Аспирационные системы получили свое название от латинского aspiratio — «дуновение, дыхание», поскольку загрязнения удаляются за счет воздействия воздухом. Аспирация для деревообработки применяется более сотни лет. Сегодня древесную стружку, опилки и пыль от работающих станков удаляет автоматизированное оборудование.
Принцип работы аспирационных установок
Оборудование для аспирации функционирует следующим образом:
- в зонах загрязнения воздух всасывается с помощью мощного вентилятора;
- воздушный поток проходит через пылеуловители, систему фильтрации;
- частицы загрязнений попадают в специальный резервуар;
- очищенный воздух отводится наружу или возвращается в помещение.
За счет высокой скорости отвода загрязненных воздушных масс исключено формирование застойных зон, где скапливаются загрязнения.
Основные узлы аспирационной системы | Назначение |
Вентиляторы | Создают отрицательное давление для всасывания загрязненного воздуха |
Зонты, отсосы | Располагаются в технологической зоне, захватывают и удаляют воздух вместе с загрязнениями. |
Воздуховоды для аспирации | Каналы, по которым воздушные массы перемещаются внутри системы |
Пылеуловители (инерционные воздухоочистители, фильтры из нетканых материалов) | Удаляют загрязнения из воздуха |
Приемные бункеры, контейнеры | Емкости, куда попадают частицы загрязнений, задержанные пылеуловителями. |
Функционирование системы аспирации на пеллетном производстве
- Мощный вентилятор создает необходимое разрежение, благодаря чему измельченные опилки с потоком воздуха попадают в пылеуловитель.
- При перемещении загрязненной древесными отходами воздушной массы через циклон, аспирационный мешок или рукавный фильтр твердые частицы отделяются и ссыпаются в контейнер. Очищенные воздушные массы движутся на выход из аспирационной системы.
- При использовании циклона выходящий воздух дополнительно фильтруется от мелкодисперсной пыли. Использование фильтра тонкой очистки позволяет задерживать микрочастицы, невидимые глазу и опасные для организма.
- Воздух, прошедший очистку, возвращается в помещение либо отводится за пределы здания.
Что такое древесная мука, пыль и опилки — в чем их опасность
Мелкофракционные побочные продукты и отходы деревообработки
|
|
древесная стружка | отходы обработки резцом, вручную и на станке |
опилки | отходы распиловки древесины |
мука древесная | измельченная древесина, сырье в виде сухого мелкодисперсного порошка (размер частиц 140-200 мкм) |
пыль древесная | отходы шлифовки, фрезерования на деревообрабатывающем станке, распиловки (размер частиц 1-140 мкм)
|
Скопление мелкофракционной древесины повышает риск возникновения пожара. При концентрации сухой пыли в воздухе свыше 12 г/м3 возникает угроза взрыва (I класс опасности).
Древесная пыль опасна для здоровья работников деревообрабатывающего предприятия, поскольку:
- вызывает раздражение органов зрения, дыхательных путей;
- накапливается в легких, может спровоцировать аллергические реакции, стать причиной развития астмы;
- является канцерогеном (провоцирует рак носоглотки);
- нарушает работу сердечно-сосудистой системы, ЖКТ, печени, почек.
Необходимость применения аспирационных систем в деревообрабатывающей промышленности
Установка системы аспирации на деревообрабатывающем предприятии позволяет одновременно решить несколько важных задач. Оборудование качественно очищает воздух в рабочих помещениях, благодаря чему:
- существенно снижается негативное воздействие на самочувствие и здоровье персонала, что повышает эффективность труда;
- минимизируется риск возникновения пожаров, взрывов и других чрезвычайных ситуаций;
- сокращается нагрузка на общеобменную вентиляционную систему, что упрощает ее эксплуатацию, удешевляет обслуживание.
Преимущества использования аспирации для очищения воздуха от опилок, стружек, древесной пыли
Аспирационные установки отводят воздух, загрязненный опилками, древесной стружкой, пылью непосредственно из рабочей зоны деревообрабатывающего оборудования. Это позволяет:
- повысить качество обработки заготовок из древесины;
- защитить здоровье работников производства;
- обеспечить соблюдение действующих санитарных и экологических норм, противопожарных требований.
Опилки, стружка и другие отходы деревообработки, отфильтрованные аспирационным оборудованием, могут использоваться в качестве сырья, в том числе, для изготовления топливных брикетов или пеллет, древесносодержащих плитных материалов (ДСП, МДФ и т.д.).
Основные виды систем аспирации для деревообработки —функциональные особенности и эффективность
На предприятиях, занимающихся деревообработкой и изготовлением мебели, используются аспирационные системы вентиляции различных типов.
Классификация | Типы аспирационных систем | Особенности работы |
по циркуляции воздуха: | Прямоточные | Воздух очищается от крупных примесей, фильтруется и выбрасывается в атмосферу. |
Рециркуляционные | Очищенный воздух возвращается в производственное помещение, что способствует сохранению тепла и экономии энергии обогрева. | |
по гидравлическому режиму: | Постоянные | Работают непрерывно. |
Переменные | Режим работы произвольный. | |
по устройству: | Центральные (модульные конструкции) | Стационарные, обслуживают оборудование разных типов, проектируются под конкретные производственные условия. |
Автономные (моноблочные установки) | Обслуживают отдельные агрегаты или небольшие группы станков, могут быть стационарными и мобильными. |
Выбор системы и ее компонентов, список которых включает пылеуловители, зависит от технологических условий конкретного производства и экономической целесообразности.
Циклоны для опилок и древесной пыли
Циклон — это сепарирующая установка, предназначенная для удаления частиц сырья из воздушных масс. Конусообразный корпус циклона с выхлопной трубой изготавливается из листовой стали.
Принцип работы:
- поток воздуха с частицами древесины подается в коническую камеру, где создано отрицательное давление;
- под влиянием центробежных сил тяжелые частицы отбрасываются к стенкам и опадают вниз;
- легкие частицы смещаются в центр и с воздушным потоком перемещаются на выход.
Частицы древесного сырья, ссыпавшиеся вниз, попадают через шлюзовой затвор в приемный бункер. Легкие частицы задерживаются фильтром тонкой очистки, который в обязательном порядке должен дополнительно входить в аспирационную систему с циклоном.
Инерционные вихревые системы аспирации (ИВСА) в деревообработке
Циклоны входят в категорию инерционных вихревых пылеуловителей, поскольку загрязнения оседают на стенках камеры благодаря инерции при вращательном движении воздушного потока.
Циклоны для деревообработки в составе ИВСА используются достаточно широко. К достоинствам можно отнести:
- доступную цену;
- надежность и ремонтопригодность за счет простой конструкции;
- нетребовательность в обслуживании;
- высокую стабильную производительность – устройства не забиваются пылью;
- постоянное гидравлическое сопротивление;
- широкий температурный диапазон эксплуатации;
- возможность применения в составе системы непрерывной пневмотранспортировки сырья.
Важно учесть, что при использовании циклонов в качестве компонентов централизованной инерционной вихревой системы аспирации требуется вентилятор большой мощности, а для рециркуляционной ИВСА – фильтры тонкой очистки.
Установки обеспыливающей вентиляции
Назначение установок обеспыливающей вентиляции деревообрабатывающего цеха — удаление запыленного воздуха из рабочей зоны станков, со скрытых участков транспортно-технологического оборудования. Воздушные массы с частицами древесины различных фракций проходят через фильтрующие устройства и возвращаются обратно в помещение. Для удаления мелкодисперсных загрязнений задействуются фильтры тонкой очистки.
Рукавные фильтры
Рукавный фильтр сепарирует древесные частицы в процессе перемещения потоков воздуха по длинным рукавам. Пылеуловитель выполнен в виде ряда фильтрующих рукавов — оболочка из нетканого полиэстера держится на внутреннем каркасе. Рукавный фильтр может быть основным в аспирационной системе или дополнительным и служить фильтром тонкой очистки в системе с циклонами.
Удаление опилок и пыли осуществляется следующим образом:
- потоки загрязненного воздуха проходят через рукава, при этом частицы древесины оседают на их внутренней поверхности и ссыпаются вниз, накапливаясь в бункерах.
- воздух очищается, проходя через материал – высокая степень очистки позволяет вернуть его обратно в рабочее помещение.
Слой древесных частиц на стенках фильтрующих рукавов снижает производительность системы. Чтобы эффективность аспирационной установки держалась на требуемом уровне, рукава автоматически встряхиваются либо продуваются сжатым воздухом через определенные интервалы времени. Бункеры для сбора опилок опорожняют по мере заполнения.
К достоинствам рукавного пылеуловителя относят способность задерживать до 99% частиц мельчайшей фракции. Такой фильтр подходит для использования в составе рециркуляционной системы аспирации. К минусам относят необходимость часто освобождать бункеры от скопившихся мелкодисперсных древесных отходов.
Аспирационные мешки
Аспирационный мешок работает по тому же принципу, что и рукавный фильтр — пропускает очищенный воздух, задерживая частицы древесины. Аспирационными мешками комплектуют:
- бункеры, неосредственно к которым подсоединен воздуховод пневмотранспортной системы;
- локальные аспирационные установки, рассчитанные на обслуживание одного или нескольких деревообрабатывающих станков.
Аспирационный мешок способен удалять из воздуха до 99% загрязнений, включая мелкодисперсную пыль. Класс фильтрации зависит от плотности материала, из которого он изготовлен. Обычно используется полипропилен, полиэфир (в том числе с добавлением вискозы) плотностью от 300 до 500 г/м.кв.
Как выбрать систему аспирации для деревообработки
При выборе системы аспирации учитывается:
- количество деревообрабатывающих станков;
- объемы аспирации;
- особенности технологических процессов (постоянная или переменная нагрузка на станки);
- тип отходов;
- климат (потребность в поддержании стабильной температуры в помещении);
- финансовые возможности.
Оборудование для небольших предприятий
Если предприятие с небольшим количеством станков специализируется на обработке натуральной древесины и объемы аспирации не превышают 15-20 м3/ч, оптимальным решением станет использование моноблочных аспирационных установок с фильтром. Такие установки различаются по производительности и количеству подключаемых станков. Они позволяют эффективно удалять опилки, древесную стружку и пыль. Древесные отходы, задержанные фильтром, накапливаются в специальных контейнерах.
Автономную фильтровальную установку можно поочередно подключать к работающему оборудованию, что особенно важно для предприятий с небольшими производственными мощностями и финансовыми возможностями. При расширении производства можно добавить еще несколько моноблочных установок или перейти на модульную систему.
Оборудование для средних и крупных предприятий
На предприятиях с серьезными объемами производства не всегда целесообразно использовать автономные установки, контейнеры которых быстро заполняются древесными отходами. Рациональным решением станет монтаж системы с напорными или вакуумными фильтровальными станциями – в этом случае отходы деревообработки посредством пневмотранспорта или системы механизированной выгрузки поступают в накопительные бункеры больших объемов, контейнеры для вывоза или к котлу-утилизатору.
Универсальные модульные аспирационные системы
В модульную систему аспирации входит оборудование для удаления воздушным потоком древесных отходов из всех рабочих зон предприятия. Это единый комплекс, который проектируется под конкретное производство. В состав модульной аспирационной системы входят:
- вентиляторы;
- воздуховоды;
- циклоны для первой ступени очистки;
- фильтры для второй ступени очистки;
- емкости для сбора древесных отходов;
- транспортеры;
- систему автоматизированного управления.
Аспирационная система модульного типа с автоматизированным управлением, как правило, подключается к системе управления производством. При расширении предприятия в модульную систему добавляются новые компоненты с таким расчетом, чтобы производительность воздухоочистительного комплекса оставалась на необходимом уровне.
Основные ошибки на этапе проектирования и монтажа аспирационной системы для деревообработки
Проект стационарной модульной аспирационной системы разрабатывают для каждого предприятия индивидуально. Погрешности в расчетах, непродуманные решения, использование материалов и оборудования с неподходящими характеристиками приводит к тому, что аспирационная система работает неэффективно и регулярно выходит из строя.
Распространенные ошибки: | Последствия: |
При проектировании не учитываются потери воздуха в воздуховодах | Вентиляторы не имеют достаточного запаса мощности и не могут обеспечить необходимую скорость воздушного потока |
Замена запроектированных труб круглого сечения прямоугольными | Скорость воздушного потока снижается вместе с производительностью системы |
Некачественный монтаж воздуховодов | Потери воздуха выше проектных значений, низкая эффективность работы системы |
Воздуховоды изготовлены из слишком тонкой стали | Воздуховоды деформируются (схлопываются), не выдержав рабочего давления |
Воздушные каналы имеют много поворотов или неправильно рассчитана скорость перемещения воздушных масс | Древесные частицы скапливаются в проблемных местах, засоряя каналы |
Неправильно подобраны или расположены всасывающие устройства | Не все загрязнения из рабочей зоны попадают в аспирационную систему, воздух в помещении остается загрязненным выше нормы |
Приток воздуха в помещение не соответствует объему вытяжки | Аспирационная система не в состоянии работать на всю запроектированную мощь |
Системы аспирации, спроектированные или смонтированные с ошибками, характеризуются быстрым износом воздуховодов, регулярными засорами, повышенным потреблением электроэнергии, что оборачивается финансовыми потерями для предприятия.