Аспирационное устройство: выбросы, конструкция, типы фильтров, требования, проект, расчет

Похожие темы:

Кроме того, в выбросах могут присутствовать опасные фракции, включая горючую или токсичную пыль, способную образовывать взрывоопасные смеси, а также абразивные частицы, ускоряющие износ воздуховодов и вентиляторов.
Состав аспирационных выбросов определяет выбор фильтрующих систем, материалы воздуховодов, необходимость взрывозащиты и методы контроля выбросов, поэтому правильная оценка этих характеристик является ключевым этапом при проектировании эффективной и безопасной аспирационной установки.

Очистка аспирационного воздуха происходит внутри фильтровального оборудования. Это основной элемент системы для улавливания пыли, газов и аэрозолей.

Аспирационные фильтры делятся на сухие, мокрые и комбинированные, каждый оптимизирован под тип загрязнений и условия производства.

О подборе картриджей читайте в экспертной статье «Руководство по подбору фильтровальных материалов и производительности для картриджных пылеуловителей».

На практике к нам обращаются клиенты, когда их текущее аспирационное устройство не справляется и не дотягивает до требований очистки. Основные причины:

• несоответствие типа пылеулавливающего оборудования дисперсному составу пыли;
• высокая доля частиц менее 5–10 мкм;
• нестабильная загрузка оборудования;
• износ фильтрующих элементов;
• подсосы воздуха и нарушение герметичности.

Например, циклон аспирационный подходит при улавливании частиц >20 мкм, но его эффективность резко снижается при наличии мелкодисперсной фракции. В таких случаях требуется вторая ступень очистки — рукавный или картриджный фильтры.
Чтобы этого не происходило нужен корректный расчет и подбор, а для этого нужен практический опыт.

Требования к аспирационным устройствам регулируются ГОСТами, СНиПами и отраслевыми инструкциями.
1. Герметичность
Все соединения воздуховодов, корпусных частей и фильтров должны быть герметичными. Нарушение приводит к подсосам воздуха, снижению скорости транспортирования пыли и росту выбросов. Герметичность обеспечивает стабильный аэродинамический режим и правильную работу вентиляторов.
2. Минимизация подсосов
Подсосы извне снижают эффективность аспирации и вызывают оседание пыли в воздуховодах. Необходимо тщательно проектировать уплотнения, соединения и входные патрубки. Балансировка системы по давлению и расходу позволяет поддерживать заданные параметры очистки воздуха.
3. Взрывозащита (при необходимости)
Для работы с взрывоопасной или горючей пылью (зерно, мука, древесная, органическая, алюминиевая) обязательна защита от взрыва: установка взрывных клапанов или мембран, искрогасители, заземление оборудования, использование искробезопасных материалов.
Проектирование ведется с учетом категории помещения и нормативов промышленной безопасности.
4. Износостойкость при абразивной пыли
Воздуховоды, циклоны, вентиляторы и фильтры должны быть выполнены из износостойких материалов (сталь, специальные покрытия, полиуретан и др.). Высокая скорость транспортирования абразивной пыли вызывает эрозию стенок и снижение эффективности установки. Регулярное техническое обслуживание и контроль состояния оборудования необходимы для поддержания проектной производительности.

Проект системы аспирации разрабатывается на стадии планирования предприятия и включает анализ источников загрязнений, расчеты расхода воздуха, подбор оборудования (отсосы, воздуховоды, фильтры, вентиляторы) и схемы компоновки. Учитываются физико-химические свойства пыли, климат, безопасность и нормы выбросов (ГОСТ Р 71814-2024).

Если здание уже построено или требуется модернизация существующей системы, вместо полного проекта с нуля разрабатывается документ для реконструкции или модернизации с аудитом и минимальными изменениями.
Этапы для существующего здания

• Аудит и обследование текущей системы — измерение расхода воздуха, потерь давления, эффективности очистки, выявление засоров и неплотностей с помощью инструментальных методов.
• Разработка ТЗ — перерасчет под текущие нагрузки или новые, если планируется расширение, подбор оборудования с привязкой к существующим конструкциям.
• Демонтаж и монтаж — замена фильтров, воздуховодов, усиление конструкций, интеграция автоматики без остановки производства.

Аспирационный расчет — это ключевой этап проектирования системы аспирации, который определяет необходимые параметры воздухообмена, подбор оборудования и эффективность очистки пыли. Основная цель расчета — обеспечить транспортирование пыли без оседания и поддерживать нормативные показатели выбросов.

Шаг 1 — Определение расхода воздуха
Расход воздуха рассчитывается исходя из двух подходов:
По скорости в рабочей зоне — для локальных источников пылевыделения задается минимальная скорость захвата пыли: мелкодисперсная пыль — 0,5–1,0 м/с, абразивная — 1,0–2,0 м/с.
По удельной норме пылеудаления — для производственных линий используется норматив расхода воздуха на единицу оборудования (м³/ч на станок, мельницу, упаковку).
Шаг 2 — Расчет воздуховодов
В воздуховодах скорость должна быть достаточной, чтобы частицы не оседали. Она зависит от плотности, размера и влажности пыли.
Типовые скорости:

• древесная, зерно: 15–20 м/с
• минеральная, цемент: 20–25 м/с
• металлическая, абразивная: 25–30 м/с

Потери давления определяются по длине воздуховодов, количеству поворотов, трения по стенкам и сопротивлению фильтров. Это необходимо учитывать при подборе вентилятора, чтобы обеспечить заданный расход воздуха.
Шаг 3 — Подбор вентилятора
Вентилятор выбирается по производительности и полному давлению системы.
В расчет включают: аэродинамическое сопротивление воздуховодов, сопротивление фильтров, потери на колена и ответвления. Устанавливают вентилятор с запасом 10–20 % для компенсации загрязнения фильтров и износа оборудования.
Шаг 4 — Расчет очистного оборудования
Выбор типа фильтра зависит от дисперсного состава пыли, типа загрязнений и других параметров анализа газовоздушной смеси на очистку. На этом шаге рассчитывается коэффициент очистки и допустимые выбросы.

🛑 Типовые ошибки в аспирационном расчете

• Недостаточная скорость → оседание пыли в воздуховодах
• Завышенный расход → перерасход электроэнергии
• Игнорирование подсосов и негерметичности
• Неучет изменения расхода при перегрузке оборудования