Красноярск +7 (391) 989-55-29
Бесплатный звонок по РФ 8 (800) 550-96-20

Аспирационная установка: основные типы и принцип работы


Оглавление

Проектирование аспирационной установки

 

Аспирационная установка представляет собой систему очистки воздуха и отходящих газов, возникающих в процессе эксплуатации промышленного оборудования, вспомогательных и транспортных систем подачи материалов. Стандартная установка аспирации состоит из пылевого вентилятора или дымососа, сети воздуховодов с регулирующими устройствами, укрытий в местах выброса загрязнений, очистного оборудования, системы управления и автоматики. В зависимости от условий эксплуатации, вида технологических процессов, количества источников выброса, вида, концентрации, химических и физических свойств загрязнений осуществляется проектирование аспирационной установки.

Применение очистных систем для воздуха является обязательным на производстве, которое сопровождается выбросами загрязнений в атмосферу или в рабочее пространство предприятий. Превышение предельно-допустимой концентрации (ПДК) вредных и опасных веществ в выбросах способствует увеличению уровня заболеваемости среди технического и обслуживающего персонала, негативно воздействует на окружающую среду. Такие нарушения влекут за собой огромные штрафы от местных контролирующих органов и  Росприроднадзора, а повторные выявления могут привести к остановке или полному закрытию промышленного предприятия.

Отличительные черты аспирации

Вентиляция предназначена для создания комфортных условий в помещениях различного назначения и осуществляет необходимый воздухообмен для поддержания уровня кислорода и    удаления использованного воздуха. По способу приведения воздушных потоков в движение различают естественную и принудительную вентиляцию. В первом случае перемещение воздуха происходит за счет разности давлений внутри и снаружи помещения. Свежий воздух поступает через входные решетки, расположенные в нижней части здания, а использованный удаляется через отверстия в кровле. Естественная вентиляция может иметь сеть воздуховодов, но ее разветвленность и длина участков ограничена из-за невозможности создания сильного давления. Такие системы не регулируются и создание гарантированного воздухообмена невозможно.

Принудительные системы снабжены центробежными или осевыми вентиляторами, которые создают давление для притока свежего и удаления использованного воздуха. Такие системы могут состоять из приточных, вытяжных или приточно-вытяжных установок и позволяют регулировать давление, производительность, скорость воздуха, распределять потоки по отдельным комнатам или зонам, контролировать температуру и влажность входящего потока, осуществлять работу в автоматическом режиме. Эффективность принудительной вентиляции гораздо выше естественной, которая зависит от внешних погодных факторов.

Аспирационные системы применяются на промышленных объектах, на которых в процессе производства выделяются вредные или опасные вещества. Аспирационное оборудование широко используется в металлургической, химической, деревообрабатывающей промышленности, в секторе производства энергии, в сфере производства строительных материалов и сыпучих пищевых продуктов, сельского хозяйства, на предприятиях по утилизации бытовых отходов.

Классическая схема системы аспирации состоит из укрытий, которые ограничивают распространение загрязнений, подведенных к ним воздуховодов, которые направляют поток воздуха к очистному оборудованию и вентилятора, создающего необходимое разряжение для движения рабочей среды. Проектирование аспирации осуществляется на стадии создания проекта всего предприятия и выполняется с учетом всех особенностей и условий будущей эксплуатации аспирационных установок.

Виды аспирационных установок

Установки аспирации делятся на виды, в зависимости от способа очистки:

  • сухой;
  • мокрый.

К оборудованию аспирации, использующему в своей работе сухой способ очистки, относятся:

В циклонах очистка запыленного воздуха происходит за счет применения центробежной и инерционной сил. Воздушный поток с твердыми включениями попадает в цилиндрический корпус через входной патрубок, имеющий спиралевидную форму, и закручивается по вертикальной оси. Частички загрязнений откидываются к стенкам и по спирали опускаются в нижнюю часть. Очищенный воздух разворачивается под действием давления и попадает в вертикальную трубу, выполняющую роль выходного патрубка. Пыль под действием силы инерции опускается вниз и попадает в накопительный бункер, откуда в дальнейшем вывозится и утилизируется.

Циклоны могут собираться в группы или батареи для увеличения  производительности и включаться в систему до или после вентилятора. В зависимости от условий эксплуатации и характеристик загрязняющих частиц может применяться различная конструкция циклонов. Степень очистки в циклонах достигает показателя 99% при улавливании сухой неслипающейся пыли с размером  частичек до 120 мкм.

В рукавных и картриджных фильтрах для очистки воздуха используются тканевые материалы. При прохождении через ткань частички загрязнений оседают на материале, а очищенный воздух выходит наружу. Для восстановления фильтрующей способности ткани и удаления налипшего слоя в рукавных фильтрах используется механизм встряхивания или продувка сжатым воздухом. Ссыпающаяся в нижнюю сужающуюся часть фильтра пыль удаляется шнеком и по трубопроводам перемещается в накопительный бункер, откуда вывозится автомобильным транспортом.

Материал для очистки подбирается для конкретных условий эксплуатации, степень фильтрации зависит от плотности ткани, конфигурации плетения и толщины нитей. При проектировании фильтров, использующих фильтрующие материалы, очень важно соблюдать баланс между степенью очистки и величиной сопротивления, возникающим при прохождении запыленного потока рукавов или картриджей. Степень очистки в фильтрах достигает значения 99,99%.

Электрические фильтры являются очень эффективным способом очистки воздуха и отходящих газов от сухой пыли с размерами частиц от 20 до 120 мкм. В них применяется принцип притягивания друг к другу разноименных зарядов. Проходящие через фильтр частички загрязнений получают в специальных камерах определенный вид заряда и встречают на своем пути электроды с противоположным зарядом. Частички притягиваются к электродам и оседают на них. Степень очистки зависит от напряженности создаваемого электрического поля и размера частиц загрязнений. При размере пыли около 20 мкм степень очистки составляет 90%, а более крупные частицы фильтр улавливает на 100%.

Пылеулавливающие камеры имеют в своей конструкции различное количество вертикальных и горизонтальных перегородок, которые заставляют замедлять скорость потока и осаждать твердые частицы загрязнений в специальную камеру. Степень очистки зависит от скорости рабочей среды, величины и концентрации пыли, как и циклоны, осадительные камеры можно использовать для очистки отходящих газов, имеющих высокую температуру.

Мокрый принцип очистки

Применение для очистки отходящих газов и атмосферного воздуха в значительной степени повышает степень фильтрации и позволяет использовать устройства в технологических процессах с образованием загрязненных газов с повышенной температурой. Самыми распространенными аппаратами для мокрой очистки являются скрубберы и трубы Вентури. Принцип действия устройств основан на повышенной адгезии частиц загрязнений к мокрой поверхности и смачиваемости при прохождении водяного тумана.

Конструкция и принцип действия скрубберов могут различаться по способу смачивания пыли. В аппаратах мокрой очистки могут омываться поверхности перегородок, которые расположены на пути прохождения рабочей среды или жидкость впрыскивается в рабочее пространство с помощью специальных форсунок. В первом случае частички прилипают к мокрой поверхности и смываются в нижнюю часть аппарата, во втором — происходит флотация и слипание пыли в более крупные частицы с осаждением в нижнюю часть корпуса. Количество мокрых перегородок и их расположение может варьироваться, а впрыск жидкости в корпус может проводиться в попутном, поперечном или противоположном направлении, по отношению к вектору движения запыленного воздуха.

Загрязнения в виде пульпы попадают в шламопроводы и транспортируются в место выгрузки для транспортировки. В качестве жидкости могут применяться различные химические растворы для нейтрализации вредных химических веществ. Степень очистки скрубберов достигает показателя 99,99%, большим недостатком является наличие шламопроводов и сложность эксплуатации при минусовой температуре.

Конструктивно труба Вентури представляет собой соединение двух конусов (диффузор и конфузор) с наличием цилиндрической части в середине корпуса. Конструкция обеспечивает необходимое изменение скорости потока для оптимизации смачивания частичек загрязнений с помощью форсунок, которые могут располагаться по длине корпуса. Трубы Вентури устанавливают в промышленном производстве, когда объем отходящих газов достигает значительной величины (до 180 000 м3/ч), а температура не превышает 400°C. Отличительными особенностями очистных аппаратов Вентури являются:

  • минимальное гидравлическое сопротивление;
  • исключение засорения загрязнениями;
  • низкий износ внутренних поверхностей;
  • высокая степень очистки;
  • длительный срок эксплуатации.

Широкое применение трубы Вентури получили в металлургическом производстве и при производстве энергии путем сжигания твердого и жидкого топлива.

Особенности аспирационного оборудования

Устройство аспирационных установок подразумевает включение в состав системы пылевых вентиляторов или дымососов. Пылевые вентиляторы отличаются прочностью корпуса, который изготавливается из высокоуглеродистых или нержавеющих марок стали для минимизации степени абразивного износа в процессе эксплуатации. Рабочее колесо снабжается загнутыми вперед или прямыми лопастями, которые имеют повышенную толщину. Для снижения риска выхода из строя электродвигателя при засорении корпуса пылевые вентиляторы снабжают ременным приводом.

Дымососы имеют повышенную производительность, отличаются прочностью конструкции и увеличенным размером рабочего колеса. Корпус и рабочее колесо могут изготавливаться из высокоуглеродистых или нержавеющих марок стали для снижения износа и воздействия коррозии. Аппараты устанавливают на предприятиях, во время работы которых образуется большое количество запыленного воздуха или отходящих газов.

Воздуховоды в аспирационных системах изготавливают из листовой стали и соединяют между собой посредством сварки. Для снижения возможности засорения в воздуховоды могут врезаться системы продувки, которые через трубки с небольшим диаметром, расположенные на определенном расстоянии по длине горизонтальных участков воздуховодов, осуществляют подачу сжатого воздуха.

Современные установки аспирации снабжаются системами управления и автоматики. которые включают в себя большое количество датчиков и исполнительных механизмов, регулирующих работу очистного оборудования. В зависимости от сигналов датчиков регулируется скорость и объем запыленного воздуха и устанавливается эффективный режим эксплуатации. Показания датчиков давления до и после очистного аппарата показывает уровень его запыленности или засорения.

Все оборудование аспирационных систем тщательно рассчитывается специалистами и включается в проект аспирации объекта. При проектировании учитываются химические и физические свойства рабочей среды, концентрация загрязнений и размер пылевых частиц, объем, характер образования и количество источников вредных выбросов, режим работы технологического и вспомогательного оборудования, условия эксплуатации и климатический пояс промышленного объекта.