Как выбрать систему аспирации для деревообработки?

Пыль, возникающая на предприятиях деревообработки, наносит вред не только здоровью сотрудников, но и оборудованию и даже окружающей среде. Древесная стружка, опилки и пыль разной фракции от работающих станков — неизбежные спутники производства. Способы борьбы с этим врагом известны уже много лет и совершенствуются год от года. Разберёмся, какие решения систем аспирации предлагает рынок и чем могут быть чреваты ошибки при выборе оборудования.

Опасность рядом

Мы не откроем Америку, рассказав о том, что древесная пыль коварна. Она вызывает раздражение органов зрения, дыхательных путей, накапливается в лёгких, может спровоцировать аллергические реакции и стать причиной развития астмы, нарушает работу сердечно-сосудистой системы, ЖКТ, печени, почек.

А, так как пыль является канцерогеном, она может провоцировать рак носоглотки. Это знают все, кто так или иначе связан с процессами деревообработки или производством мебели. Более того, удаление стружки, опилок, пыли и мелкодисперсных взвесей — обязательный процесс, который контролируется нормами безопасности и ГОСТ.

Попустительское отношение к системам аспирации может навлечь на голову руководителя предприятия большие неприятности: от поломки оборудования до взрыва в цеху и человеческих жертв. Тем не менее далеко не каждое крупное производство может похвастаться системой пылеудаления, не говоря уже о более мелких предприятиях.

«Из нашей большой практики следует, что решение о выборе системы аспирации на предприятии можно свести к двум параметрам. Это финансовые возможности и сознательность руководителей каждого конкретного предприятия», — говорит директор ООО «Завод Факел» Станислав Козлов.

Между тем на рынке оборудования представлены решения практически для любых запросов, отмечают специалисты. Как уже было отмечено, при их выборе финансовая составляющая играет значительную роль. Но следует учитывать массу факторов уже на этапе проектирования системы. Эксперты рекомендуют проанализировать количество деревообрабатывающих станков на предприятии, объёмы аспирации, особенности технологических процессов (постоянная или переменная нагрузка на станки), тип отходов, потребность в поддержании стабильной температуры в помещении.

«Необходимо учесть общую производительность всего оборудования по расходу воздуха, кратность воздухообмена, длину и диаметр внутренних воздуховодов, концентрацию и состав пыли на разных этапах производства и обработки, и это только часть работы.

Обязательно нужно подумать о пожаро- и взрывозащищённости всех составных частей системы аспирации, так как древесная пыль относится к IV классу опасности. Процесс проектирования систем аспирации очень сложный и дорогой, поэтому многие производители экономят на нём и потом получают неработающее оборудование», — отмечает г-н Козлов.

Специалисты ЗАО «Завод технологического оборудования «Формула» предлагают заказчикам перед началом проектирования проанализировать, какой объём отходов производит предприятие за один день и как часто будет проводиться утилизация отходов. Эти данные помогут подобрать подходящий бункер для хранения опилок и пыли, собранных аспирационной системой.

Производители рекомендуют выбирать хранилище с запасом — так, чтобы в него помещался не суточный объём отходов, а накопленный за пару дней. Это позволит избежать остановки производства в экстренных ситуациях, например, если сломалась машина для вывоза опилок. Также стоит помнить, что правила эксплуатации бункера не позволяют заполнять его отходами полностью, он всегда должен быть свободен минимум на треть.

Если установить накопитель малого объёма, придётся часто его разгружать. Не советуют специалисты экономить и на системе выгрузки бункера — установка электропривода избавит от необходимости открывать его вручную.

Что предлагает рынок

Аспирация для деревообработки применяется уже больше сотни лет. Сегодня процесс проектирования поставлен на поток и для компаний с опытом не вызывает сложности. Все ошибки уже давно известны и решения найдены, а древесную стружку, опилки и пыль от работающих станков удаляет автоматизированное оборудование.

«Такие решения, как рукавные и циклонные фильтры и локальная аспирация рабочих мест, на данный момент полностью закрывают потребности деревообрабатывающей промышленности. Внутри каждого из этих больших разделов систем аспирации любой найдёт подходящее решение независимо от размеров предприятий. Они универсальны и подходят всем, от мебельной фабрики до небольшого цеха, так как сегодня многие производители предлагают широкую линейку готовой продукции в зависимости от конкретных запросов представителей отрасли», — считает Станислав Козлов.

Но не все специалисты с этим согласны. Чтобы аспирационная система отвечала производственным задачам конкретного предприятия, её необходимо проектировать в индивидуальном порядке с учётом множества факторов. Инженеры ООО «ЭкоПромВентиляция» (EPV Group) утверждают, что в портфолио компании не найти двух одинаковых аспирационных систем, как не существует двух одинаковых предприятий. Поэтому универсального рецепта нет, повторяют они, но есть успешные реализованные решения, на которые можно опираться.

По степени эффективности среди всех подобных инструментов на первом месте — циклонные пылеулавливатели. Их используют для очистки загрязнённых воздушных масс от стружки, опилок, щепы, неслипающейся древесной и шлифованной пыли. Специалисты говорят, что циклоны популярны благодаря нескольким преимуществам.

Они, в сравнении с другими аспирационными системами, намного дешевле, имеют простую конструкцию и технологию создания, из-за чего их ремонт не будет затратным в физическом и материальном плане. Системы обладают высокой производительностью, низким потреблением электроэнергии, то есть низкой ценой обслуживания.

Большим достоинством циклонов является отсутствие в конструкции подвижных узлов и агрегатов, возможность их изготовления из различных видов стали, применение в качестве материала стали любой толщины. Такие факторы позволяют повысить сопротивление абразивному воздействию твёрдых частиц и значительно продлить срок эксплуатации.

Ещё одним плюсом фильтрующих устройств этого типа является возможность очищения газовоздушной смеси с большой температурой, поэтому они входят в состав системы аспирации сушилок ДСП, температура воздуха внутри которых достигает 550 °С. И, хотя эффективность очистки циклонов варьируется от 80 до 90%, они могут очищать воздух от загрязнений размером свыше 5 мкм.

Сейчас на современных предприятиях используют высокоскоростные деревообрабатывающие станки, отходы которых отличаются высоким содержанием мелкодисперсной пыли. Поэтому ограничиваться использованием только циклонов не стоит. Инженеры говорят, что целесообразно устанавливать после них рукавные, карманные или мешочные фильтры, тогда можно добиться эффективности до 99,9%.

Специалисты подчёркивают, что тонкая фильтрация особенно актуальна в случае, когда вся система располагается в помещении, где осуществляется технологический процесс. Помимо того, что высокая очистка воздуха снизит риск заболеваний персонала, возникновения пожара, поломки оборудования, она способствует сохранению теплового баланса рабочего помещения в зимнее время.

Рукавные фильтры, широко распространённые в деревообрабатывающей промышленности, уже несколько десятков лет помогают очистить воздух от древесной пыли размером от 1 мкм. Такие загрязнения возникают в процессе шлифования поверхностей древесины, древесно-стружечных плит. Их принцип прост и основывается на задержании частиц с помощью фильтрующего материала. Попадая в корпус фильтра, запылённый воздух проходит через рукава, очищается и выходит наружу.

Материалы, как и сами конструкции, применяемые при производстве этих агрегатов, постоянно претерпевают изменения. Для предотвращения деформации рукавов стали использовать решётчатые внутренние каркасы, а уровень загрязнения фильтрующего материала сейчас отслеживается при помощи датчиков давления.

При большой разнице в показаниях включается импульсная продувка или механизм встряхивания, которые восстанавливают фильтрующую способность рукавов. Пыль сбрасывается в приёмный бункер и с помощью шлюзового затвора или шнека удаляется наружу.

Размер имеет значение?

Не только размер частиц становится определяющим фактором при выборе оборудования, ориентироваться необходимо и на масштабы производства. Например, на крупных и средних заводах лучше устанавливать централизованные системы аспирации с воздуховодами. Как правило, на масштабных площадках применяют двухступенчатые системы очистки, которые позволяют устранить частицы широкого спектра дисперсности.

На предприятиях с серьёзными объёмами 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 с помощью пневмотранспорта или системы механизированной выгрузки поступают в накопительные бункеры больших объёмов, контейнеры для вывоза или к котлу-утилизатору. А вот для малых предприятий может быть достаточно стружкоотсосов, фильтровальных станций или вытяжных установок, размещённых непосредственно около станков.

«Для небольшого цеха, где может одновременно работать от 1 до 4 деревообрабатывающих станков, зачастую используется локальная система аспирации в деревообработке, цена которой значительно меньше централизованной. Подобные системы отличаются не менее высокой эффективностью очистки воздуха», — отмечают в конструкторском бюро ООО «ЭкоФильтр».

Если предприятие с небольшим количеством станков специализируется на обработке натуральной древесины и объёмы аспирации не превышают 15-20 м3/ч, специалисты предлагают использовать моноблочные аспирационные установки с фильтром. Автономную фильтровальную установку можно поочередно подключать к работающему оборудованию, что особенно важно для предприятий с небольшими производственными мощностями и финансовыми возможностями. А в случае расширения производства можно добавить ещё несколько моноблочных установок или перейти на модульную систему.

«Для установки мобильной станции не требуется разрабатывать дорогостоящий проект. Её можно легко переставить к другому станку, где ведётся деревообработка, включать и выключать по мере необходимости. Ещё одно важное преимущество — доступная стоимость. Но такие устройства не подойдут для крупных объектов, также их нельзя использовать там, где в воздухе накапливается взвесь лакокрасочных материалов.

На крупных предприятиях собирается большое количество древесных отходов из фильтров. Это может вызвать проблему, так как требуются площади для промежуточного хранения древесной пыли, а свободного места на многих объектах нет. Для решения этой задачи можно купить модульную систему аспирации», — говорят представители ООО «Люфтсервис+».

В модульную систему аспирации входит оборудование для удаления воздушным потоком древесных отходов из всех рабочих зон предприятия. Это единый комплекс, который проектируется для конкретного производства, в состав которого входит множество различных агрегатов, включая фильтры двух степеней очистки, вентиляторы, воздуховоды, а также ёмкости для сбора древесных отходов и транспортёры.

Такая система, как правило, снабжается автоматизированным управлением и подключается к системе управления производством. При расширении предприятия в модульную систему можно добавить новые компоненты с таким расчётом, чтобы производительность воздухоочистительного комплекса оставалась на необходимом уровне.

Ещё одно решение, которое часто применяют на промышленных заводах, — система мокрых пылеуловителей. По словам специалистов ООО «Завод Факел», это обосновано несколькими причинами. Во-первых, жидкость из пылеуловителя нейтрализует возможность пожара, а во-вторых, на предприятиях доступны водопроводы.

На заводах по деревообработке всегда есть вода, поэтому не составляет труда обеспечить её постоянную подачу для водяных воздушных фильтров, а это, в свою очередь, повышает рентабельность. Специалисты акцентируют внимание на ещё одном важном моменте: такие фильтры имеют меньшие габаритные размеры.

Цена ошибки

«При некорректно проведённом монтаже системы аспирации для деревообработки возможно снижение её производительности, выход из строя рабочих узлов. Неоправданные энергозатраты могут достигать 60%, поэтому важно, чтобы монтаж проводили специалисты», — указывают на своём сайте инженеры ООО «ЭкоФильтр».

Действительно, выбор систем широк, но, как правило, аспирационная система каждого предприятия проектируется индивидуально. Погрешности в расчётах, непродуманные решения, использование материалов и оборудования с неподходящими характеристиками приводит к тому, что аспирационная система работает неэффективно и регулярно выходит из строя. К примеру, если неправильно рассчитать угол наклона и изгиба воздуховодов, не избежать образования заторов и нарушения герметичности.

«Эффективность аспирации снижается, если в воздуховодах задерживаются и накапливаются отходы. Это происходит из-за недостаточной скорости воздушного потока, неверно выбранного диаметра перехода, слишком грубых стыков, недостаточного угла наклона», — подчёркивает коммерческий директор ООО «ЭкоПромВентиляция» (EPV Group) Пётр Мохов.

Также снизить эффективность аспирационной системы может как недостаточная мощность вентилятора, некачественный монтаж воздуховодов, так и замена запроектированных труб круглого сечения прямоугольными. Всё это приводит к критическим потерям воздуха. Чтобы избежать этого, в EPV Group напоминают о необходимости более точного подбора оборудования.

Если же в цехе, несмотря на работающую аспирацию, наблюдается значительное загрязнение воздуха, это может свидетельствовать о некорректном расположении всасывающих элементов системы. В этом случае специалисты советуют пересмотреть проект. Даже материал, из которого изготовлены воздуховоды, может подвести. Если производители сэкономили на толщине стали, воздуховоды деформируются и даже схлопываются, не выдержав рабочего давления.

Системы аспирации, спроектированные или смонтированные с ошибками, зачастую оборачиваются финансовыми потерями для предприятия. Чтобы очистка была действительно качественной, проектирование и установку аспирационных систем лучше доверить профессионалам, которые, благодаря своему опыту, смогут избежать ошибок и подобрать действительно оптимальные решения, соответствующие особенностям конкретного производства.

Кстати, среди частых запросов отмечается не установка новой системы, а модернизация имеющегося оборудования. Как правило, это происходит при расширении производственных мощностей или установке нового более современного деревообрабатывающего оборудования. Но есть и предприятия, сохранившие устаревшее оборудование ещё с советских времён. Специалисты говорят, что и эта задача вполне решаема.

Монтаж дополнительных фильтров, пылевого вентилятора и накопителя для отходов — проверенный метод. Но самостоятельно, без помощи опытных проектировщиков, которые смогут подобрать оптимальные решения, исходя из новых производственных условий и характеристик действующей инженерной сети, решить проблему не получится.

Горячий вопрос

И последний, но не менее важный акцент все инженеры и производители систем аспирации ставят на возможном риске возгорания. Его вызывает скопление мелкофракционной древесины. При концентрации сухой пыли в воздухе свыше 12 г/м3 возникает угроза взрыва (I класс опасности). В результате действия силы трения при передвижении твёрдых частиц в воздуховодах могут образовываться искры.

Вместе с потоком воздуха они достигают фильтров, что приводит к пожарам и даже взрывам. Специалисты «ЭкоФильтр» подчёркивают, что на деревообрабатывающем предприятии аспирационная система должна быть оборудована устройствами пожаротушения и искроподавления.

«Мы всегда предупреждаем заказчиков о том, что мелкодисперсная пыль при большой концентрации взрывоопасна. И рекомендуем устанавливать на циклоны взрыворазрядные клапаны, которые предохраняют их от детонации. Даже если взрыв произойдёт, он будет направленным: взрывная волна пройдёт через клапан, где раскроется защитная мембрана, а само оборудование останется целым.

На производстве, где много шлифовальной пыли или древесной муки, для дополнительной безопасности можно поставить взрывозащитные вентиляторы. К сожалению, не всегда заказчики идут на это, хотя защитные механизмы не слишком дорогие», — отмечает руководитель отдела продаж завода «Формула» Илья Назаров.

Для защиты системы аспирации разработана масса механизмов: термодатчики, установки искрогашения, блокираторы для аварийного отключения электроэнергии, огнезаградительные устройства, но их установка влечёт дополнительные затраты, на которых, к сожалению, многие пытаются сэкономить.

---

Текст: Марина Каталакиди