Расчет аспирационных систем от сварочных столов. Учебное пособие: Расчет и выбор аспирационного оборудования. Программа для расчета вентиляции Vent-Calc

Введение

Местная вытяжная вентиляция играет наиболее активную роль в комплексе инженерных средств нормализации санитарно-гигиенических условий труда в производственных помещениях. На предприятиях, связанных с переработкой сыпучих материалов, эту роль выполняют аспирационные системы (АС), обеспечивающие локализацию пыли в местах её образования. Общеобменная вентиляция до настоящего времени играла вспомогательную роль – обеспечивала компенсацию воздуха, удаляемого АС. Исследованиями кафедры МОПЭ БелГТАСМ показано, что общеобменная вентиляция является составной частью комплекса систем обеспыливания (аспирация, системы борьбы с вторичным пылеобразованием – гидросмыв или сухая вакуумная пылеуборка, общеобменная вентиляция).

Несмотря на длительную историю развития, аспирация получила фундаментальную научно–техническую основу лишь в последние десятилетия. Этому способствовало развитие вентиляторостроения и совершенствование техники очистки воздуха от пыли. Росла и потребность аспирации со стороны быстро развивающихся отраслей металлургической строительной индустрии. Возник ряд научных школ направленных на решение возникающих экологических проблем. В области аспирации стали известными уральская (Бутиков С.Е. , Гервасьев A.M. , Глушков Л.А. , Камышенко М.Т. , Олифер В.Д. и др.), криворожская (Афанасьев И.И. , Бошняков Е.Н. , Нейков О.Д. , Логачев И.Н. , Минко В.А. , Серенко А.С. , Шелекетин A.В. и американская (Хемеон В. , Принг Р. ) школы, создавшие современные основы конструирования и методики расчета локализаций пылевыделений с помощью аспирации. Разработанные на их основе технические решения в области проектирования систем аспирации закреплены в ряде нормативных и научно–методических материалов .

Настоящие методические материалы обобщают накопленные знания в области проектирования аспирационных систем и систем централизованной вакуумной пылеуборки (ЦПУ). Применение последних расширяется особенно в производстве, где гидросмыв недопустим по технологическим и строительным соображениям. Предназначенные для подготовки инженеров–экологов методические материалы дополняют курс «Промышленная вентиляция» и предусматривают развитие практических навыков у студентов старших курсов специальности 17.05.09. Эти материалы нацелены на то, чтобы студенты умели:

Определить необходимую производительность местных отсосов АС и насадков ЦПУ;

Выбрать рациональные и надёжные системы трубопроводов с минимальными потерями энергии;

Определить необходимую мощность аспирационной установки и выбрать соответствующие тягодутьевые средства

И знали:

Физическую основу расчета производительности местных отсосов АС;

Принципиальное отличие гидравлического расчета систем ЦПУ и сети воздуховодов АС;

Конструктивное оформление укрытий перегрузочных узлов и насадков ЦПУ;

Принципы обеспечения надежности работы АС и ЦПУ;

Принципы подбора вентилятора и особенности его работы на конкретную систему трубопроводов.

Методические указания ориентированы на решение двух практических задач: «Расчет и выбор аспирационного оборудования (практическое задание №1), «Расчет и выбор оборудования вакуумной системы уборки пыли и просыпи (практическое задание №2)».

Апробация этих задач осуществлена в осеннем семестре 1994 года на практических занятиях групп АГ-41 и АГ-42, студентам которых составители выражают признательность за выявленные ими неточности и технические погрешности. Внимательное изучение материалов студентами Титовым В.А., Сероштаном Г.Н., Ереминой Г.В. дали нам основание внести изменения в содержание и редакцию методических указаний.

1. Расчет и выбор аспирационного оборудования

Цель работы: определение необходимой производительности аспирационной установки, обслуживающей систему аспирационных укрытий мест загрузки ленточных конвейеров, выбор системы воздуховодов, пылеуловителя и вентилятора.

Задание включает:

А. Расчет производительности местных отсосов (объемов аспирации).

Б. Расчет дисперсного состава и концентрации пыли в аспирируемом воздухе.

В. Выбор пылеуловителя.

Г. Гидравлический расчет аспирационной системы.

Д. Выбор вентилятора и электродвигателя к нему.

Исходные данные

(Численные значения исходных величин определяются номером варианта N. В скобках указаны значения для варианта N = 25).

1. Расход транспортируемого материала

G м =143,5 – 4,3N, (G м =36 кг/с)

2. Плотность частиц сыпучего материала

2700 + 40N, (=3700 кг/м 3).

3. Исходная влажность материала

4,5 – 0,1 N, (%)

4. Геометрические параметры перегрузочного желоба, (рис 1):

h 1 =0,5+0,02N, ()

h 3 =1–0,02N,

5. Типы укрытий места загрузки ленточного конвейера:

0 – укрытия с одинарными стенками (для четных N),

Д – укрытия с двойными стенками (для нечетных N),

Ширина ленты конвейера B, мм;

1200 (для N=1…5); 1000 (для N= 6…10); 800 (для N= 11…15),

650 (для N = 16…20); 500 (для N= 21…26).

S ж – площадь поперечного сечения желоба.

Рис. 1. Аспирация перегрузочного узла: 1 – верхний конвейер; 2 – верхнее укрытие; 3 – перегрузочный желоб; 4 – нижнее укрытие; 5 – аспирационная воронка; 6 – боковые наружные стенки; 7 – боковые внутренние стенки; 8 – жесткая внутренняя перегородка; 9 – лента конвейера; 10 – торцовые наружные стенки; 11 – торцовая внутренняя стенка; 12 – нижний конвейер

Таблица 1. Геометрические размеры нижнего укрытия, м

Таблица 2. Гранулометрический состав транспортируемого материала

* z =100(1 – 0,15 ).

Таблица 3. Длина участков аспирационной сети

При разработке технологической части проекта должны комплексно решаться вопросы аспирации и обеспыливания технологического оборудования с обеспечением соответствующих санитарных норм.

При проектировании пылеулавливающих установок для очистки отходящих газов и аспирационного воздуха, выбрасываемых в атмосферу, необходимо учитывать скорости воздухе или газа в аппаратах; физико-химические свойства и гранулометрический состав пыли, начальную запыленность газа или воздуха, вид ткани для рукавных фильтров, температуру и влажность пыли. Количество отходящих газов и аспирационного воздуха от технологических установок определяется расчетным путем при проектировании.

Таким образом, для аспирационной системы мельницы :

Q = 3600·S·V м = 3600· ·V м, (5)

где Q - количество воздуха, проходящего через мельницу за 1 час S - площадь поперечного сечения мельницы; V м - скорость движения воздуха внутри мельницы с учетом подсосов в системе; D - диаметр мельницы.

Температура отходящих газов и аспирационного воздуха (не менее) - 150ºС. V м = 3,5 – 6,0 м/с. Тогда:

Запыленность 1 м 3 отходящих газов и аспирационного воздуха – 131 г. Допустимые концентрации пыли в очищенных газах и воздухе не должны превышать 50 мг/м 3 .

Для очистки аспирационного воздуха, отходящего от шаровой мельницы, принимаем двухступенчатую систему очистки:

1. Циклон ЦН-15, степень очистки 80-90%:

¾ 1 батарея: 262 - 262·0,8 = 52,4 г/м 3 ;

¾ 2 батарея: 52,4 - 52,4·0,8 = 10,48 г/м 3 ;

¾ 3 батарея: 10,48 - 10,48·0,8 = 2,096 г/м 3 ;

¾ 4 батарея: 2,096 - 2,096·0,8 = 0,419 г/м 3 .

2. Электрофильтр Ц-7,5СК, степень очистки 85-99%:

0,419 - 0,419·0,99 = 0,00419 г/м 3 .

Пылеосадительное устройства. Циклон ЦН-15

Циклоны предназначены для очистки запыленного воздуха от взвешенных в нем твердых частиц (пыли) и работают при температуре не выше 400°С.

Рисунок 8 – Группа из двух циклонов ЦН-15

Выбор пылеосадительного устройства для подачи продукта:

Q = 3600· ·V м = 3600· ·5 = 127170/4 = 31792,5 м 3 /ч.

Технологический расчет может быть произведен по формуле:

М = Q/q = 31792,5/20000 = 1,59 (принимаем 2шт.)

Тогда действительный коэффициент загрузки оборудования по времени: К в = 1,59/2 = 0,795.

Таблица 19 - Техническая характеристика группы из двух циклонов ЦН-15

Электрофильтр

Электрофильтр Ц-7,5СК предназначен для обеспыливания газов, отходов из сушильных барабанов, а также для обеслыливания воздуха и газов, отсасываемых из мельниц .

Для удаления осевшей на электродах пыли, нахожящихся в электрофильтре, их встряхивают с помощью механизма встряхивания. Пыль, отделенная от электродов, попадает в сборные бункера и удаляется через шлюзовые затворы.

Электрофильтр уменьшает концентрацию пыли в воздухе на 33,35%, при этом выпуская в атмосферу 1,75 грамм на куб. метр.

Таблица 20 - Техническая характеристика электрофильтра Ц-7,5СК

Вентилятор

Вентиляторы центробежные высокого давления типа ВВД предназначены для перемещения воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции промышленных зданий при суммарной потере полного давления до 500 сек/м 2 . Вентиляторы изготавливаются как правого, так и левого вращения и поставляются комплектно с электродвигателями.

В настоящее время аспирационные системы довольно распространены, так как с каждым днем развитие промышленности только усиливается.

Общие сведения

Фильтровальные установки с - это общие системы, которые наиболее распространены. Они предназначаются для фильтрации воздуха, в котором содержатся твердые частицы, размер которых достигает 5 мкм. Степень очистки у таких аспирационных систем 99,9%. Также стоит отметить, что конструкция данной фильтровальной установки, имеющей накопительный бункер, позволяет применять ее для монтажа в традиционных системах очистки воздуха, которые обладают разветвленной системой воздуховода, а также вытяжным вентилятором высокой мощности.

Центральный накопитель в таких системах применяется для того, чтобы хранить, а также дозировать и выдавать измельченные отходы деревообработки. Производство данного бункера осуществляется с объемом от 30 до 150 м 3 . Кроме того, аспирационной системы комплектуется такими деталями, как шлюзовые перегрузчики или же шнеки, взрыво- пожарозащитная система, система, контролирующая уровень наполнения бункера.

Модульные системы

Существует также модульная система аспирации воздуха, которая предназначается для следующих целей:

• Обеспечить полное и надежное обеспыливание воздуха в производственном помещении на том уровне, который предписан нормативными положениями.
• Наиболее важная задача - защита атмосферного воздуха от его загрязнения со стороны предприятия.
• Также эта система предназначается для удаления деревообрабатывающих отходов производства от технологического оборудования в виде смеси воздуха и пыли, а также последующей подачи данной смеси в пылеулавливающие аппараты.
• Модульная система предназначается и для того, чтобы организовать отход выбросов от места очистки воздуха к месту его утилизации. Она может функционировать в полностью автоматическом режиме.
• Последняя функция, которую выполняет эта система - это дозированная подача опилок к топливному бункеру. Данная операция также может функционировать в полностью автоматическом режиме, но и ручной также присутствует.

Оборудование для расчета

Для того чтобы провести расчет аспирационной системы, сначала необходимо объединить ее в общую сеть. В такие сети входит:

1. Оборудование, которое функционирует одновременно.
2. Оборудование, которое располагается близко друг к другу.
3. Оборудование с одинаковой пылью или же близкой по качеству, а также свойствам.
4. Последнее, что нужно учесть, - это оборудование с близкой либо одинаковой температурой воздуха.

Также стоит отметить, что оптимальное число точек отсоса для одной аспирационной системы равно шести. Однако большее количество возможно. Важно знать, что при наличии оборудования, которое работает с постоянно изменяющимся потоком воздуха, необходимо спроектировать для этого устройства отдельную систему аспирации или же добавить в уже имеющуюся малое количество "попутных" точек отсоса (одну или же две с малым расходом).

Расчет воздуха

Для важно провести точные расчеты. Первое, что определяется при таких расчетах - это расход воздуха на аспирацию, а также потери давления. Такие расчеты проводятся для каждой машины, емкости или же точки. Данные чаще всего можно взять из паспортной документации на объект. Однако разрешается использовать ии и из аналогичных расчетов с таким же оборудованием, если таковые имеются. Также расход воздуха вполне можно определить и по диаметру патрубка, который отсасывает его или же по отверстию в корпусе аспирационной машины.

Важно добавить, что возможно эжектирование воздуха, поступающего в продукт. Такое случается если, к примеру, воздух двигается по самотечной трубе с большой скоростью. В этом случае возникают дополнительные его расходы, которые также должны быть учтены. Кроме этого, в некоторых аспирационных системах случается и так, что определенное количество воздуха уходит вместе с отводящимися продуктами после очистки. Это количество также должно быть прибавлено к расходному.

Расчет расхода

После проведения всех работ по определению расхода воздуха и возможному эжектированию, необходимо сложить все полученные числа, а после этого разделить сумму на объем помещения. Стоит учитывать, что нормальный обмен воздуха для каждого предприятия свой, но чаще всего этот показатель находится в пределах от 1 до 3 циклов аспирации в час. Большее количество чаще всего применяется для расчетов установки систем в помещениях с общеобменной Данный тип обмена воздуха используется на предприятиях для удаления вредных испарений из помещения, для удаления примесей или же неприятных запахов.

При установке аспирационной системы может создаваться повышенной вакуум из-за постоянного отсоса воздуха из помещения. По этой причине необходимо предусмотреть установку в него притока наружного воздуха.

Пожарная аспирация

В настоящее время аспирационная пожарная система считается наилучшим средством защиты помещения. Действенным способом оповещения в этом случае считается аспирационная с ультрачувствительными лазерными Идеальное место применения таких систем - это архивы, музеи, серверные, коммутаторные помещения, центры управления, больничные помещения с высокотехнологичным оборудованием, "чистые" промышленные зоны и т.д.

Другими словами, аспирационная система пожарной сигнализации такого типа применяется в помещениях, которые представляют особую ценность, в которых хранятся материальные ценности или же, внутри которых установлено большое количество дорогостоящего оборудования.

Закрытая аспирационная система

Предназначение ее заключается в следующем: проведение санации трахеобронхиального дерева при условиях искусственной вентиляции легких и при сохранении асептики. Другими словами, они применяются врачами для проведения сложных операций. Данная система включает в себя следующее:

• Конструкция устройства выполнена полностью из полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена. Содержание латекса в ней равно нулю.
• Устройство содержит вертлюжный угловой разъем, размер которого полностью стандартизирован, а также обладает подвижным внутренним кольцом. Наличие данной детали обеспечивает надежное соединение с коннектором.
• Система снабжается защитным чехлом для санационного катетера, который предназначен для содержания этой детали в герметичных условиях.
• Размеры катетера закодированы при помощи цветной маркировки.

Виды систем

В настоящее время существует довольно широкая классификация видов фильтровальных систем. Некоторые компании, такие как "Фолтер", занимаются производством аспирационных систем практически любого вида.

Первое разделение систем осуществляется по характеру циркуляции воздуха. По этому признаку всех их можно разделить на два вида: рециркуляционные и прямоточные. Первый класс систем обладает таким существенным отличием, как возвращение отобранного воздуха из помещения обратно, после прохождения полного процесса очистки. То есть никаких выбросов в атмосферу не производит. Из этого преимущества вытекает еще одно - высокая экономия на отоплении, так как нагретый воздух не покидает помещение.

Если же говорить о втором типе систем, то их принцип действия полностью отличается. Данная фильтровальная установка полностью забирает воздух из помещения, после чего осуществляет его полную очистку, в частности от таких веществ, как пыль и газ, после чего весь забранный воздух выбрасывается в атмосферу.

Монтаж аспирационных систем

Для того чтобы начать этап установки фильтрационной системы, сначала проводят проектировочные работы. Данный процесс является очень важным, а потому ему уделяется особое внимание. Сразу важно сказать, что неверно проведенный этап проектирования и расчета не сможет обеспечить необходимую очистку и циркуляции воздуха, что приведет к плохим последствиям. Для успешного составления проекта и последующей установки системы необходимо учесть несколько пунктов:

1. Важно определить количество расходуемого воздуха на один цикл аспирации, а также потерю давления в каждом месте его забора.
2. Важно верно определить вид пылеуловителя. Для этого нужно правильно подобрать его по его же параметрам.

Проведение расчетов и составление проекта - это не полный список того, что необходимо сделать прежде, чем начать процесс монтажа системы. Другими словами можно сказать, что установка фильтров - это наиболее простое и последнее дело, за которое берутся профессионалы.

В одну аспирационную сеть объединяется оборудование:
-работающее одновременно;
-близко расположенное;
-с одинаковой пылью, или близкой по качеству и свойствам;
-с одинаковой или с небольшой разницей температуры воздуха.
Оптимальное количество точек отсоса - не более шести, но можно больше.
Если в какой-либо машине режим воздушного потока периодически изменяется, т. е. регулируется в соответствии с технологическим процессом, то для неё проектируется отдельная вентиляционная установка; или с очень небольшим количеством дополнительных, "попутных" точек отсоса (одна - две с малым расходом).

Примеры компоновки аспирационных установок - на странице .

Определить расход воздуха на аспирацию и потери давления (сопротивление) для каждой аспирируемой машины, ёмкости, точки. Данные взять из паспортной документации оборудования или по "нормам на аспирацию" в справочной литературе. Можно использовать данные аналогичных проектов.
Расход воздуха можно определить по размерам всасывающего патрубка или аспирационного отверстия в корпусе машины, если патрубок и отверстие сделаны заводом-изготовителем и (или) по размерам проектной организации.
Если поступающий продукт эжектирует в оборудование какое-то дополнительное количество воздуха (например, двигаясь с большой скоростью по самотечной трубе), то этот дополнительный объём следует прибавить к нормативному, определив его тоже по нормам, или методами расчёта, применительными к данному конкретному питающему устройству и продукту.
Если с отводящимся продуктом из оборудования уносится некоторое количество воздуха, его также следует определить, и вычесть из расхода воздуха на аспирацию.

Излишнее эжектирование или унос воздуха можно уменьшить, если в схему питающего, отводящего устройств включить элементы для снижения скорости движения материала, продукта; повысить степень заполнения продуктом проходного сечения устройства (трубы).
Эжектирование, унос воздуха совсем незначительны и даже отсутствуют, если:
-проходное сечение питателя, отвода полностью заполнено продуктом;
-продукт поступает из постоянно заполненной ёмкости;
-в подводящей, отводящей конструкции установлено герметизирующее устройство (шлюзовой затвор, клапан и т. п.).
Если какое-либо оборудование периодически заполняется из другого большими разовыми порциями за короткое время, то между ними надо установить воздуховод свободного перетекания вытесняемого воздуха и распределения избыточных давлений, которые возникают внутри корпусов и ёмкостей в момент разгрузки-выгрузки. Переточный воздуховод - большого диаметра, вертикальный или сильнонаклонный, без горизонтальных участков.

Все расходы сложить, и разделить на объём помещения - нормальный воздухообмен для различных предприятий разный, но обычно находится в пределах 1 - 3 обмена в час. Более высокие воздухообмены применяют при расчёте общеобменной приточно-вытяжной вентиляции для удаления вредных выделений, примесей, запахов из воздуха помещений.
Для снижения повышенного вакуума в закрытом помещении следует предусмотреть приток наружного воздуха к аспирируемому оборудованию или в это помещение.

Надёжно транспортирующая скорость воздуха для различных видов пыли и сыпучих материалов принимается по рекомендациям отраслевых указаний. Можно использовать информацию тематической литературы, данные аналогичных проектов, параметры действующих аспирационных и пневмотранспортных установок предприятия.
Скорость воздуха в материалопроводах пневмотранспорта:
V = k(10,5 + 0,57·V вит) м/сек, где V вит - скорость витания частиц продукта, k - коэффициент запаса, учитывает колебания нагрузки на пневмотранспортёр. Расчёт пневмотранспортной установки рассмотрен на странице . Если считать, что нагрузка в воздуховоде аспирации постоянна, то и коэффициент запаса должен быть равен 1. Для некоторых материалов витания и пневмотранспортирования приведены в разделе "Расчёт аспирации" каталога "Чертежи, схемы, рисунки сайта".

Тип пылеотделителя выбрать с учётом характеристики пыли, планируемой (желаемой) эффективности очистки воздуха, эксплуатационной надёжности, сложности конструкции. Пропускную производительность пылеотделителя определить сложив расходы всех аспирируемых точек и прибавив 5%. Если в сети есть точки временно отключаемые (перекрытые) клапанами, на каждую добавить ещё по 100 м³/час подсоса к общему расходу.
Потери давления (сопротивление) в пылеотделителе принять из его технической характеристики.

Место установки вентилятора и воздухоочистителя выбрать с учётом их габаритов и размеров присоединяемых к ним фасонных деталей воздуховодов. Предусмотреть возможность отвода пыли и отходов, компактность сети воздуховодов, удобство обслуживания и ремонта. Учесть рекомендации по их расположению в сети. Например, всасывающий фильтр устанавливают дальше от машины с самым большим сопротивлением, чтобы создать в нём необходимый вакуум для обратной продувки ткани. Перед входом в циклон, особенно батарейный, должен быть прямой участок длиной не менее двух диаметров воздуховода. Расположение вентилятора предпочтительнее после пылеотделителя по ходу сети, т.е. на очищенном воздухе.
Намечая трассу воздуховодов, предпочтение отдавать вертикальным или сильнонаклонным, если они не нарушают промышленную эстетику. По возможности уменьшать протяжённость горизонтальных участков, количество поворотов (отводов). Избегать участков с запылённым воздухом на нагнетающей стороне вентилятора, особенно в помещениях.

Нарисовать расчётную схему аспирационной сети. Разделить сеть на участки:
-от машин до точек объединения включая тройник;
-от точки объединения до следующего тройника включительно;
-от точки последнего объединения до пылеотделителя (или вентилятора);
-участок между пылеотделителем и вентилятором;
-выхлопной участок с выхлопом.
На схеме указать расходы воздуха и потери давления в аспирируемом оборудовании. Посчитать и указать расходы воздуха на каждом участке. Указать длину каждого участка воздуховодов, включая длину всех его фасонных частей. Указать потери давления (сопротивление) пылеотделителя.

Диаметры воздуховодов каждого участка подобрать по принятой скорости v (м/сек) и расходу воздуха Q (м³/час) в "таблице данных для расчёта круглых стальных воздухопроводов", которая есть в справочной литературе по аспирации. Один из вариантов дан в разделе "Расчёт аспирации" каталога "Чертежи, схемы, рисунки сайта". Из этой же "таблицы" взять динамическое давление Нд (Па) и R - потери давления на 1 метр длины (Па/м) для этого участка. Эти данные нанести на схему или в специальную расчётную таблицу. Для подбора диаметров и расчёта воздуховодов можно пользоваться специальными .

Как правило, технологическое и транспортное оборудование поставляется в комплекте с отсасывающим патрубком. В паспорте оборудования приводятся данные о режиме аспирации.
Размеры и конфигурация отсасывающих патрубков, рекомендуемые входные скорости для различных материалов приведены в справочниках по аспирации и пневмотранспорту.
Площадь сечения входного отверстия патрубка (конфузора, "перехода") вычисляется делением расхода воздуха на входную скорость .
Для уменьшения уноса продукта и пыли, для предотвращения взрывоопасных концентраций в воздуховодах, для снижения пылевой нагрузки на фильтр, входная скорость принимается минимально возможной и зависит от вида пыли и свойств основного продукта. Открытые источники пылевыделения аспирируют верхними или боковыми отсосами. Оптимальный угол сужения конфузора 45 градусов.

На каждом участке определить сумму коэффициентов его местных сопротивлений (фасонных частей): отсасывающий патрубок (конфузор), отводы, расширения-сужения, тройник и т. п. Коэффициенты всех видов сопротивлений известны и легко находятся в нормативных таблицах.
Посчитать потери давления при прохождении воздуха через местные сопротивления: умножив динамическое давление на сумму коэффициентов участка.
Посчитать потери давления на трение воздуха по длине участка: умножив потерю в 1 метре на всю длину участка.
СЛОЖИТЬ: потери давления в аспирируемой машине + потери на местные сопротивления + потери по длине участка. Полученную СУММУ потерь каждого участка нанести на схему и в расчётную таблицу.
Потери давления в участках между тройниками считать от точки объединения (не включая тройник) до следующего объединения включая тройник.

Выравнивание давлений.
За главную магистраль принять последовательность участков, создающих наибольшие потери давления по пути движения воздуха.
К потерям давления каждого участка главной магистрали прибавить потери всех предыдущих участков главной магистрали (только главной) и указать эту сумму в точке объединения с боковым.

В каждой точке объединения (тройниках) сравнить потери давления главной магистрали с потерями в присоединяемом боковом участке. Для правильного распределения воздуха эти потери надо сделать одинаковыми. Допустимая разница - 10%. При больших расхождениях следует уменьшить диаметр участка с меньшим сопротивлением (обычно бокового), это повысит в нём скорость (при прежнем расходе!) , динамическое давление и все потери. Пересчитать новое сопротивление бокового участка и снова сравнить с магистральным в точке объединения. Уменьшать диаметр меньше 80 мм нельзя.

Если таким способом не удаётся выровнить давления, то принять вариант с наиболее близкими значениями, а в участок с меньшими потерями давления установить дополнительное местное сопротивление: диафрагму между двумя фланцами, но лучше - регулировочную задвижку. - по таблицам местных сопротивлений или по расчёту.

Выбор вентилятора.
Производительность вентилятора равна производительности пылеотделителя плюс подсос воздуха в герметизирующем устройстве пылеотделителя. Подсосы во всасывающих фильтрах принимают 15% от полезного расхода сети, или по нормам. Подсосы в циклонах учитывают, если они установлены на всасывающей стороне вентилятора: для ЦОЛ, 4БЦш, однорядного УЦ принять 150 м³/час, для двухрядного УЦ - 250 м³/час.
Давление, которое должен развивать вентилятор, равно общему сопротивлению сети по главной магистрали плюс 10% запаса.
Общее сопротивление сети - это сумма потерь давления участков только главной магистрали , включая: сопротивление первой аспирируемой машины, потери давления в воздуховодах каждого участка гл. магистрали, сопротивление пылеотделителя, потери давления на участке между пылеотделителем и вентилятором, потери давления в выхлопном участке и сопротивление выхлопа.

По давлению и расходу из всех номеров и типов пылевых вентиляторов подбирают тот, на аэродинамической характеристике которого пересечение этих параметров даёт точку наибольшего к.п.д. Можно выбирать по каталогам и рекомендациям заводов-изготовителей и торгующих организаций вентиляционной техники и оборудования.
Частоту вращения рабочего колеса вентилятора определяют по его аэродинамической характеристике. Мощность на валу вентилятора (квт): Nв. = (QH)/1000кпд где Q - производительность вентилятора в м³/сек, т. е. м³/час надо разделить на 3600; H - давление вентилятора в Па; кпд - коэффициент полезного действия вентилятора.
Мощность электродвигателя, квт: Nэ = (k·Nв)/n·п где n = 0,98 - кпд подшипников; п - кпд передачи: при посадке рабочего колеса вентилятора на вал электродвигателя п = 1, при передаче через муфту п = 0,98, при клиноремённой передаче п = 0,95. Коэффициент запаса мощности электродвигателя k = 1,15 для электродвигателей мощностью до 5 квт; k = 1,1 для электродвигателей мощностью более 5 квт. Практический пример подбора вентилятора к конкретной аспирационной сети дан на странице "Выбор и расчёт вентилятора".

Таким способом можно рассчитать вентиляционную установку для аспирации или пневмотранспорта пылевидных, мелкосыпучих материалов в низкой концентрации аэросмеси на предприятиях по хранению и переработке зерна, для очистки от примесей и обогащения крупы, на мукомольном и комбикормовом производстве, в деревообрабатывающем для удаления опилок и стружки от станков, в пищевой, текстильной промышленности и других, где есть источники выделения пыли. Низкой концентрацией считается содержание пыли или отходов не более 0,01 кг в 1 кг воздуха. Потери давления в воздуховодах с большей запылённостью рассчитываются .

Отдельные страницы посвящены аспирации приёма, хранения и очистки зерна: расчёт аспирационной установки зерноочистительного отделения, башни или пункта хлебоприёмного предприятия, системы аспирации этажей рабочего здания и силосного корпуса элеватора.

Требования к охране труда и экологическому состоянию окружающей среды вокруг действующих предприятий постоянно возрастают. Совершенствуются и системы очистки. В этой статье кратко рассмотрен процесс аспирации, виды систем и принцип работы.

Система аспирации – это вид фильтрации и очищения воздуха, применяемый в производственных цехах с технологическими процессами повышенной загрязнённости.

В первую очередь – это металлургические, горнодобывающие, лакокрасочные, мебельные, химические и другие вредные производства. Главное отличие аспирации от вентиляции воздуха заключается в том, что загрязнения собираются непосредственно на рабочем месте, глобальное распространение по объёму цеха не допускается.

Типичная конструкция системы аспирации

Схематично конструкция системы аспирации включает:

1. Вентилятор, который создаёт воздушный поток и всасывает воздух. Используется установки типа «циклон», внутри которых создается центробежная сила. Она притягивает крупные частицы загрязнений к стенкам корпуса устройства. Таким образом производится первичная грубая очистка.
2. Уловители стружки для сбора крупных отходов.
3. Фильтрующие элементы различной конструкции, устанавливаемые для очистки воздуха от мельчайших загрязнений. Наиболее производительные установки состоят из нескольких типов фильтров как первичной, так и последующей тонкой очистки. Они улавливают и отделяют 99% всех частиц больше 1 мкн.
4. Улавливающие устройства и контейнеры, в которых складируются загрязнения.
5. Связующие воздуховоды и трубы, которые устанавливаются под наклоном для предотвращения забивания твёрдыми загрязнениями.

Отходы разных типов производств различаются по своим физико-химическим свойствам, плотности и массе. Поэтому для каждого предприятия система аспирации разрабатывается индивидуально и включает необходимые элементы. Только при таком подходе вы получите эффективную очистку воздуха.

Типы аспирационных установок

Всё многообразие систем аспирации принято классифицировать по нескольким признакам:

По степени мобильности

По способу вывода отфильтрованного потока воздуха

• Прямоточные. После очистки выводят воздух за пределы помещения. Такие системы более эффективные и экологичные.
• Рециркуляционные. Выбрасывают очищенные и тёплые воздушные массы в цех. Главные преимущества таких систем: снижение затрат на нагрев и увлажнение воздуха, меньшая нагрузка на общую принудительную вентиляцию цеха.

Расчёт оборудования для системы аспирации

Правильный расчёт параметров оборудования – основной залог эффективной работы аспирационной установки. Расчёты сложные, так как необходимо учесть множество факторов для каждого отдельно взятого предприятия. Поэтому выполнять такую работу должны только высококвалифицированные специалисты-инженеры. Основные факторы, которые необходимо учитывать при составлении проекта системы аспирации:

• скорость движения воздуха в системе, которая зависит от материала воздуховода;
• площадь и объём помещения;
• влажность и температура воздуха;
• характер и интенсивность загрязнений;
• продолжительность рабочей смены.

На основе полученных данных определяется и рассчитываются основные параметры системы:

• пропускная способность каждого отдельного устройства;
• необходимый тип фильтров, их производительность;
• диаметр трубы воздуховода, при этом для каждого производственного участка он может быть разным;
• проектируются точки и расположение воздуховода.

Особенности монтажа и обслуживания

Для монтажа аспирационной установки не требуется менять компоновку основного оборудования или последовательность технологического процесса. Правильно спроектированные под заказ аспирационные системы учитывают все особенности производства и интегрируются в уже существующую систему.

Эффективность и скорость аспирации установки значительно снижают негерметичные соединения. Поэтому важно не только установить систему, но и регулярно проводить техосмотры и мероприятия, направленные на предупреждение разрывов соединений, вовремя устранять выявленные дефекты. Это повысит производительность установки и снизит энергозатраты при её работе.

Экономить на проектировании и внедрении аспирационных комплексов не стоит. Сомнительное оборудование или неправильно рассчитанная установка может привести не только к повышению заболеваемости среди рабочих и снижению производительности труда, но и к закрытию предприятия.

Монтаж системы аспирации – это обязательная и необходимая техническая процедура на любом современном предприятии. Кроме того – это часть культуры производства. Промышленная аспирация не только улучшает микроклимат в производственном помещении, но и предотвращает загрязнение окружающей среды за стенами завода или фабрики.