schimbului de aer și parametrii principali ai sistemului (+).

Dacă în încăpere nu pătrunde o cantitate suficientă de aer proaspăt, atunci acesta nu va fi suficient pentru funcționarea sistemului de aspirație. Pentru a compensa eficiența sporită a schimbului de aer, în încăperea de producție se montează ventilație de aer proaspăt cu recuperare.

În atelierele fierbinți, încălzirea aerului care vine din exterior nu este necesară; este suficient să faceți o deschidere în perete și să o închideți cu o clapetă.

Concluzii și material video util pe această temă

Aici este prezentată o prezentare generală a despachetării și instalării sistemului mobil de aspirare RIKON DC3000 pentru industria prelucrării lemnului:

În acest videoclip este demonstrat un sistem staționar de aspirare utilizat în producția de mobilier:

Sistemele de aspirare – o metodă modernă și fiabilă de purificare a aerului în spațiile industriale de contaminanți periculoși. Dacă sistemul este proiectat corect și instalat fără erori, acesta va demonstra o eficiență ridicată la costuri minime.

Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări despre sistemele de aspirare? Vă rugăm să lăsați comentarii la publicație. Formularul de contact se află în blocul inferior.