Системы аспирации: избавляемся от пыли

Пыление — общая беда для всех предприятий горнодобывающего комплекса. О каком бы полезном ископаемом ни шла речь, в любом случае породу сначала дробят, затем транспортируют с помощью конвейеров и неоднократно пересыпают.

Бороться с пылью можно разными способами: орошением, распылением реагентов, с помощью промышленных вентиляторов. Но, пожалуй, самая эффективная технология здесь — это использование систем аспирации. В чём их суть и насколько широко они распространены на горнодобывающих предприятиях Казахстана?

Зачем бороться с пылью?

Понятно, что такие решения не могут быть дешёвыми, а дополнительной прибыли не приносят. Однако экономить на системах нельзя. Первая причина — это вред для здоровья людей. Причём в зоне риска зачастую оказываются не только сотрудники предприятия, но и жители близлежащих поселений.

Причина номер два — взрывоопасность. Если на объекте висит облако из угольной пыли, любая искра может привести к большой беде.

Наконец, можно найти и чисто экономические причины. Специалисты ТОО «Bauer Building» («Бауэр-инжиниринг» в Казахстане) оценили ущерб от пыли в 1% от производительности всего комбината. Получается, если производительность предприятия 500 тонн в час, то потери в виде пыли на ленточных транспортёрах, дробилках, грохотах за этот же промежуток времени составят 5 тонн, не считая потерь при погрузке на склады и отгрузках в транспорт.

Зачастую у собственников просто нет выхода: установка таких систем — это требование законодательства. Однако не стоит думать, что добывающие компании борются с пылением только из-под палки, растёт и сознательность самого бизнеса.

«На сегодняшний день промышленные предприятия стали более ответственно подходить к вопросам аспирации воздуха и, соответственно, к здоровью не только персонала, но и жителей близлежащих населённых пунктов», — отмечал в интервью журналу «Добывающая промышленность» ещё в 2020 году заместитель директора по продажам ООО «СовПлим — Сибирь» Денис Буланенко.

Какие бывают системы аспирации?

Аспирация означает извлечение вредных примесей и мелкодисперсных пылевых частиц из окружающей среды. Во время работы системы воздух сначала всасывается, проходит через фильтры и выпускается наружу. Наиболее популярными считаются установки циклонного типа.

«Загрязнённый воздух попадает внутрь цилиндрического корпуса по спиральному патрубку, в результате чего закручивается по вертикальной оси. Центробежная сила откидывает твёрдые частицы на внутренние стенки цилиндра, после чего происходит их осаживание вниз под воздействием силы тяжести.

Очищенный воздух по инерции устремляется вверх к выкидному патрубку и выпускается наружу», — пишут в статье «Что такое аспирация на производстве: промышленные системы и установки очистки воздуха, типы и устройства, принципы работы» специалисты компании ESTA.

Использование фильтров даёт эффективность до 90%. Цифры хорошие, но есть методы, которые способны очистить воздух на 99%. Речь идёт об электрической фильтрации.

«Этот метод основан на ионизации газопылевой смеси под воздействием коронного разряда, в результате чего частицы пыли получают положительный заряд и примагничиваются на одну из пластин-электродов, а потом удаляются воздухом под давлением в контейнер для сбора пыли», — читаем в том же материале.

Принцип действия — не единственный критерий для классификации. Так, все аспирационные системы можно различать по способу очистки, который может быть сухим или мокрым. В первом случае не нужна ёмкость для воды, что существенно снижает расходы и место на производственной площадке. Поэтому специалисты ESTA отмечают, что «сухие» установки встречаются чаще.

В «Бауэр-инжиниринг», в свою очередь, называют два основных типа систем аспирации. Первая — локальная, здесь пыль удаляется и фильтруется непосредственно в точке её выделения. При этом уловленные частицы возвращаются в поток продукта. При централизованной же системе пыль удаляется из точки выделения и по воздуховодам транспортируется в аспирационный фильтр. Локальные системы требуют меньших капитальных затрат и расходов на обслуживание. К тому же остановка одного фильтра приведёт к выделению пыли только на одном участке, а не по всей цепочке.

Что нужно учесть в проекте?

Эффективность любой системы аспирации закладывается на стадии проектирования.

Эффективность и окупаемость проекта зависит от многих факторов. По мнению специалистов ESTA, при установке аспирационных систем следует обратить внимание на следующие ключевые аспекты.

• Скорость потока в воздуховодах не должна быть менее 25 м/с. Это необходимо для самоочистки системы и для того, чтобы препятствовать пылевым отложениям на внутренних стенках.
• Воздуховоды должны выполняться из толстого металла для увеличения срока службы.
• Герметичность соединительных узлов системы — главный фактор, отвечающий за эффективность и производительность проекта.
• Расчёт мощности системы должен основываться на возможностях производственной площадки. Основное производство не должно пострадать в результате того, что значительная часть энергоресурсов расходуется на аспирацию.
• Важным фактором проектирования является эргономика — установка и соединительная арматура должны оптимально располагаться в рабочем пространстве.

Безусловно, одна из ключевых задач — определение ключевых узлов, где проблема пыления стоит острее всего. Для добывающих предприятий таковыми традиционно выступают узлы пересыпки, дробления и грохочения, а также места загрузки и выгрузки сырья и продукции. Конечно, всё это учитывается при проектировании и монтаже систем очистки воздуха. Так что хотя пылеуловители, двигатели, вентиляторы, воздуховоды, которые входят в их состав — это, по сути, типовые вещи, но сама система в целом изготавливается в каждом случае для конкретного заказчика.

Системы пылеподавления: опыт Казахстана

Горнодобывающие предприятия Республики Казахстан в последние годы также уделяют серьёзное внимание борьбе с промышленной пылью на своих объектах. Например, установливали новые системы аспирации на коксохимпроизводстве и заменяли рукавные фильтры на аглопроизводстве в 2023 году в АО «АрселорМиттал Темиртау».

Да, на каких-то объектах уже стоит такое оборудование. Однако с годами оно не начинает работать лучше, да и прогресс не стоит на месте. Неудивительно, что собственники предприятий задумывается о модернизации.

Так, зелёный проект по замене аспирационных систем реализует ТОО «Жезказганский медеплавильный завод» (ЖМЗ). В октябре прошлого года в цехе подготовки шихты установили новую систему Dalamatic. Оборудование смонтировали непосредственно на узлах пересыпа, где оно выполняет забор промышленной пыли.

В цехе разместили фильтры, накапливающие пыль, в дальнейшем сбрасывающие её на конвейер и выдувающие очищенный воздух обратно на промышленную площадку. В пресс-службе ТОО «Корпорация «Казахмыс», в которую входит ЖМЗ, подчеркнули, что компания продолжит внедрение систем аспирации на своих объектах.

Итак, сегодня на рынке есть достаточно эффективные системы для борьбы с промышленной пылью. И отрадно, что предприятия готовы вкладываться в их установку. Ведь системы аспирации и другие технологии пылеподавления не только позволяют вписаться в требования законодательства и повысить эффективность производства, но и, что самое главное, снизить риски для жизни и здоровья людей.

Составляющие аспирационной системы:

• оборудование для мониторинга и управления всем аспирационным комплексом;
• сложная система наружных и внутренних воздуховодов;
• одна или несколько установок для аспирации различных типов;
• коммуникации для отвода и выгрузки твёрдых отходов для последующей утилизации;
• система энергетического обеспечения комплекса.

Текст: Андрей Халбашкеев