Предимства и недостатъци на съвременните инсталации
През последните години бяхме свидетели на бързи темпове на развитие на сградното строителство както в големите центрове в страната, така и в летните и зимните курорти. Развитието на строителния сектор логично доведе и до бум в обслужващите го сектори, сред които бе и дървообработващата промишленост във всичките й направления. Обстановката днес е доста по-различна. Строителният сектор се оказа сред най-сериозно засегнатите от световната икономическа криза, което доведе и до значително свиване на търсенето на продуктите и услугите, свързани с него. А в подобна пазарна обстановка, предлагането на висококачествени продукти на добра цена е сред факторите за конкурентоспособност на производителите.
Високото качество на произвежданите изделия в дървообработващата промишленост зависи и от осигуряването на добра и надеждна система за аспирация, т.е отвеждане на отпадните продукти, получени при обработката на дървения материал като дървесни стърготини, стружки, прах и други. Наличието на аспирационна система гарантира поддържането на необходимата чистота на въздуха, което да осигури от една страна, качеството на произвежданата продукция, а от друга – да запази здравето и работоспособността на работещите.
Съвременни изисквания към аспирацията
Терминът аспирация е с латински произход. На латински аspiratio, означава всмукване, изтегляне на въздух, течности и други вещества. Този термин до голяма степен характеризира принципа на работа на самата аспирационна система в дървообработващата промишленост, а именно отвеждане и очистване на замърсения с дървесни отпадъци и прахови частици въздух от производственото помещение.
Използването на системи за отвеждане на отпадните продукти, получавани при обработката на дървения материал, не е от днес. Подобни съоръжения са били използвани в дървообработващата промишленост от началото на миналия век. Естествено, условията, при които са работели, и изискванията към тях са били значително по-ниски. Това е логично предвид сравнително по-ниската производителност на дървообработващите машини в миналото, както и не особено строгите изисквания по отношение опазването на околната среда.
Днес условията на работа на аспирационните системи са значително по-различни. През изминалите години дървообработващата промишленост претърпя сериозно техническо развитие. Усвоени бяха редица нови производства, например на плочи от дървесни влакна и частици. Технологичният парк на някои предприятия бе сериозно обновен. Сериозно бе увеличена и производителността на използваните машини, което доведе до увеличаване на обема надробени дървесни отпадъци и относителното съдържание на прахови частици в тях. Не са редки случаите, в които в едно производствено помещение се извършват различни обработки на дървото. Всичко това води до увеличаване на отпадните продукти, а нормативните изисквания по отношение чистота на околната среда днес са много по-високи. В същото време, въпросът за икономия на енергия, суровини и материали стои много по-остро. Всички тези фактори оказват съществено влияние върху аспирационните системи, повишавайки изискванията към тях, както по отношение на производителност и възможност за поддържане на необходимата чистота на въздуха, така и по отношение на икономия на енергийни ресурси.
Системи със и без рециркулация
Обикновено, отделянето на големи частици механични замърсители от въздушния поток не представлява особено сложна задача. По тази причина основна функция на съвременните системи за аспирация е ефективно и надеждно обезпрашаване и очистване на въздуха в работната зона на производствените помещения и опазването на атмосферния въздух от замърсяване с прахови частици при минимални капитални и експлоатационни разходи.
Критерии за класификация на аспирационни системи за дървообработващата промишленост е циркулацията на въздуха. На основата на този критерий системите са със и без рециркулация. При аспирационните системи без рециркулация замърсеният въздух се отвежда от обема на производственото помещение и след като бъде очистен от праховите частици се изхвърля в околната среда.
Рециркулационните системи са вид аспирационни системи, в които засмукваният от помещението замърсен въздух, след очистването си не се изхвърля директно в околната среда, а напълно или частично се връща в производственото помещение. Това позволява значително да се съкратят загубите на топлина през студените месеци в годината.
Друг често използван критерий за класификация на аспирационните системи е в зависимост от хидравличния режим на системата, според който те са с постоянна и променлива производителност.
Централизирани и автономни системи
В зависимост от начина на свързване с технологичното оборудване, аспирационните системи се делят на централизирани и автономни.
Към централизираните се отнасят аспирационните системи, при които към една система са свързани едновременно няколко работни места с независимо включване и изключване, като едновременната им работа не е задължителна. По този начин централизираните аспирационни системи могат да бъдат изпълнени като системи с променлива производителност.
Към автономните аспирационни системи се отнасят системите, обслужващи едно или няколко работни места на технологичното оборудване, включвани и изключвани едновременно. При тези системи, поради технологията, е необходимо да се осигури отвеждане на едно и също количество замърсен въздух. Следователно, автономните системи не могат да бъдат с променлива производителност.
Степен на очистване и използвани очистващи апарати
Като основен показател, характеризиращ работата на прахоуловителните апарати в конкретните условия на тяхното използване, се явява степента на очистване на въздуха от праховите частици. Тя зависи както от качествата на прахоуловителните агрегати, така и от производителността (м3 въздух в час) на апарата, зависеща непряко от скоростта на въздушния поток.
Сред най-често използваните съоръжения за очистване на въздуха от прахови частици в дървообработващите предприятия са циклоните.
Специфики на циклоните
Циклоните са прахоуловителни апарати, в които отделянето на твърдите частици от въздуха се осъществява под действието на центробежните сили, които придвижват праховите частици към стената на циклона. Постепенно, под действието на силите на тежестта, те се отправят към разположения в долната част на циклона бункер. Основно предимство на циклоните е сравнително елементарното им устройство, отсъствието на движещи се части, както и сравнително ниската им цена. Тяхното използване се счита за рационално при големи обеми на отпадните продукти. Поради ограничената възможност за очистване на въздуха от праховите частици до степен, отговаряща на съвременните изисквания и необходимостта от монтаж извън производственото помещение, което води до отвеждането на топъл въздух от помещението, понастоящем областта на тяхното използване значително се е стеснила. Обикновено циклоните биха могли успешно да се справят с очистването на въздуха от прахови частици, ако подаваният дебит замърсен въздух отговаря на зададения по проект и не се наблюдават големи варирания. Както вече бе споменато, обаче, дървообработващите машини не работят едновременно. Макар и да протича известно преразпределение на отвеждания от машините въздух, като цяло неговият дебит намалява. Не са рядкост и случаите, в които се наблюдава обратната зависимост при модернизация на производството и добавяне на нови машини, което не винаги е съпроводено с предвиждането на друг циклон.
Сред недостатъците на аспирационните системи с циклон е и фактът, че те са централизирани, т.е. при тях е необходимо изграждането на въздуховод и предвиждането на мощен вентилатор. Поради ниския коефициент на едновременна работа на машините, е налице преразход на електроенергия, вследствие на високото аеродинамично съпротивление на аспирационната система и ниската ефективност на вентилатора.
Промишлените филтри
използвани в дървообработващата промишленост, представляват прахоуловители, в които процесът на очистване на въздушния поток от прахови частици се осъществява посредством филтриране или утаяване на твърдите частици. Вследствие на високите нормативни изисквания по отношение степента на очистване на въздушния поток, филтрите са все по-предпочитани в дървообработващата промишленост.
Тяхната конструкция и използваният материал позволяват с аспирационната система да се постигне прахосъдържание в очистения въздушен поток по-малко от 1 mg/m3. По този начин въздухът се връща отново в помещението, което спомага за постигането на по-ниски разходи за отопление.
Използвани конструкции филтри
Една от сравнително елементарните конструкции, използвани в практиката, е показана на фиг. 1. Тази конструкция се използва предимно за местно отвеждане на отпадни продукти от определено работно място. Представлява вентилатор, на изходната страна на който е поставен чувал, който не е задължително да бъде от филтрираща тъкан. Недостатъкът на тази конструкция е, че постепенно събираните в чувала отпадни продукти се увеличават, отнемайки от свободния му обем, което от своя страна намалява и количеството очистван въздух. Интересен факт е, че подобни филтри са се използвали още през 19 век, като днес те са се преобразували в ръкавни филтри.
Конструкцията на друго използвано съоръжение е представена на фиг. 2. Макар конструктивно съоръженията от фиг. 1 и фиг. 2 да се различават, принципът им на действие е един и същ. Засмуканият от вентилатора 1 замърсен въздушен поток се подава тангенциално в пръстеновидната част 2, от където с помощта на циклонен елемент 3 се осъществява отделяне на едрите частици, които се утаяват в долната част на съоръжението, представляваща събирателен чувал 4. Целият въздушен поток със съдържащите се в него прахови частици с малки размери преминава през централната част на съоръжението и се отправя към горната му част, представляваща ръкав от филтрираща тъкан 5. По този начин отпадните продукти се събират в долната част на съоръжението, а очистеният въздух се отвежда през горната част. Чувалът, в който се събират отпадните продукти, може да бъде от различен материал. Използват се и чували за еднократна употреба. Основно изискване е чувалът лесно да може да бъде свален и почистен. При определяне на обема му се взема предвид възможността той да може да се пренесе ръчно до мястото за събиране на отпадъци.
Препоръчително е с цел осигуряване на безпроблемна работа на съоръжението да се предвидят резервни чували.
Определяне площта на филтриращия ръкав
Размерът и площта на филтриращия ръкав F (m2) трябва да бъде съобразена с производителността на вентилатора. За да се определи площта на филтриращия ръкав, може да се използва изразът F = L / l, в който L е обемът на очиствания въздух (m3), а с l е обозначено относителното въздушно натоварване на филтриращия ръкав m3/(m2h), което показва какъв обем въздух (m3/h) се допуска да премине през 1 m2 филтрираща повърхност за осигуряване на необходимата степен на очистване на въздуха.
По данни за болшинството материали, относителното въздушно натоварване на филтриращия ръкав е в границите 360 – 900 m3/(m2h).
Регенерацията на филтриращия материал се осъществява ръчно чрез изтръскване на ръкавите. При нужда ръкавите могат да се свалят и изперат.
Този вид прахоуловители се поставят в производственото помещение, в което са намира и машинното оборудване. Обикновено разстоянието между прахоуловителя и машината е от 3 до 7 m, а свързването им се реализира посредством гъвкави въздуховоди.
Според част от специалистите по-добри резултати се постигат с прахоуловителите с два прахоулавящи ръкава, показани на фиг. 3. Прахоуловителният вентилатор с електродвигател се намира в средната част на корпуса и има две изходящи тръби, по една към всяка страна. Конструкцията им е идентична с представената на фиг. 2. Входната тръба към вентилатора може да се разположи по различен начин в зависимост от възможностите за присъединяване на смукателния въздуховод от машината.
Към прахоуловителя могат да бъдат присъединени до три броя въздуховоди, диаметърът на които може да варира от 200 до 100 мм. Различните производители посочват различни диаметри, които обикновено зависят от работните характеристики на използвания вентилатор. Не се препоръчва като ориентир да се използват въздуховодите на местните смукатели към дървообработващите машини, тъй като те често са предвидени за работа към централизирана аспирационна система.
Недостатъци на промишлените филтри
Обикновено, като основни недостатъци на промишлените филтри се посочват необходимостта от ръчна регенерация и честата смяна на събиращите торби, при значително количество образуващи се отпадни вещества. Това ограничава приложната област на прахоуловителите с два филтъра.
При използването на филтър с връщане на очистения въздух в работното помещение, т.е. със 100% рекциркулация, за достигане на пределно допустимите стойности за въздуха в работната зона следва да се предвиди общообменна смукателно-нагнетателна вентилация. В този случай въздухообменът би зависил от пълното улавяне на отделящите се прахови частици от местните смукатели.
Промишлените филтри се приемат за ефективно средство за улавяне на дървесни стърготини. Използването им води до икономия на топлинна енергия. Те могат да се използват и за улавяне на друг вид прах, при правилен подбор на площта на филтриращия материал.
