Современные системы вентиляции металлообрабатывающих производств // Промышленные страницы Сибири. — 2017. — №117

Эффективная вентиляция цеха металлообработки защищает рабочих от масляного тумана, металлической пыли, вредных аэрозолей, предотвращает поломки оборудования, снижает риск пожара. Она позволяет возвращать очищенный воздух в цех, экономя энергию, снижая затраты на отопление и фильтрацию. Правильно спроектированная система обеспечивает безопасные условия труда, минимизирует профессиональные заболевания, повышает производительность оборудования.

Проектирование эффективной вентиляции для цеха металлообработки

Эффективная вентиляция цехов металлообработки требует комплексного подхода. Основная задача — снижение концентрации загрязняющих веществ до безопасного уровня при минимальных энергозатратах и поддержании производства без перебоев.

Анализ загрязнений и оценка рисков для персонала

Основной технологический процесс в механических цехах — холодная обработка металла на разных станках:

• токарных;
• фрезерных;
• сверлильных;
• шлифовальных;
• полировочных.

Рабочие, занятые холодной обработкой металла, составляют примерно 13–14% всех рабочих машиностроительной отрасли. Острой задачей на современных предприятиях является борьба с загрязнением воздуха масляным туманом и парами, возникающими при механической обработке металлов с применением смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), а при работе на точильно-шлифовальных станках — с образующейся абразивной пылью.

Масляный туман негативно влияет на здоровье персонала:

• на состояние желудочно-кишечного тракта;
• дыхательных путей;
• кожного покрова;
• крови, суставов.

 

Осадки масла на полу, станках и инструментах способствуют возникновению травматизма, осложняют уборку помещений, загрязняют источники света, разрушают бетонные, строительные конструкции. А также масляные аэрозоли, которые, попадая на электронные схемы управления, вызывают сбои в работе технологического оборудования. Осаждение и накопление масла на внутренних поверхностях воздуховодов увеличивает пожароопасность, и при этом, безвозвратно теряется значительное количество масла.

В процессе использования и хранения СОЖ в них развиваются вредные микроорганизмы. Наличие микроорганизмов подтверждает характерный запах в помещениях, где обработка металла происходит с применением СОЖ. Совокупность веществ, входящих в состав водных эмульсий, можно характеризовать и как питательную среду для развития бактерий и грибков.

Сейчас на предприятиях мало уделяется внимания вопросам применения СОЖ. На практике в большинстве случаев никто за соблюдением нормативов ни на самих предприятиях, ни в государственных надзорных органах (имеются в виду органы Санэпиднадзора) не следит.

Расчет требуемого воздухообмена и выбор оборудования

Для эффективного и экономичного снижения концентрации масляного тумана в атмосфере цехов необходимо:

• устройство герметичных укрытий источников эмиссии тумана от станков или эффективных локальных отсосов, по возможности мобильных и простых;
• установка локальных агрегатов, а в некоторых случаях централизованных систем, для очистки загрязненного воздуха.

Полное удаление загрязнённого воздуха из цеха в системах приточно-вытяжной вентиляции с выбросом его в атмосферу без очистки и замены свежим — весьма невыгодное решение из-за больших энергозатрат на отопление в зимнее время. Кроме того, оно не решает проблемы защиты окружающей среды на территории завода и города. Масляные аэрозоли способствуют образованию чрезвычайно устойчивого смога, длительное время висящего над заводом и городом, либо — в приземном слое атмосферы.

Для большей производительности устанавливаются централизованные системы с высокой скоростью потока воздуха от групп станков, с очисткой воздуха в фильтре.

Проект цеха металлообработки и интеграция в него вентиляции

При проектировании цеха металлообработки вентиляция должна учитываться с самого начала планировки. Расстановка станков определяется не только технологическим процессом, но и потоками воздуха: источники эмиссии загрязнений (тумана, пыли) нужно располагать так, чтобы локальные отсосы и централизованные воздуховоды могли эффективно захватывать загрязнения.

Важно создавать маршруты движения воздуха, которые обеспечивают поступление свежего воздуха к рабочим местам и удаление загрязнённого без завихрений и застойных зон. Центральные воздуховоды соединяют группы станков с фильтрующими агрегатами, при этом локальные капоты или укрытия на станках позволяют собирать основную часть аэрозолей и возвращать очищенный воздух в цех.

Проектирование также учитывает удобство обслуживания и ремонт оборудования: фильтры, вентиляторы и пылеудаляющие системы должны быть доступны для замены и чистки, а при необходимости — легко перемещаемыми. Такой подход позволяет интегрировать вентиляцию в рабочее пространство, снижает концентрацию загрязнений на уровне дыхания сотрудников и повышает общую эффективность производственного процесса.

Технологии очистки воздуха от специфических загрязнений

Современные технологии очистки воздуха направлены на снижение концентрации масляного тумана, пыли и сварочных аэрозолей до безопасного уровня, а также на возврат части собранного масла в технологический процесс.

Металлическая пыль: очистка современными методами

Выработка абразивных частиц является неизбежным явлением не только в процессах шлифования и полировки, даже типовая резка металла «болгаркой» способствует образованию таких элементов. Пыль, а также выделяющиеся в процессе обработки изделий химические элементы несут угрозу здоровью рабочих. Мало того, действующее в такой атмосфере оборудование загрязняется, быстрее изнашивается и выходит из строя.

Без эффективной системы пылеудаления выработка металлической пыли неизбежно приведет к ее распространению в воздухе рабочего пространства. В таких условиях развиваются профессиональные заболевания слесарей-сборщиков: пневмокониоз, пылевой бронхит, астма и т. д.

Поэтому так важно организовать аспирационные системы, которые обеспечат эффективное удаление абразивной пыли прямо в рабочей среде. Это может быть и вакуумный пылесос, подключенный к шлифовальному аппарату, и системы промышленной вентиляции. «СовПлим-Сибирь» имеет наработанную базу решений таких задач.

На шлифовальных станках для удаления абразивной пыли устанавливают компактные пылеудаляющие агрегаты серии ПУ с двухступенчатой очисткой воздуха, высокой производительности (800–4000 м3/час) и степени очистки (82%).
Стол сварочно-зачистной (ССЗ, ССМ, DraftMax) — это полностью готовое рабочее место со встроенной системой фильтрации, используемой для сварки, шлифовки и резки.

Для удаления металлической стружки от металлообрабатывающих станков, на участках обработки чугунных деталей после литья, зачистки и полировки успешно работает централизованная вакуумная система.

Что такое масляный туман: свойства и способы улавливания

Ведущим российским производителем оборудования для фильтрации воздуха и промышленной вентиляции является «СовПлим», предлагающий современное и эффективное оборудование для очистки воздуха от масляного тумана.

Выбор промышленных фильтров, очищающих воздух от масляного тумана, дыма, неприятных запахов, пыли, мелкой металлической стружки, зависит от конкретных потребностей производства. Существуют центробежные и механические фильтры, располагаемые вблизи станков или на их укрытиях, обеспечивающие высокую степень очистки, которая позволяет возвращать воздух в цех.

Основным элементом центробежного сепаратора масляного тумана марок FX, S является вращаемый асинхронными двигателем перфорированный барабан со специальными вкладками. Особенности фильтра: компактный, лёгкий, тихий в работе, высокая производительность (180–2750 м3/час), прост в обслуживании, недорог в эксплуатации, низкий расход электроэнергии, возвращает собранное масло обратно в рабочий процесс.

Механические фильтры со сменными кассетами MW с трехступенчатой очисткой загрязнённого воздуха предназначены для работы с маслом высокой вязкости и концентрацией пыли.

В линейке механических фильтров масляного тумана представлены стационарные фильтрующие агрегаты МЕ31, МЕ41, МЕ42, имеющие 4-, 5-, 6-ступенчатую систему фильтрации. В составе фильтра гидромодуль, рукавный фильтр, самоосушающаяся фильтрующая кассета. Для очистки воздуха в объемах, превышающих 3000 м3/час, разработаны конфигурации МЕ Bank с объединёнными в группы по два или три фильтра с общей производительностью до 15000 м3/час.

Фильтры EFO с электростатическим способом фильтрации воздуха подходят для процессов, где используется горячее масло, таких как горячая обработка, холодное волочение, ковка, штамповка, прессование. Принцип действия основан на заряде частиц и последующем их осаждении под действием электростатического поля. Все фильтрующие элементы промывные, а значит не нуждаются в периодической замене и могут эксплуатироваться на протяжении многих лет.

Фильтрация воздуха от сварочных аэрозолей и газов

Сварочные процессы выделяют аэрозоли металлов, дым и газообразные соединения, которые опасны для дыхательных путей, кожи. Для защиты рабочих используются локальные вытяжные системы, которые собирают загрязнённый воздух прямо у источника.

Компактные сварочные столы с встроенной фильтрацией (например, ССЗ, ССМ, DraftMax) позволяют одновременно удалять пыль, дым, аэрозоли, обеспечивая безопасное рабочее пространство. Для больших производственных участков применяются централизованные системы вытяжки с фильтрами механического, электростатического или комбинированного типа, способные улавливать мелкие частицы, газообразные компоненты.

Важно, чтобы фильтрующее оборудование было адаптировано к типу сварки: MIG/MAG, TIG или ручной дуговой сварке, поскольку концентрация аэрозолей, состав газов различаются. Современные системы позволяют возвращать очищенный воздух в цех, снижая энергозатраты, и обеспечивают регулярный контроль качества воздуха в рабочих зонах.

Внедрение и эксплуатация системы вентиляции

Эффективная эксплуатация вентиляционной системы требует правильного монтажа, регулярного обслуживания, оптимизации работы для снижения затрат. Неправильная установка или несвоевременное обслуживание оборудования может привести к снижению эффективности очистки воздуха, повышению энергозатрат, ускоренному износу фильтров, вентиляторов, а также к рискам для здоровья персонала.

Монтаж и пусконаладка вентиляционного оборудования

Монтаж вентиляционной системы начинается с проверки проектной документации и расстановки оборудования в цехе. Важно правильно соединить локальные отсосы, воздуховоды, фильтрующие агрегаты, обеспечить герметичность соединений, соблюдение проектных уклонов воздуховодов для беспрепятственного движения воздуха.

После установки выполняется пусконаладка: проверяется производительность вентиляторов, давление на фильтрах, равномерность распределения воздуха по рабочим местам, корректировка локальных капотов, укрытий на станках. При пусконаладке также проверяют, что системы не создают завихрений или застойных зон, чтобы загрязнённый воздух полностью удалялся из рабочей зоны. Правильная пусконаладка гарантирует, что система сразу работает с проектной эффективностью, минимальными энергозатратами.

Обслуживание и замена фильтрующих элементов

Регулярное обслуживание фильтров и агрегатов вентиляции критически важно для поддержания высокой эффективности очистки воздуха. Для центробежных, механических, электростатических фильтров предусмотрена промывка или замена фильтрующих элементов по инструкции производителя.

В процессе эксплуатации контролируют давление в фильтрах, состояние вентиляционного оборудования, наличие утечек, износ деталей. Своевременная чистка и замена фильтров предотвращает снижение производительности системы, увеличение энергопотребления, загрязнение воздуха в цехе. Плановое обслуживание также продлевает срок службы оборудования, снижает риск аварий.

Оптимизация работы системы вентиляции включает регулировку скорости вентиляторов и настройку работы локальных отсосов в зависимости от загрузки станков, что позволяет снизить энергозатраты, продлить срок службы фильтров.

Оптимизация работы вентиляции для снижения затрат

Полное удаление загрязнённого воздуха из цеха без очистки и замены свежим — невыгодное решение. Использование локальных фильтров и возврат очищенного воздуха позволяет существенно экономить энергию, снизить эксплуатационные расходы.

Соответствие нормам охраны труда, экологическим требованиям

Сегодня ни одно предприятие не может называться современным, если на нём не соблюдаются санитарно-гигиенические нормы, невысока культура производства в целом. Выход может быть только один — внедрение новейших технологий, оборудования, разработанного с учетом всех требований к таким производствам, что способствует значительному оздоровлению условий труда, снижает травматизм, пожароопасность, улучшает психофизиологическое состояние рабочих, повышает производительность.

Организация эффективной вентиляции на металлообрабатывающих предприятиях — это комплексная задача, включающая анализ загрязнений, расчет воздухообмена, выбор фильтров, монтаж, эксплуатацию системы. Использование современных технологий очистки воздуха от масляного тумана, абразивной пыли и сварочных аэрозолей обеспечивает безопасные и комфортные условия труда, снижает риски для здоровья работников, улучшает экономические показатели предприятия.