Аспирация для деревообработки что это
Системы аспирации для деревообработки: назначение и виды устройств
На предприятиях деревообработки важно организовать эффективную систему удаления стружки, опилок и древесной пыли. Отходы производства не только мешают работе станков, но и отрицательно влияют на здоровье сотрудников предприятия. Мелкая пыль витает в воздухе, попадает в глаза, вызывая раздражение.
Очистку воздуха в помещении выполняет аспирация для деревообработки. Она представляет собой особую вентиляционную установку, которая всасывает древесные отходы и выводит их за пределы цеха.
В этом материале мы рассмотрим, как организовано удаление отходов на предприятиях деревообработки и из каких элементов состоит. А также какие виды пылеудалителей востребованы на производстве.
Принцип действия аспирационных установок
Аспирация деревообрабатывающего цеха имеет сложную конструкцию, каждый элемент которой при установке подвергается точному расчёту. Стандартная система аспирации состоит из следующих деталей:
Как работает система аспирации отходов деревообработки? Поток воздуха, нагнетённый вентилятором, вытягивает опилки и направляет их в сортировочный отсек системы. Уловитель крупных частиц отделяет их от воздушного потока и сбрасывает в бункер-накопитель, где они формируются в блоки для последующей утилизации. Воздух с частицами мелкой пыли проходит через пылеудалитель и фильтры, там он очищается от примесей. Очищенные воздушные массы выводятся за пределы цеха или поступают обратно в помещение через систему рециркуляции.
Схему аспирационной установки деревообрабатывающего цеха разрабатывают исходя из нескольких факторов:
Расчёт системы и её установку должны производить специалисты в данной области технического обеспечения предприятий. Только они смогут детально учесть все условия цеха и подобрать необходимые элементы конструкции.
Виды пылеуловителей
Одним из главных элементов системы аспирации деревообрабатывающего производства являются пылеуловители. Это особые фильтры, которые отсеивают крупные частицы стружки и опилок и удаляют их в отсек для последующей утилизации.
Выделяют два типа пылеудалителей:
Сегодня на производстве чаще всего используются устройства второго типа. Двухступенчатые пылеудалители разделяют древесную пыль и опилки в зависимости от размера, отсеивая крупные частицы. Таким образом, в фильтры тонкой очистки поступает только мелкая пыль, их сетка не засоряется стружкой.
Благодаря двухступенчатым устройствам, фильтры приходится реже заменять и чистить, а воздух после тонкой очистки подавать обратно в помещение.
Циклоны
Циклон — это прибор двухфазной очистки отходов деревообработки, который позволяет отделять крупные частицы стружки от мелкой пыли. Он работает по принципу воронки. Во время очистки, крупная стружка вращается на внешней части прибора, а затем оседает в пылесборнике. Мелкие же частицы попадают во внутреннюю часть, оседая на поверхности фильтров. Таким образом, в отсеки тонкой очистки попадает уже освобождённый от видимой пыли воздух.
Рукавные фильтры
Используются для очистки запылённого воздуха и сепарации отходов деревообработки, отделения мелкой пыли от крупных опилок, древесной стружки. Сепарация происходит при прохождении воздушных масс через фильтр, сделанный в виде длинных рукавов.
Рукавные очистители чаще всего изготавливают из нетканого полиэстера. Когда загрязнённый воздух проходит через рукав, загрязнения задерживаются на его внутренних частях, а воздушный поток движется дальше, к фильтрам тонкой очистки.
Раз в 5–10 минут рукава автоматически продуваются потоком сжатого воздуха, который сбивает с внутренних частей слой пыли. Таким образом, фильтрующая поверхность постоянно очищается, остаётся работоспособной в течение длительного времени.
Аспирация играет важную роль в обеспечении безопасности процесса деревообработки. Полученные в результате её работы древесные опилки используют повторно для изготовления ДСП и других материалов. Приборы удаления отходов должны быть установлены на любом предприятии, где изготавливают изделия из древесины.
Системы аспирации для деревообработки
На деревообрабатывающих производствах в воздух так или иначе выбрасывается древесная пыль. При изготовлении древесных пеллет это неизбежно, поскольку сырье измельчают и транспортируют от одного этапа к другому. Перемещение опилок происходит внутри герметичной пневмотранспортной системы при помощи потоков воздуха. Эти потоки необходимо выводить из системы и очищать.
Системы аспирации служат для очистки воздуха от древесной пыли (твердые частицы размером от 1 до 200 микрон). Это необходимо для предотвращения загрязнения окружающей среды выбросами предприятия, а также для продуктивной и безопасной работы сотрудников компании. Древесная пыль опасна для здоровья, она может накапливаться в легких, а также может раздражать сетчатку глаз. Особенно опасна мелкодисперсная пыль размером от 1 до 10 микрон: слизистые оболочки не задерживают ее. Скопления древесной пыли ставят под угрозу пожарную безопасность. То же можно сказать о зерновой пыли на зерноперерабатывающих заводах.
Мы разберем, как устроена система аспирации для деревообработки, и какие устройства для фильтрации пыли используются на пеллетных заводах.
Основные виды систем аспирации
Аспирационные системы делятся типу удаления отработанного воздуха.
Последний вариант считается предпочтительным, поскольку он позволяет снизить потери тепла внутри помещения. Это экономит ресурсы на отопление. Тем не менее, качество очистки воздуха должно быть идеальным, чтобы не допустить загрязнения легких работников.
Также системы аспирации могут быть моноблочными и модульными.
Аспирационные моноблоки проводят фильтрацию рядом с непосредственным источником запыления. Если он один, и производство небольшое, то выбор моноблочной установки оправдан.
Модульные системы аспирации состоят из нескольких агрегатов и сети воздуховодов. Они всегда разрабатываются по индивидуальному проекту, чтобы очищать воздух сразу на нескольких этапах производственного цикла. Это оптимальный выбор для полноформатного промышленного производства.
Из чего состоит система аспирации
На крупных производствах, где выброс пыли происходит на нескольких участках, промышленная аспирация состоит из нескольких устройств.
На пеллетных заводах есть несколько этапов производственного цикла, на которых образуется запыление и где необходима установка пылеуловителя.
Как работает система аспирации на пеллетном производстве?
Вентилятор нагнетает поток воздуха, который направляет измельченные опилки в пылеуловитель.
Воздушная масса с опилками проходит через циклон или рукавной фильтр. Микрочастицы древесины отделяются и опадают вниз. Очищенный воздух устремляется на выход из системы.
В случае циклона на выходе необходима дополнительная фильтрация от мелкодисперсной пыли. Эту функцию выполняет фильтр тонкой очистки. В нем оседают мельчайшие, невидимые глазу древесные волокна.
Очищенный воздух удаляется из помещения или возвращается обратно в зависимости от типа системы.
При проектировании промышленной аспирации учитываются следующие основные факторы:
Количество станков, создающих запыление;
Климат, необходимость поддерживать стабильную температуру в помещении.
Циклон для опилок и древесной пыли
Теперь поговорим о типах пылеуловителей.
Принцип работы циклона
Внутри конуса создается отрицательное давление.
Поток, попадая в коническую камеру, закручивается по спирали вниз.
Фракции сырья сталкиваются со стенками и опадают вниз на шлюзовой затвор, вращающиеся лопасти которого захватывают материал и выгружают его в нижний бункер.
Очищенный от видимой пыли воздух устремляется вверх, к выхлопной трубе.
На выходе из циклона он фильтруется повторно, проходя через фильтр тонкой очистки. Для этих целей часто используется рукавной фильтр.
Циклоны для деревообработки выбирают многие десятилетия за счет следующих преимуществ:
Простая и надежная конструкция без движущихся частей;
Не забиваются пылью, поэтому не теряют эффективности;
Исправная работа при практически любой температуре;
Стабильное гидравлическое сопротивление;
Удобное использование в системах пневмотранспорта при непрерывном перемещении потоков сырья;
Также под циклоны необходимо разработать централизованную систему аспирации с мощным вентилятором.
Рукавные фильтры
Второе эффективное решение для промышленной аспирации. Рукавной фильтр представляет собой ряд рукавов из нетканого полиэстра со внутренними каркасами.
Вентилятор направляет потоки загрязненного воздуха через мешки.
Благодаря свойствам материала рукава древесная пыль оседает на внутренней поверхности рукавов.
Воздух проходит сквозь материал и, полностью очищенный, возвращается в цех.
Внизу рукавов находятся ящики или бункеры, куда опадает пыль. Их необходимо периодически опорожнять.
Главное преимущество рукавных фильтров в том, что он задерживает до 99% мелкодисперсных частиц, и он воздушная масса пригодна для возврата обратно в цех. Благодаря такому решению не происходит потерь тепла.
К минусам рукавных фильтров можно отнести относительно быстрое заполнение нижних бункеров.
Аспирационные мешки
При правильном расчете они обеспечивают фильтрацию с эффективностью более 99%, а коэффициент запыленности не превышает 10 мг на м3. Наиболее часто мешочные фильтры используют для очищения воздуха из стружкососов.
Циклоны для деревообработки от АЛБ Групп
Наша компания производит циклоны для осаждения древесной пыли, которые используются на промышленных предприятиях по обработке древесины, зерна и других биологических и минеральных материалов.
циклоны СК-ЦН-34 — оборудование данной серии обеспечивает наиболее высокий уровень очистки; имеют удлиненную коническую часть и спиральный входной патрубок. Модели по производительности: до 10200, 13800, 18100, 40700 м3 воздуха в час.
циклоны БЦР — отличаются высокой степенью очистки и относительно невысокой производительностью. Модели по производительности: до 2050, 4100, 7200 м3 воздуха в час.
надежные, усовершенствованные шлюзовые затворы ЗШ с пропускной способностью от 20 до 280 м3 сыпучих материалов в час.
У нас вы можете купить циклоны для опилок и шлюзовые затворы
с профессиональной консультацией и расчетом;
Системы аспирации на деревообрабатывающих предприятиях
Основные ошибки при проектировании и монтаже
Проектирование и монтаж аспирационных систем – специфическая и довольно сложная и задача, при решении которой неточные расчеты и ошибки в подборе и установке оборудования нежелательны и чреваты. Поэтому заниматься разработкой проекта и монтажом аспирационного оборудования должны профессионалы с большим опытом.
Особенно важен профессионализм при проектировании стационарных (модульных) аспирационных систем на крупных предприятиях с большими производственными площадями. Только такой поход обеспечит качественную и эффективную аспирацию.
Для многих деревообрабатывающих предприятий в России большой проблемой является качественная очистка промышленных выбросов от пыли и вредных примесей, а также соблюдение современных экологических норм и норм безопасности производства, которые постоянно ужесточаются. Чаще всего это связано с использованием устаревших систем аспирации (смонтированных еще по советским нормативным документам) и систем на основе циклонов, с различными некорректными реконструкциями производств и даже с установкой более совершенного и уникального технологического оборудования вместо устаревшего – если она сделана неправильно. Это негативно сказывается на работе системы в целом и порой приводит к необходимости ее реконструкции или замены. Попытки частичной реконструкции в таких ситуациях, как правило, не дают нужного эффекта.
Лучшей защитой производства от подобных проблем является монтаж аспирационных систем с высококачественными воздушными фильтрами. Современная промышленная аспирация позволяет не только уменьшить вредные выбросы до установленных норм с минимальными изменениями производственного цикла, но и избежать штрафных санкций. На каждом предприятии создается уникальная система аспирации, проект которой должен разрабатываться индивидуально.
Потери воздуха в системе аспирации
Одним из первых шагов при экспертизе неудовлетворительно работающей системы аспирации становится оценка потерь воздуха (этому фактору часто не уделяют должного внимания). Реальные потери воздуха сравниваются с заложенными в проекте; при отсутствии проектных значений экспертная оценка проводится на основе рекомендуемых значений, а также проверяется скорость воздушного потока. Очень часто проектировщики не учитывают потери воздуха и поэтому подбирают вентиляторы без необходимого запаса мощности.
Если система к тому же некачественно смонтирована, сочетание этих двух факторов сводит эффективность работы аспирации к минимуму. Весьма значительный объем воздуха теряется из-за неплотностей и дефектов аспирационной сети, особенно если она смонтирована несколько десятков лет назад. В советское время на предприятиях потери воздуха нормировались на уровне 15%. Однако данные многочисленных экспертиз показывают, что в воздуховодах они достигают 30%, а иногда и больше. При подборе вентиляторов это следует учитывать как в случае реконструкции действующей системы аспирации, так и при проектировании новой.
Проектирование
Прежде чем начинать проектирование системы аспирации, необходимо провести полную техническую экспертизу предприятия, для которого она предназначена. Проверка позволит выявить недостатки существующей аспирационной сети, а затем создать предпроект (проект) и устранить их до реконструкции или начала монтажа новой системы.
Системы аспирации на основе небольших мобильных установок (моноблоков или ПУА) обычно не проектируются; производственники подбирают эти установки, исходя из необходимых объемов выброса воздуха и требуемых конструктивных особенностей (например, с бункерами или съемными мешками). Аспирационные моноблоки можно приобрести в готовом виде, установить в той или иной производственной зоне рядом с технологическим оборудованием и подключить к инженерным сетям. Такие системы хороши для малых производств, однако не годятся для средних и крупных предприятий, поскольку на них из-за серьезных объемов отходов приходится часто останавливать технологическое оборудование для разгрузки ПУА, что снижает производительность производства и качество очистки воздуха в цехах.
Рис. 1. Примеры некорректного подсоединения оборудования к системе аспирации
Рассмотрим проектирование модульных аспирационных систем.
Правильное проектирование модульной системы является залогом ее эффективной работы. Перед разработкой проекта нужно оценить техническое состояние производственного помещения, в котором будет организована аспирация, проверить работоспособность действующей или проектируемой приточно-вытяжной вентиляции.
Системы аспирации и приточно-вытяжной вентиляции должны работать синхронно и дополнять друг друга. Так, при недостаточном объеме воздуха, поступающего из приточной вентиляции, аспирационная система не будет функционировать корректно.
Если правильно подобрать компоненты системы, можно существенно снизить затраты, как начальные, так и эксплуатационные.
Стационарная система аспирации состоит из модулей и элементов, конфигурация которых подбирается для каждого предприятия индивидуально, с тем, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы.
Аспирация участков деревообрабатывающего производства (в частности, первичной механической обработки, шлифовальных, отделочных цехов) должна быть раздельной ввиду различий в составе отходов и правилах их утилизации, а также разных требований пожарной безопасности.
При корректном проектировании системы аспирации необходимы: выбор вентилятора, подходящего для обеспечения требуемых проектных параметров по воздуху, применение стальных трубопроводов, сведение к минимуму (из-за значительных потерь в них скорости и давления воздушного потока) длины применяемых мягких гофрированных труб (рукавов), а также грамотные расчеты по распределению приточного воздуха и т. п.
Если система аспирации рассчитана правильно, общая нагрузка на нее снижается, не требуется частая прочистка фильтров, увеличивается срок службы вентиляторов и трубопроводов.
Проектирование аспирационной системы требует индивидуального подхода, тогда как при разработке проекта на основе стандартных условий можно получить низкопроизводительную и затратную в обслуживании систему аспирации.
Для непрофессионально спроектированной аспирационной системы характерен быстрый износ воздуховодов и высокое потребление электроэнергии, что негативно сказывается на экономической эффективности предприятия в целом.
Некоторые руководители предприятий при выборе системы аспирации идут по пути наименьшего сопротивления и отталкиваются от параметров установки циклонного типа, сообщая проектировщикам или поставщику оборудования условия ее функционирования: расход воздуха и характер загрязнений. И в результате получают устройство, производительность которого подобрана по таблицам, без учета прочих параметров. Опытные проектировщики утверждают, что такой подход обычно приводит к повышенным расходам и снижению эффективности работы оборудования.
Объем воздуха, который будет проходить через аспирационную систему, является главным показателем ее работы. Чем он больше, тем дороже аспирационное оборудование и его эксплуатация. При правильном подборе элементов системы аспирации можно сократить все затраты (проектные и эксплуатационные). И эту задачу тоже помогает решить предварительное проектирование (предпроект).
Сэкономить на обустройстве аспирации можно путем модернизации существующей системы – установкой дополнительного оборудования (фильтров, пылевого вентилятора, накопителя для отходов). Однако в этом случае потребуется помощь опытных проектировщиков, которые детально изучат нюансы действующей инженерной сети и подберут оптимальное оборудование.
Основные элементы аспирационной системы
Системы аспирации подразделяются на рециркуляционные и прямоточные. Рециркуляционные аспирационные системы полностью или частично возвращают воздух после очистки в производственное помещение. Прямоточные системы аспирации захватывают загрязненный воздух в цехе, очищают в пылеулавливающих системах (фильтрах), а затем выпускают в атмосферу.
При разработке проекта аспирационной модульной системы следует исходить из характеристик промышленного помещения, нюансов производственного процесса на участке и состава очищаемого воздуха. Независимо от типа системы при проектировании учитывается необходимая мощность вентиляторов и объемов воздуха и составляется плоскостная схема, в которой указывается спецификация и экологические характеристики технологического оборудования и воздуховодов. Если проект подготовлен профессионально, то аспирационное оборудование не только очистит цех от мягких отходов (стружки, опилок и пыли), но и возвратит теплый очищенный воздух в помещение, что позволит существенно снизить затраты на отопление.
Рис. 2. Примеры качественного проектирования и монтажа аспирационной системы
Основные элементы аспирационной системы – это пылевой вентилятор, пылеуловитель и накопитель для отходов.
Пылевой вентилятор является важнейшим элементом системы. Если он не обеспечивает нагнетания необходимого объема воздуха и высокого давления, очистка будет неэффективной. Вентилятор выбирается по расчетным данным (объему и давлению воздуха) проекта, с учетом предполагаемых потерь в системе. В большинстве моделей он работает при температуре от –40 до +40°С.
Для аспирации чаще всего используют радиальные пылевые вентиляторы высокого и среднего давления производительностью до 25 м 3 /ч (полное давление до 4000 Па), например, типа ВЦП 7-40 или аналогичные импортные. Предпочтение отдают вентиляторам с системами автоматического регулирования по расходу и давлению воздуха.
В качестве пылеуловителя используются циклоны разной конструкции, в которых за счет центробежной силы крупные частицы загрязнений оседают на стенках корпуса, и таким образом происходит первичная грубая очистка воздуха. А для очистки от мельчайших загрязнений устанавливаются фильтрующие элементы рукавного типа разной конструкции.
Проблема всех циклонов – выброс в атмосферу более 2% мелкодисперсных отходов от общего объема мягких отходов. У рукавных фильтров такой проблемы нет. Наиболее производительные фильтровальные установки состоят из нескольких типов фильтров первичной и последующей тонкой очистки и улавливают и отделяют до 99% частиц больше 1 мкм.
Накопители для отходов различаются по конструкции и конфигурации. Это могут быть бункеры с различными системами разгрузки, силосы от 100 до 1000 м 3 с автоматической выгрузкой. Склады открытого хранения используются редко, ввиду негативного влияния на окружающую среду и проблем с погрузкой/ выгрузкой в любой транспорт.
Системы модульной аспирации отличают следующие преимущества:
Специфика и проблемы монтажа
В системах аспирации транспортируются большие объемы загрязненного воздуха, часто с абразивными свойствами, поэтому воздуховоды должны быть изготовлены из высокопрочных и износостойких материалов. Традиционно используются воздуховодные элементы из стали (оцинкованной или черной) толщиной от 0,8 до 3,0 мм – в зависимости от диаметра труб и свойств, препятствующих их «схлопыванию», особенно при диаметре более 400 мм. Результат применения труб из тонкой стали, не предназначенных для аспирации, показан на рис. 3.
Рис. 3. Схлопывание труб аспирации
При подвешивании труб в цехах расстояние между точками крепления выбирается в соответствии с диаметром труб: до 400 мм – 3 м, от 400 мм – 4 м и больше. Соблюдение указанных норм увеличивает прочность конструкции и исключает риск обрушения воздуховодов при эксплуатации.
Аспирационные воздушные каналы приходится довольно часто разбирать и прочищать от скопления грязи и пыли. Кроме того, они чаще, чем обычные воздуховоды вентиляции, требуют замены. Ввиду этого для соединения элементов аспирационной системы рекомендуется применять легкосъемные фитинги. Также целесообразно оборудовать трубы специальными лючками для контроля и прочистки в случае затора.
Для возможности регулировки аспирационную систему следует оборудовать системой шиберов, характеризующихся минимальным сопротивлением потоку воздушных масс и при этом препятствующих скоплению загрязнений. Предпочтительны автоматически регулируемые шиберы, позволяющие снизить потери давления в системе при выключении некоторых станков и снять проблемы, связанные с человеческим фактором.
Если технологический процесс предполагает образование липких загрязнений, например, в окрасочных цехах, система изначально проектируется в расчете на максимальную скорость перемещения воздушных потоков по трубам: 30 м/с и выше.
При монтаже аспирационных систем недопустимы бытовые и промышленные вентиляторы (не пылевые). Для качественной аспирации нужны износостойкие агрегаты (особенно крыльчатки), рассчитанные на максимальные эксплуатационные нагрузки и бесперебойную работу.
Мощность вентиляторов тоже имеет большое значение – аспирационной система может оказаться малоэффективной, возможны существенные потери воздуха. Важен правильный выбор конфигурации засасывающего воздушные массы устройства – приемника станка или, например, зонта. При этом учитываются все особенности производственного процесса и характеристики удаляемых мягких отходов.
Фильтры подбираются в соответствии с характером загрязнений. Для удаления тяжелых и грубых пылевых частиц применяются пылевые мешки или циклоны. Более тщательное очищение воздушных масс обеспечивают фильтры рукавного типа, оснащенные разными системами очистки и рекуперации.
Типичные проблемы аспирации
После монтажа и запуска аспирационной системы рекомендуется время от времени отбирать пробы воздуха для определения качества очистки, содержания взвесей и примесей. Нередко система функционирует на полную мощность, а качество аспирации низкое, концентрация вредных веществ в воздухе остается высокой.
Причин возникновения такой проблемы может быть несколько, в том числе следующие:
Быстрое накапливание больших объемов мягких отходов во внутреннем пространстве системы аспирации может указывать на ошибку при проектировании системы, а именно: неправильный расчет скорости перемещения воздушных потоков по воздуховодам. Другая причина – недостатки конструкции системы: большое количество поворотов, в том числе поворотов неправильно выбранного радиуса (меньше 3D), которые снижают скорость воздушного потока, ответвлений, участков с малым углом наклона, недостаточное количество лючков для прочистки системы.
Ошибки проектирования и монтажа системы могут привести и к существенным потерям воздуха, из-за которых аспирация оказывается низкоэффективной. Потери также отмечаются при сбое в работе фильтрующих элементов, их полном износе или выходе из строя. Возможные потери воздуха по указанным причинам должны закладываться в расчет аспирации при проектировании системы.
Если объем воздуха достаточный, но производительность аспирации низкая, стоит проверить работу приемников технологического оборудования, а также, возможно, пересмотреть проектное расположение вентилятора или всасывающих элементов системы (зонтов, камер и др.).
Схема установки устройств всасывания должна обеспечивать максимальный объем забора загрязненных воздушных масс во избежание их распространения по цеху. Кроме того, всасывающие элементы не должны мешать трудовой деятельности и препятствовать свободному перемещению внутризаводского транспорта и персонала по рабочему пространству. Аспирация не будет работать должным образом без притока в помещение определенного объема свежего и чистого воздуха.
Для правильной организации воздухообмена необходима высокоэффективная система приточной вентиляции, предпочтительно с рекуператором. В помещениях, где постоянно поддерживается высокая температура, например, на участках сушки пиломатериалов и обработки ЛКМ, рекуперация не требуется.
Текст:
Дмитрий Панюшкин
Владимир Падерин