Aspirācijas sistēmas: veidi, uzbūve, iekārtas izvēles kritēriji

Ražošanas procesus bieži pavada putekļveida elementu vai gāzu izdalīšanās, kas piesārņo telpas gaisu. Problēmu palīdzēs atrisināt aspirācijas sistēmas, kas projektētas un uzstādītas saskaņā ar normatīvajām prasībām.

Izpratīsim, kā darbojas un kur tiek izmantotas šādas iekārtas, kādi ir gaisa attīrīšanas kompleksu veidi. Norādīsim galvenos darba mezglus, aprakstīsim projektēšanas normas un aspirācijas sistēmu uzstādīšanas noteikumus.

Kā tas darbojas

Gaisa piesārņojums – neizbēgama daudzu ražošanas procesu sastāvdaļa. Lai ievērotu noteiktās sanitārās normas gaisa tīrībai, tiek izmantoti aspirācijas procesi. Ar to palīdzību var efektīvi noņemt putekļus, netīrumus, šķiedras un citus līdzīgus piemaisījumus.

Aspirācija ir iesūkšana, kas tiek veikta, radot pazemināta spiediena zonu tiešā piesārņojuma avota tuvumā.

Lai izveidotu šādas sistēmas, ir nepieciešamas nopietnas speciālas zināšanas un praktiska pieredze. Lai gan aspirācijas līdzekļu darbs ir cieši saistīts ar ventilācijas sistēmu darbību, ne katrs ventilācijas speciālists tiks galā ar šāda veida iekārtu projektēšanu un uzstādīšanu.

Lai sasniegtu maksimālu efektivitāti, tiek kombinētas ventilēšanas un aspirācijas metodes. Ventilācijas sistēmai ražošanas telpā jābūt aprīkotai ar pieplūdes un izplūdes kompleksu, lai nodrošinātu pastāvīgu svaiga gaisa pieplūdi no ārpuses.

Aspirācija plaši tiek izmantota šādās rūpniecības jomās:

• drupināšanas ražošana;
• koksnes apstrāde;
• patēriņa preču ražošana;
• citi procesi, ko pavada liela daudzuma ieelpošanai kaitīgu vielu izdalīšanās.

Nodrošināt darbinieku drošību ar standarta aizsardzības līdzekļiem ne vienmēr izdodas, un aspirācija var kļūt par vienīgo iespēju izveidot drošu ražošanas procesu darbnīcā.

Aspirācijas iekārtas ir paredzētas efektīvai un ātrai dažādu sīku piesārņojumu, kas rodas rūpnieciskās ražošanas procesā, noņemšanai no gaisa

Piesārņojumu noņemšana ar šāda veida sistēmām tiek veikta pa īpašiem gaisa vadiem, kuriem ir liels slīpuma leņķis. Šāda pozīcija ļauj novērst tā saukto stagnācijas zonu rašanos.

Mobilās ventilācijas un aspirācijas iekārtas ir vienkāršas uzstādīšanā un ekspluatācijā, tās lieliski piemērotas maziem uzņēmumiem vai pat mājas darbnīcai.

Par šādas sistēmas darba efektivitātes rādītāju uzskata neizmešanas pakāpi, t.i., izņemto piesārņojumu daudzuma attiecību pret sistēmā neiekļuvušo kaitīgo vielu masu.

Izšķir divus aspirācijas sistēmu tipus:

• moduļu sistēmas – stacionāra ierīce;
• monobloki – mobilas iekārtas.

Turklāt aspirācijas sistēmas klasificē pēc spiediena līmeņa:

• zemspiediena – mazāk par 7,5 kPa;
• vidējspiediena – 7,5-30 kPa;
• augstspiediena – virs 30 kPa.

Aspirācijas sistēmas komplektācija moduļu un monobloka tipa atšķiras.

Shēmas paskaidrojumi: 1 – putekļu izdalīšanās avots (graudu pārstrādes iekārta), 2 – jumts, 3 – centrbēdzes ventilators, 4 – gaisvadi, 5 – ciklons, 6 – putekļu savākšanas tvertne (+)

Monobloki sastāv no šādiem elementiem:

• ventilators;
• separators;
• atkritumu uzkrājējs.

Separators ir filtrs gaisa attīrīšanai, kas iet caur ierīci. Atkritumu uzkrājējs var būt gan stacionārs, t.i., iebūvēts monoblokā, gan noņemams.

Šādu agregātu var iegādāties jau gatavu un vienkārši uzstādīt piemērotā vietā aspirācijas procedūru veikšanai. Turklāt tos nav grūti pieslēgt esošajām centralizētajām sistēmām.

Moduļu sistēmas ir sarežģītākas uzstādīšanā un izmaksā dārgāk, taču to izmantošana ir ievērojami efektīvāka nekā monobloku konstrukciju izmantošana. Šādas sistēmas nav tipveida, tās vispirms tiek projektētas, ņemot vērā konkrētus apstākļus un uzdevumus.

Turklāt tiek ņemta vērā vesela virkne faktoru:

• ražošanas telpas raksturlielumi;
• tehnoloģiskā procesa īpatnības;
• transportējamās vides īpašības utt.

Parasti tā ir centralizēta sistēma, kas sastāv no gaisvadu komplekta un iesūkšanas bloka. Lieliem uzņēmumiem var tikt izmantota sistēma nevis ar vienu, bet ar diviem vai vairākiem šādiem blokiem.

Gaisvadu materiāls var būt dažāds, atkarībā no piesārņojuma rakstura un daudzuma, ko paredzēts pa tiem transportēt.

Atsūce un pārsegs tiek montēti pēc iespējas tuvāk zonai, no kuras tiks izvadīti piesārņojumi, taču tie nedrīkst traucēt personālam veikt darba pienākumus.

Par visizturīgākajām tiek uzskatītas konstrukcijas no melnā metāla, taču tās ir arī visdārgākās. Jebkurā gadījumā atsevišķi gaisvadu posmi tiek hermētiski savienoti ar flanču palīdzību, kas sastiprināti ar skrūvēm.

Starp aspirācijas sistēmu priekšrocībām var minēt:

• relatīvu konstrukcijas vienkāršību;
• saderība ar dažāda veida ražošanas iekārtām;
• drošība videi;
• iespēja automatizēt darbu;
• telpas ugunsdrošības paaugstināšana u.tml.

Pie šādu iekārtu trūkumiem pirmām kārtām pieskaita elektroenerģijas izmaksu pieaugumu, īpaši nepareizas projektēšanas gadījumā, kā arī metāla gaisvadu zemo izturību pret nodilumu. Šie aspekti ir jāņem vērā, izvēloties piemērotu konstrukciju.

Kāpēc nepieciešama projektēšana

Lai izveidotu modulāru aspirācijas sistēmu, tiek projektēta šādu elementu uzstādīšana:

• vietējā nosūcēja;
• slīpo gaisvadu;
• filtru sistēmas;
• augstspiediena ventilatora u.tml.

Par vietējo nosūcēju var izmantot dažādus ierīču modeļus, piemēram, borta nosūcēju, “lietussarga” tipa konstrukcijas, “nojumes” un citus. Gaisvadi tiek izvadīti no atkritumu ieplūdes vietas līdz to pārvietošanas punktam ārējā telpā.

Filtrācijas sistēma var paredzēt gan attīrīto gaisa masu izvadīšanu no telpas, gan to atgriešanu atpakaļ pēc filtrēšanas līdz ieplūdes vietai.

Stacionārās aspirācijas sistēmas lielajos uzņēmumos – tās ir lielas būves, kas jāprojektē, ņemot vērā telpas īpatnības, piesārņojuma raksturlielumus, ventilācijas sistēmas konfigurāciju un daudzus citus rādītājus

Pirms aspirācijas iekārtas projekta sastādīšanas ir nepieciešams veikt objekta stāvokļa tehnisko ekspertīzi. Šajā posmā var atklāt un novērst sistēmas trūkumus. Līdzīgai pārbaudei var pakļaut arī jau esošās ventilācijas un aspirācijas sistēmas.

Aspirācijas efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no gaisa apjomiem, kas laika vienībā iziet caur gaisvadiem. Jo lielāks šis rādītājs, jo dārgāk izmaksā konstrukcijas montāža, kā arī tās ekspluatācijas izdevumi.

Ja sistēmas komponentus izvēlas pareizi, tad izmaksas, gan sākotnējās, gan ekspluatācijas, var ievērojami samazināt.

Stacionārā aspirācijas sistēma sastāv no daudziem moduļiem un elementiem, kuru konfigurācija tiek izvēlēta atsevišķi katram uzņēmumam, lai nodrošinātu maksimālu efektivitāti (+)

Tas ietver piemērotas gaisa nosūkšanas ierīces izvēli, pareizus aprēķinus par pieplūdes gaisa sadalījumu u.tml. Rezultātā sistēmas slodze samazināsies, filtri būs retāk jātīra, ventilatoru darba resurss palielināsies utt.

Daži rūpniecisko jaudu īpašnieki, izvēloties tīrīšanas sistēmu, iet pa mazākās pretestības ceļu. Viņi balstās uz ciklona tipa iekārtas parametriem, vienkārši paziņojot piegādātājam tās darbības nosacījumus: gaisa plūsmas ātrumu un piesārņojuma raksturu.

Rezultātā viņi iegūst ierīci, kuras veiktspēja ir izvēlēta pēc tabulām, neņemot vērā citus parametrus. Pieredzējuši projektētāji apgalvo, ka šāda pieeja parasti rada palielinātus izdevumus un samazina iekārtu darba efektivitāti.

Ciklona iekārtas izmaksas ir jo augstākas, jo lielāki ir gaisa apjomi, kas caur to tiek pārvietoti. Ja optimizē jau esošo gaisa sadales sistēmu, tad var izvēlēties atsūcējus un filtrus, kas dos nepieciešamo efektu pie mazāka gaisa patēriņa.

Šāda iekārta izmaksās lētāk, ietaupījums var sasniegt aptuveni trešdaļu no kopējās izdevumu summas. Tieši tāpēc pirms iekārtas izvēles aspirācijas sistēmai ir jārūpējas par tehnisko ekspertīzi un jāuzaicina pieredzējuši projektētāji.

Šādu konstrukciju uzstādīšanas īpatnības

Tā kā pa aspirācijas sistēmu gaisa vadiem tiek transportēti ievērojami piesārņojumu apjomi, šādām konstrukcijām tiek izvirzītas arī paaugstinātas prasības attiecībā uz izturību, atšķirībā no pieplūdes ventilācijas sistēmām.

To izgatavošanai izmanto tēraudu ar biezumu no 1,2 līdz 5,0 mm, bet veidgabaliem ieteicams izmantot tēraudu, kura biezums ir par 1,0 mm lielāks nekā gaisa vada materiālam.

Aspirācijas sistēmu gaisa vadiem jāizmanto izturīgs lokšņu tērauds, kura biezums ir vismaz 1,2 mm. Atdalāmi savienojumi atvieglos sistēmas tīrīšanas procesu no piesārņojumiem.

Aizliegts piestiprināt aspirācijas gaisa vadus ar skavām uz piekares. Ir atļauts izmantot tikai skavas, kas nostiprinātas ar kronšteinu palīdzību, dažos gadījumos kā stiprinājumu izmanto ķēdes.

Maksimālais attālums starp kronšteiniem jābūt trīs metriem caurulēm ar diametru virs 40 mm un četri metri – pie konstrukciju diametra 400 mm vai mazāk. Šie parametri nodrošinās pietiekamu konstrukcijas izturību un samazinās gaisa vadu pārraušanas risku ekspluatācijas laikā.

Vēl viena aspirācijas gaisa vadu īpatnība ir tā, ka tie diezgan bieži ir jāizjauc, lai attīrītu no uz sienām sakrājušajiem piesārņojumiem. Turklāt strauja nodiluma rezultātā atsevišķi elementi periodiski ir jāaizstāj.

Šī iemesla dēļ konstrukciju montāžā ieteicams izmantot ātri atdalāmus savienojuma elementus, nevis tradicionālos atlokus, kas biežas izjaukšanas-salikšanas dēļ ātri sabojājas.

Lai aspirācijas sistēmas konstrukcijā neuzkrātos piesārņojumi, ir nepieciešams piešķirt gaisa vadiem pareizu slīpumu, kas ir atkarīgs no aprēķinātā gaisa masu kustības ātruma.

Gaisa plūsmu regulēšanai izmanto slīpos aizbīdņus, kas nodrošina mazāku pretestību plūsmai un labāk novērš piesārņojuma uzkrāšanos. Regulēšanas droseļvārstu izmantošana aspirācijas sistēmās nav ieteicama. Ir ļoti svarīgi, lai gaisa vadi būtu izvietoti pareizā leņķī.

Konstrukcijas novietojums ir atkarīgs no noteiktā gaisa plūsmas ātruma, ko nosaka izvadāmo piesārņojumu raksturs. Piemēram, lai nodrošinātu ātrumu aptuveni 20 m/s, nepieciešams slīpums 60°, ātrumam 45 m/s – leņķis mazāks par 60° utt.

Ja piesārņojumu raksturs ļauj prognozēt lipīgo putekļu uzkrāšanos gaisa vados, tad šādas rūpnieciskās aspirācijas sistēmas ieteicams sākotnēji projektēt, ņemot vērā maksimālo gaisa masu kustības ātrumu.

Nelielās aspirācijas sistēmās atsūcēju ierīkošanai var izmantot piemērota diametra polietilēna šļūteni. Tas ir ērts, taču ne pārāk izturīgs elements, kas laika gaitā būs jānomaina.

Lai atvieglotu konstrukcijas tīrīšanas procesu, gaisa vadu iekšpusē ievieto īpašus ieliktņus no plēves, papīra un citiem piemērotiem materiāliem. Parastie sadzīves un pat daži rūpnieciskie ventilatori aspirācijas sistēmām nav piemēroti, pat ja tiem ir pietiekami augsta veiktspēja.

Ir nepieciešamas ierīces ar paaugstinātu nodilumizturību, kas var ilgstoši darboties zem lielas slodzes bez pārtraukumiem.

Izplatīta problēma zemas efektivitātes aspirācijas sistēmās – gaisa zudumi. Lai novērstu šo parādību, speciālisti iesaka izvēlēties ventilatorus ar noteiktu jaudas rezervi. Gaisa zudumi praksē var sasniegt 30% salīdzinājumā ar aprēķinātajiem datiem.

Nepareiza vietējā atsūcēja izvēle var negatīvi ietekmēt visu sistēmu. Nevar izvēlēties šādu elementu, neņemot vērā tehnoloģiskā procesa īpatnības.

Dažos gadījumos efektīvs būs “jumta” tipa pārsegs, citos – “vitrīna”, tvaika nosūcējs, kabīne utt. Šis moments obligāti jāsaskaņo ar tehnologu konkrētajā ražotnē.

Lielākā daļa aspirācijas iekārtu ir paredzētas attīrīta gaisa pārvietošanai atmosfērā, taču dažreiz šādas gaisa masas tiek atgrieztas ražošanas telpā (+)

Rupjai putekļu tīrīšanai no gaisa izmanto putekļu maisus, bezstarpsienu putekļu kameras, bunkuros ievietotus gāzes vadus, sausos ciklonus un citas līdzīgas ierīces atkarībā no putekļu rakstura.

Vidējai tīrīšanai bieži izmanto skruberus, bet smalkā tīrīšana tiek veikta ar līdzekļu komplektu, kas var ietvert ciklona tipa elektrofiltru un piedurkņu filtru, dažos gadījumos tiek izmantota augstspiediena Venturi caurule vai citi piemēroti agregāti.

Kāpēc rodas problēmas

Pat ja ražošanas telpā ir aspirācijas sistēma, periodiski jāpārbauda piesārņojuma līmenis gaisā. Gadās, ka sistēma strādā normālā režīmā, filtri ir kārtībā, bet gaisa piesārņojums joprojām ir pārāk augsts.

Trūkumu cēlonis var būt dažas parādības:

• putekļi, kas uzkrājušies gaisa vados;
• zema izplūdes ventilatora veiktspēja;
• pārāk liels gaisa patēriņš;
• nepietiekama svaiga gaisa plūsma.

Ja gaisa vadu kanālos uzkrājas liels daudzums putekļu, tas liecina, ka projektā sākotnēji tika noteikti pārāk zemi gaisa masu ātrumi. Vēl viens šīs parādības iemesls – kļūdas aspirācijas sistēmas elementu konfigurācijā.

Savlaicīgu putekļu daļiņu izvadīšanu no sistēmas var kavēt pārāk strauju pagriezienu, zema slīpuma posmu, nepietiekama tīrīšanas lūku skaita u.tml. esamība.

Ja aspirācijas sistēma ir projektēta un/vai uzstādīta ar kļūdām, tā piedzīvos paaugstinātas slodzes un drīz kļūs nederīga.

Nepareiza uzstādīšana vai kļūdas var izraisīt pārāk lielus gaisa zudumus sistēmā, kas noved pie vispārējas ierīces veiktspējas samazināšanās. Gaisa plūsmas noplūde var notikt arī nepareizas filtrācijas sistēmas darbības rezultātā. Šī iemesla dēļ aprēķinos ieteicams iekļaut pietiekamu procentuālo daļu šādiem zudumiem.

Ja caur sistēmu plūst pietiekams gaisa daudzums, bet sistēmas darbs joprojām neuzrāda gaidīto efektivitāti, iespējams, jāpārskata vietējās nosūces-pārsega projektēšana.

Tam jābūt novietotam tā, lai savāktu maksimālo piesārņojumu daudzumu, novēršot to nokļūšanu telpas gaisā. Šī būve tiek projektēta tā, lai tā netraucētu personāla darbam un pārvietošanās.

Pirms stacionārās aspirācijas sistēmas projekta izstrādes jāveic ražošanas telpas tehniskā ekspertīze, lai noteiktu gaisa apmaiņas apjomu un sistēmas galvenos parametrus (+)

Ja telpā netiek pievadīts pietiekams daudzums svaiga gaisa, tad tā nepietiks aspirācijas sistēmas darbībai. Lai kompensētu paaugstināto gaisa apmaiņas efektivitāti, ražošanas telpā tiek uzstādīta pieplūdes ventilācija ar rekuperāciju.

Karstos cehos nav nepieciešams sildīt no ārpuses ienākošo gaisu, pietiek izveidot atvērumu sienā un aizvērt to ar aizbīdni.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Šeit ir sniegts pārskats par mobilās aspirācijas sistēmas RIKON DC3000 izpakošanu un uzstādīšanu kokapstrādes rūpniecībā:

Šajā video ir demonstrēta stacionārā aspirācijas sistēma, ko izmanto mēbeļu ražošanā:

Aspirācijas sistēmas – mūsdienīgs un uzticams veids, kā attīrīt gaisu rūpniecības telpās no bīstamiem piesārņojumiem. Ja konstrukcija ir pareizi projektēta un uzstādīta bez kļūdām, tā parādīs augstu efektivitāti ar minimālām izmaksām.

Vai ir ko piebilst, vai radās jautājumi par aspirācijas sistēmu tēmu? Lūdzu, atstājiet komentārus pie publikācijas. Saziņas forma atrodas apakšējā blokā.