Aspiracijski sistemi: vrste, sestava, kriteriji izbire naprave

Proizvodni procesi pogosto spremljajo izločanje prahastih delcev ali plinov, ki onesnažujejo zrak v prostoru. Težavo lahko rešijo aspiracijski sistemi, načrtovani in nameščeni v skladu z normativnimi zahtevami.

Poglejmo, kako delujejo in kje se uporabljajo take naprave, kakšne vrste kompleksov za čiščenje zraka obstajajo. Označimo glavne delovne sklope, opišemo norme načrtovanja in pravila namestitve aspiracijskih sistemov.

Kako to deluje

Onesnaženje zraka – neizogiben del mnogih proizvodnih procesov. Da bi upoštevali določene sanitarne norme čistosti zraka, uporabljamo procese aspiracije. Z njimi je mogoče učinkovito odstraniti prah, umazanijo, vlakna in druge podobne primesi.

Aspiracija predstavlja sesanje, ki se izvaja z ustvarjanjem območja znižanega tlaka v neposredni bližini vira onesnaženja.

Za ustvarjanje takšnih sistemov so potrebna resna specialna znanja in praktične izkušnje. Čeprav je delovanje aspiracijskih naprav tesno povezano z delovanjem prezračevalnih sistemov, se vsak prezračevalni strokovnjak ne bo spopadel z načrtovanjem in montažo opreme te vrste.

Za doseganje največje učinkovitosti kombiniramo metode prezračevanja in aspiracije. Prezračevalni sistem v proizvodnem prostoru mora biti opremljen z dovodno-odvodnim kompleksom, da se zagotovi stalen dotok svežega zraka od zunaj.

Aspiracija se široko uporablja na naslednjih področjih industrije:

• drobilna proizvodnja;
• obdelava lesa;
• izdelava potrošniških izdelkov;
• drugi procesi, ki jih spremlja sproščanje velikih količin snovi, škodljivih za vdihavanje.

Zagotoviti varnost zaposlenih s standardnimi zaščitnimi sredstvi ni vedno mogoče, in aspiracija je lahko edina možnost za vzpostavitev varnega proizvodnega procesa v delavnici.

Aspiracijske naprave so namenjene učinkovitemu in hitremu odstranjevanju različnih drobnih onesnaženj iz zraka, ki nastanejo med industrijsko proizvodnjo.

Odstranjevanje onesnaženj s pomočjo sistemov te vrste poteka po posebnih zračnih kanalih, ki imajo velik naklonski kot. Tak položaj omogoča preprečevanje nastanka tako imenovanih območij stagnacije.

Mobilne prezračevalno-aspiracijske naprave so preproste za montažo in uporabo, odlično se prilegajo majhnim podjetjem ali celo domači delavnici.

Kazalnik učinkovitosti delovanja takega sistema je stopnja neizpihavanja, tj. razmerje med količino odstranjenih onesnaževal in maso škodljivih snovi, ki niso vstopile v sistem.

Ločimo dva tipa aspiracijskih sistemov:

• modularni sistemi – stacionarna naprava;
• monobloki – mobilne naprave.

Poleg tega se aspiracijski sistemi klasificirajo glede na stopnjo tlaka:

• nizkotlačni – manj kot 7,5 kPa;
• srednjetlačni – 7,5–30 kPa;
• visokotlačni – nad 30 kPa.

Oprema aspiracijskega sistema modularnega in monoblokovnega tipa se razlikuje.

Pojasnila k shemi: 1 – vir izpuščanja pali (oprema za predelavo žita), 2 – dežnik, 3 – centrifugalni ventilator, 4 – zračni kanali, 5 – ciklon, 6 – zalogovnik za zbiranje prahu (+)

Monobloki so sestavljeni iz naslednjih elementov:

• ventilator;
• separator;
• zbiralnik odpadkov.

Separator predstavlja filter za čiščenje zraka, ki prehaja skozi napravo. Zalogovnik odpadkov je lahko stacionaren, tj. vgrajen v monoblok, ali odstranljiv.

Takšen agregat je mogoče kupiti že pripravljenega in ga preprosto namestiti na mestu, primernem za izvajanje aspiracijskih postopkov. Poleg tega ga ni težko priključiti na obstoječe centralizirane sisteme.

Modularni sistemi so zahtevnejši za montažo in so dražji, vendar je njihova uporaba precej učinkovitejša kot pri uporabi monoblokovnih konstrukcij. Takšni sistemi niso tipski, najprej jih načrtujejo z upoštevanjem posebnih pogojev in nalog.

Pri tem se upošteva cela vrsta dejavnikov:

• značilnosti proizvodnega prostora;
• posebnosti tehnološkega procesa;
• kakovosti transportiranega medija itd.

Običajno gre za centraliziran sistem, ki ga sestavljata niz zračnih kanalov in sesalni blok. Za velika podjetja se lahko uporabi sistem z enim, dvema ali več takšnimi bloki.

Material zračnih kanalov je lahko različen, odvisno od narave in količine onesnaževal, ki naj bi se po njih prenašala.

Odsesovalnik in pokrov se montirata čim bližje območju, iz katerega bodo odstranjena onesnaževala, vendar ne smeta ovirati osebja pri opravljanju delovnih obveznosti.

Najbolj trdne veljajo konstrukcije iz črne kovine, vendar so tudi najdražje. V vsakem primeru se posamezni odseki zračnega voda tesno povežejo s pomočjo prirobnic, pritrjenih z vijaki.

Med prednosti aspiracijskih sistemov lahko uvrstimo:

• relativno preprostost konstrukcije;
• združljivost z različnimi vrstami proizvodne opreme;
• varnost za okolje;
• možnost avtomatizacije dela;
• povečanje požarne varnosti prostora in podobno;

K slabostim takšnih naprav prištevamo predvsem povečanje stroškov za električno energijo, zlasti ob nepravilnem načrtovanju, ter majhno odpornost kovinskih zračnih kanalov proti obrabi. Te točke je treba upoštevati pri izbiri ustrezne konstrukcije.

Zakaj je načrtovanje potrebno

Za izdelavo modularnega aspiracijskega sistema se načrtuje namestitev naslednjih elementov:

• lokalnega odsesavanja;
• nagnjenih zračnih kanalov;
• sistema filtrov;
• visokotlačnega ventilatorja in podobno;

Kot lokalno odsesavanje se lahko uporabijo različni modeli naprav, na primer stransko odsesavanje, konstrukcije tipa 'dežnik', 'pokrov' in druge. Zračne kanale se položi od mesta odvzema odpadkov do točke njihovega premika v zunanji prostor.

Filtracijski sistem lahko vključuje tako odstranjevanje očiščenih zračnih mas iz prostora kot tudi njihov povratek po filtraciji nazaj na mesto odvzema.

Stacionarni aspiracijski sistemi v velikih podjetjih – to so velike naprave, ki jih je treba načrtovati ob upoštevanju značilnosti prostora, lastnosti onesnaževal, konfiguracije prezračevalnega sistema in številnih drugih kazalnikov.

Pred sestavo projekta aspiracijske naprave je treba opraviti tehnični pregled stanja objekta. V tej fazi je mogoče odkriti in odpraviti pomanjkljivosti sistema. Podobnemu pregledu je mogoče podvreči tudi že obstoječe prezračevalne in aspiracijske sisteme.

Učinkovitost aspiracije je v veliki meri odvisna od količin zraka, ki prehajajo skozi zračne kanale na enoto časa. Večji kot je ta kazalnik, dražja je montaža konstrukcije ter stroški njenega obratovanja.

Če komponente sistema izberemo pravilno, je mogoče stroške, tako začetne kot obratovalne, bistveno zmanjšati.

Stacionarni aspiracijski sistem je sestavljen iz številnih modulov in elementov, katerih konfiguracija je izbrana posebej za vsako podjetje, da se zagotovi največja učinkovitost (+)

To vključuje izbiro ustrezne naprave za odsesavanje zraka, pravilne izračune za porazdelitev dovodnega zraka in podobno. Posledično se bo obremenitev sistema zmanjšala, filtri bodo redkeje zahtevali čiščenje, delovna doba ventilatorjev se bo povečala itd.

Nekateri lastniki industrijskih obratov pri izbiri čistilnega sistema ubirajo pot najmanjšega odpora. Izhajajo iz parametrov ciklonske naprave, pri čemer dobavitelju preprosto sporočijo pogoje njenega delovanja: pretok zraka in vrsto onesnaževal.

Posledično dobijo napravo, katere zmogljivost je izbrana na podlagi tabel brez upoštevanja drugih parametrov. Izkušeni načrtovalci trdijo, da tak pristop običajno vodi do višjih stroškov in zmanjšane učinkovitosti delovanja opreme.

Cena ciklonske naprave je višja, čim večje so količine zraka, ki se skozi njo premikajo. Če optimizirate obstoječi sistem distribucije zraka, lahko izberete odsesovalnike in filtre, ki bodo dali želeni učinek pri manjši porabi zraka.

Takšna oprema bo cenejša, prihranek lahko znaša približno tretjino celotnih stroškov. Prav zato se pred izbiro opreme za aspiracijski sistem posvetujte s tehničnim strokovnjakom in povabite izkušene načrtovalce.

Posebnosti montaže takšnih konstrukcij

Ker se po zračnih kanalih aspiracijskih sistemov prenašajo velike količine onesnaženja, so za takšne konstrukcije postavljene višje zahteve glede trdnosti, v nasprotju z dovodnimi prezračevalnimi sistemi.

Za njihovo izdelavo se uporablja jeklo debeline od 1,2 do 5,0 mm, za oblikovne dele pa je priporočljivo vzeti jeklo, ki je za 1,0 mm debelejše od materiala zračnega kanala.

Za zračne kanale aspiracijskih sistemov je treba uporabiti trdno pločevino, debeline najmanj 1,2 mm. Snemljivi spoji bodo olajšali postopek čiščenja sistema pred onesnaženjem.

Prepovedano je pritrjevati aspiracijske zračne kanale s sponkami na visečih nosilcih. Dovoljena je le uporaba sponk, pritrjenih s pomočjo konzol, v nekaterih primerih pa se kot pritrditev uporabljajo verige.

Največja razdalja med konzolami mora biti tri metre za cevi s premerom več kot 40 mm in štiri metre – za premer konstrukcij 400 mm ali manj. Ti parametri bodo zagotovili zadostno trdnost konstrukcije in zmanjšali tveganje pretrganja zračnih kanalov med obratovanjem.

Še ena značilnost aspiracijskih zračnih kanalov je, da jih je treba pogosto razstaviti, da jih očistimo nabranih onesnaženj na stenah. Poleg tega je treba zaradi hitre obrabe posamezne elemente občasno zamenjati.

Zato je priporočljivo uporabljati hitrosnemljive spojne elemente za montažo konstrukcij, namesto tradicionalnih prirobnic, ki zaradi pogostega razstavljanja in sestavljanja hitro odpovedo.

Da se v konstrukciji aspiracijskega sistema ne kopičijo onesnaženja, je treba zračnim kanalom dati pravilen nagib, ki je odvisen od izračunane hitrosti premikanja zračnih mas.

Za uravnavanje zračnih tokov se uporabljajo poševne lopute, ki kažejo manjši upor toku in bolje preprečujejo nabiranje umazanije. Uporaba regulacijskih dušilnih ventilov v aspiracijskih sistemih ni priporočljiva. Zelo pomembno je, da so zračni kanali nameščeni pod pravilnim kotom.

Položaj konstrukcije je odvisen od nastavljene hitrosti zračnega toka, ki jo določa narava odstranjenih onesnaževal. Tako je za zagotovitev hitrosti približno 20 m/s potreben naklon 60°, za hitrost 45 m/s – kot manjši od 60° itd.

Če narava onesnaževal omogoča napovedovanje nabiranja lepljivega prahu v zračnih kanalih, je priporočljivo takšne sisteme industrijske aspiracije že od začetka načrtovati z upoštevanjem največje hitrosti premikanja zračnih mas.

V manjših aspiracijskih sistemih je za napravo odsesovalnikov mogoče uporabiti polietilensko gibko cev ustreznega premera. To je priročen, a ne preveč trpežen element, ki ga bo sčasoma treba zamenjati.

Da bi olajšali postopek čiščenja konstrukcije, v notranjost zračnih kanalov vstavljajo posebne vložke iz filma, papirja in drugih ustreznih materialov. Običajni gospodinjski in celo nekateri industrijski ventilatorji za aspiracijske sisteme niso primerni, tudi če imajo dovolj visoko zmogljivost.

Potrebne so naprave s povečano odpornostjo proti obrabi, ki lahko dolgo časa delujejo pod visoko obremenitvijo brez prekinitev.

Pogosta težava pri nizko učinkovitih aspiracijskih sistemih so izgube zraka. Da bi preprečili ta pojav, strokovnjaki priporočajo izbiro ventilatorjev z določeno rezervo moči. Izgube zraka v praksi lahko dosežejo 30% v primerjavi z izračunanimi podatki.

Nepravilna izbira lokalnega odsesovalnika lahko negativno vpliva na celoten sistem. Takšnega elementa ni mogoče izbrati brez upoštevanja posebnosti tehnološkega procesa.

V nekaterih primerih bo učinkovito pokrivalo tipa "dežnik", v drugih – "vitrina", odsesovalna omara, kabina itd. To točko je treba obvezno uskladiti s tehnologom v konkretni proizvodnji.

Večina aspiracijskih naprav je zasnovana za premikanje očiščenega zraka v ozračje, vendar včasih takšne zračne mase vračajo v proizvodni prostor (+)

Za grobo čiščenje zraka pred prahom se uporabljajo prašni vrečki, brezpredelne prašne komore, bunkerski plinovodi, suhi cikloni in druge podobne naprave, odvisno od narave prahu.

Za srednje čiščenje pogosto uporabljajo skrubers, medtem ko se fino čiščenje izvaja s pomočjo nabora sredstev, ki lahko vključuje električni filter ciklonskega tipa in rokavski filter, v nekaterih primerih pa se uporablja visokotlačna Venturijeva cev ali drugi primerni agregati.

Zakaj nastanejo težave

Tudi če je v proizvodnem prostoru nameščen aspiracijski sistem, je treba občasno preverjati raven onesnaženosti zraka. Lahko se zgodi, da sistem deluje v običajnem načinu, filtri so v redu, vendar je onesnaženost zraka še vedno previsoka.

Vzrok za pomanjkljivosti so lahko nekateri pojavi:

• prah, ki se je nabral v zračnih kanalih;
• nizka zmogljivost izpušnega ventilatorja;
• prevelik pretok zraka;
• nezadosten dotok svežih zračnih mas.

Če se v kanalih zračnih vodov nabira velika količina prahu, to kaže na to, da so bile v projektu prvotno predvidene prenizke hitrosti gibanja zračnih mas. Drugi vzrok za ta pojav – so napake v konfiguraciji elementov aspiracijskega sistema.

Pravočasnemu odstranjevanju prašnih delcev iz sistema lahko ovirajo prisotnost preveč ostrih zavojev, odsekov z majhnim naklonom, pomanjkanje zadostnega števila čistilnih loput itd.

Če je aspiracijski sistem načrtovan in/ali nameščen s pomanjkljivostmi, bo izpostavljen povečanim obremenitvam in bo kmalu odpovedal.

Nepravilna montaža ali napake lahko povzročijo previsoke izgube zraka v sistemu, kar vodi do splošnega zmanjšanja zmogljivosti naprave. Uhajanje zračnih tokov lahko nastane tudi zaradi nepravilnega delovanja filtracijskega sistema. Zato je pri izračunih priporočljivo predvideti zadosten odstotek za takšne izgube.

Če skozi sistem prehaja zadostna količina zraka, vendar delovanje sistema še vedno ne kaže pričakovane učinkovitosti, je morda treba ponovno preučiti načrtovanje lokalnega odsesovalnika-zavetja.

Nameščen mora biti tako, da zajema največjo količino onesnaževalcev in preprečuje njihovo vstopanje v zrak prostora. Ta konstrukcija je načrtovana tako, da ne ovira dela in gibanja osebja.

Pred pripravo projekta stacionarnega aspiracijskega sistema je treba opraviti tehnični pregled proizvodnega prostora, da se določijo dimenzije izmenjave zraka in osnovni parametri sistema (+)

Če v prostor ne doteka zadostna količina svežega zraka, ga bo primanjkovalo za delovanje aspiracijskega sistema. Za kompenzacijo povečane učinkovitosti izmenjave zraka se v proizvodnem prostoru montira dovodno prezračevanje z rekuperacijo.

V vročih delavnicah ogrevanje zraka, ki prihaja od zunaj, ni potrebno. Dovolj je narediti odprtino v steni in jo zapreti z loputo.

Zaključki in koristen video na to temo

Tukaj je predstavljen pregled razpakiranja in montaže mobilnega aspiracijskega sistema RIKON DC3000 za lesnopredelovalno industrijo:

V tem videoposnetku je prikazan stacionarni aspiracijski sistem, ki se uporablja pri proizvodnji pohištva:

Aspiracijski sistemi – sodoben in zanesljiv način čiščenja zraka pred nevarnimi onesnaževali v industrijskih prostorih. Če je konstrukcija pravilno načrtovana in nameščena brez napak, bo pokazala visoko učinkovitost ob minimalnih stroških.

Imate kaj dodati, ali imate vprašanja o temi aspiracijskih sistemov? Prosimo, pustite komentarje k objavi. Obrazec za stik se nahaja v spodnjem bloku.