Jak właściwie dobrać przemysłowe odciągi miejscowe?

Odciągi miejscowe znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, między innymi w spawalniach, odlewniach, szlifierniach, laboratoriach, zakładach chemicznych oraz wszędzie tam, gdzie podczas procesu technologicznego powstają pyły, dymy spawalnicze, mgła olejowa, opary chemiczne lub nadmiar ciepła. Odpowiednio zaprojektowana instalacja pozwala nie tylko poprawić warunki pracy, ale również ograniczyć zużycie energii oraz wydłużyć żywotność urządzeń produkcyjnych.

Projektowanie odciągów miejscowych wymaga określenia rodzaju zanieczyszczeń, ich temperatury, sposobu rozprzestrzeniania się oraz wymaganej wydajności powietrza. Dopiero na podstawie tych danych możliwe jest dobranie odpowiedniego okapu przemysłowego, ramienia odciągowego lub stołu odciągowego.

Czym są odciągi miejscowe?

Odciągi miejscowe to jeden z najskuteczniejszych sposobów usuwania pyłów, dymów, gazów, oparów oraz gorącego powietrza bezpośrednio u źródła ich powstawania. W przeciwieństwie do wentylacji ogólnej nie rozcieńczają zanieczyszczeń w całym pomieszczeniu, lecz przechwytują je natychmiast po emisji. Dzięki temu znacząco poprawiają bezpieczeństwo pracy, ograniczają narażenie pracowników na substancje szkodliwe oraz zwiększają skuteczność całego systemu wentylacji przemysłowej.

Gdzie stosuje się odciągi miejscowe?

Odciągi miejscowe wykorzystywane są wszędzie tam, gdzie szkodliwe substancje powstają w określonym miejscu i mogą zostać przechwycone bezpośrednio u źródła emisji.

Najczęściej stosuje się je w:

• Spawalniach
• Szlifierniach
• Odlewniach
• Kuźniach
• Laboratoriach
• Lakierniach
• Zakładach produkcyjnych i chemicznych
• Stanowiskach lutowniczych
• Procesach cięcia laserowego i plazmowego
• Piecach przemysłowych
• Stanowiskach obróbki cieplnej

W porównaniu z wentylacją ogólną odciągi miejscowe wymagają znacznie mniejszych wydajności powietrza, ponieważ usuwają zanieczyszczenia jeszcze przed ich rozprzestrzenieniem się po hali produkcyjnej.

Rodzaje odciągów miejscowych

Dobór odpowiedniego spawalniczego odciągu stanowiskowego zależy przede wszystkim od rodzaju procesu produkcyjnego, temperatury medium oraz sposobu rozchodzenia się zanieczyszczeń. W praktyce przemysłowej najczęściej stosuje się trzy podstawowe rozwiązania.

Okapy przemysłowe

Okapy przemysłowe przeznaczone są do przechwytywania gorących gazów, dymów oraz ciepłego powietrza unoszącego się w sposób naturalny na skutek konwekcji. Montowane są nad źródłem emisji i wykorzystują naturalny kierunek unoszenia się zanieczyszczeń.

Najczęściej znajdują zastosowanie nad:

• Piecami przemysłowymi
• Piecami odlewniczymi
• Wannami galwanicznymi
• Liniami hartowania
• Stanowiskami obróbki cieplnej

Największą skuteczność uzyskuje się wtedy, gdy okap zostanie umieszczony możliwie blisko źródła emisji, jednocześnie nie utrudniając pracy operatora.

Ramiona odciągowe

Ramiona odciągowe należą do najbardziej uniwersalnych odciągów miejscowych stosowanych w wentylacji przemysłowej. Dzięki przegubowej konstrukcji operator może łatwo ustawić ssawkę dokładnie nad miejscem powstawania dymów lub gazów.

Ramiona odciągowe wykorzystywane są przede wszystkim podczas:

• Spawania metodą MIG/MAG
• Spawania TIG
• Lutowania
• Szlifowania
• Cięcia termicznego
• Niewielkich procesów chemicznych

Ich skuteczność zależy przede wszystkim od odległości ssawki od źródła emisji. Nawet niewielkie odsunięcie ramienia może znacząco obniżyć efektywność przechwytywania zanieczyszczeń.

Stoły odciągowe

Stoły odciągowe stanowią połączenie stanowiska roboczego z lokalnym systemem wentylacji. Powietrze zasysane jest przez perforowany blat lub przez tylną ścianę stołu, dzięki czemu pyły i dymy usuwane są bezpośrednio podczas wykonywania pracy.

Rozwiązanie to znajduje zastosowanie podczas:

• Spawania
• Szlifowania
• Cięcia
• Polerowania
• Obróbki metali
• Lutowania

Stoły odciągowe zapewniają wysoką skuteczność oczyszczania powietrza oraz znacząco poprawiają ergonomię stanowiska pracy.

Najważniejsze elementy systemu odciągowego

Skuteczność odciągu miejscowego zależy nie tylko od rodzaju zastosowanej ssawki, ale również od prawidłowego doboru wszystkich elementów instalacji wentylacyjnej.

Wentylatory przemysłowe

Wentylator odpowiada za wytworzenie odpowiedniego podciśnienia oraz transport zanieczyszczonego powietrza przez całą instalację. Dobór urządzenia powinien uwzględniać wymaganą wydajność, całkowite straty ciśnienia oraz charakter transportowanego medium.

W przypadku gorących gazów i dymów często stosuje się wysokotemperaturowe wentylatory przemysłowe, których silnik znajduje się poza strumieniem transportowanego powietrza.

Kanały wentylacyjne

Kanały wentylacyjne transportują zanieczyszczone powietrze od odciągu miejscowego do urządzenia filtracyjnego lub wentylatora.

Najczęściej wykonywane są z:

• Rur spiralnie zwijanych ze stali ocynkowanej
• Stali kwasoodpornej
• Stali nierdzewnej
• Przewodów elastycznych stosowanych jako krótkie przyłącza

Podczas projektowania należy ograniczać liczbę kolan oraz gwałtownych zmian kierunku przepływu, ponieważ zwiększają one opory instalacji.

Filtry i separatory iskier

W wielu procesach technologicznych samo odprowadzenie powietrza nie jest wystarczające. Konieczne jest wcześniejsze oddzielenie pyłów, iskier lub cząstek stałych.

W zależności od rodzaju procesu stosuje się:

• Filtry kasetowe
• Filtry patronowe
• Filtry workowe
• Separatory iskier
• Cyklony przemysłowe

Ich zadaniem jest ochrona wentylatora, wydłużenie żywotności instalacji oraz zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego.

Dlaczego warto stosować odciągi miejscowe?

Prawidłowo zaprojektowany odciąg miejscowy przynosi szereg korzyści zarówno dla pracowników, jak i dla przedsiębiorstwa.

Najważniejsze zalety to:

• Skuteczne usuwanie pyłów i gazów, dymów oraz oparów bezpośrednio u źródła
• Poprawa jakości powietrza w hali produkcyjnej
• Zmniejszenie narażenia pracowników na substancje niebezpieczne
• Poprawa komfortu i bezpieczeństwa pracy
• Ograniczenie osadzania się pyłów na maszynach
• Wydłużenie żywotności urządzeń produkcyjnych
• Zmniejszenie kosztów eksploatacji całego systemu wentylacyjnego

Dobór odpowiedniej wydajności odciągu oraz prawidłowe zaprojektowanie instalacji mają bezpośredni wpływ na skuteczność usuwania zanieczyszczeń i efektywność całego procesu technologicznego.

Dobór wentylatora do instalacji spawalniczej

Wentylator powinien zostać dobrany dopiero po obliczeniu całkowitych strat ciśnienia instalacji. Uwzględnia się przy tym opory występujące na wszystkich elementach systemu:

• Kanałach wentylacyjnych
• Kolanach
• Trójnikach
• Przepustnicach
• Elastycznych przewodach
• Filtrach
• Separatorach iskier
• Urządzeniach końcowych

Dopiero suma wszystkich oporów pozwala określić wymagany spręż wentylatora.

Prawidłowo dobrany wentylator zapewnia stabilną pracę instalacji, odpowiednią wydajność odciągu spawalniczego oraz możliwie najniższe zużycie energii elektrycznej.

Obliczenia całkowitego wydatku okapów przemysłowych

Wydatek powietrza (strumień objętości) odciąganego znad pieca odlewniczego oblicza się najczęściej metodą bilansu cieplnego. Wymagany strumień zależy od ilości ciepła oddawanego przez piec do otoczenia, co determinuje wielkość unoszącego się strumienia konwekcyjnego.

Niezbędne dane wejściowe:

Qj -całkowity strumień ciepła jawnego emitowanego przez piec odlewniczy [W]

h- odległość dolnej krawędzi okapu od zwierciadła ciekłego metalu / górnej krawędzi pieca [m]

Aok- powierzchnia wlotowa okapu wyciągowego [m²]

P – obwód okapu [m]

Określenie średnicy hydraulicznej źródła ciepła

Wzór na średnicę hydrauliczną pieca:

Obliczenie strumienia konwekcyjnego

Ilość powietrza unoszącego się grawitacyjnie znad pieca można wyznaczyć z zależności:

Obliczenie całkowitego wydatku powietrza

Aby okap skutecznie porywał zanieczyszczenia i ciepło, strumień musi uwzględniać nieszczelności i ruchy powietrza w hali. Całkowity wydatek oblicza się, jako:gdzie: (a) o współczynnik rezerwowy (zależny od typu pieca i stopnia osłony stanowiska: wynosi od 1,1 dla okapów zabudowanych do 1,5-2,0 w przypadku okapów otwartych w strefach przeciągów.

Obliczenia wydatku powietrza ramion odciągowych

Projektowanie odciągu miejscowego u źródła za pomocą samonośnego ramienia to najskuteczniejszy sposób na usuwanie ciepłych dymów spawalniczych i procesowych. Kluczem do sukcesu jest wykorzystanie naturalnego unoszenia się ciepłego powietrza (konwekcji) oraz właściwy dobór parametrów technicznych.

Aby poprawnie zaprojektować odciąg stanowiskowy z ramieniem ssącym, należy obliczyć dwa kluczowe parametry: wydatek powietrza (V) oraz straty ciśnienia (Δ p), które pozwolą dobrać odpowiedni wentylator.

Obliczanie wydatku powietrza

Wydatek powietrza zależy od wymaganej prędkości porywania (skutecznej na granicy strefy emisji) oraz odległości ssawki od źródła dymu. Stosuje się tzw. wzór DallaValle:

Dobór średnicy ramienia odciągowego (prędkość w przewodzie)

Prędkość powietrza wewnątrz ramienia odciągowego musi być na tyle wysoka, aby pyły nie osadzały się w przewodzie, ale nie za wysoka, by nie generować potężnego hałasu i oporów. Dla dymów spawalniczych optymalny zakres to 12 do 18 m/s.

Średnicę obliczamy ze wzoru na ciągłość strumienia:Ramię Odciągowe Pyłowo Gazowe RPG

Ramię odciągowe RPG to wszechstronne urządzenie o przegubowej konstrukcji, przeznaczone do precyzyjnego i miejscowego usuwania dymów, pyłów oraz gazów bezpośrednio u źródła emisji.

Obliczanie niezbędnego strumienia objętości powietrza dla stołu odciągowego

Projektowanie odciągu ciepłych dymów ze stołu odciągowego opiera się na wyznaczeniu strumienia objętości powietrza niezbędnego do zrównoważenia siły wyporu termicznego i przechwycenia zanieczyszczeń u źródła.

Wymagany strumień objętości powietrza

Kluczowy wzór do obliczenia wydajności odciągu wynosi:

Dobór prędkości porywania

Dla ciepłych dymów spawalniczych i procesów termicznych wartość ta musi być wyższa niż w przypadku chłodnych pyłów ze względu na unoszenie konwekcyjne:Stół Spawalniczy z Wyciągiem SZW

Stół spawalniczy służy do wychwytywania i usuwania pyłów i gazów powstających przy szlifowaniu ręczną szlifierką lub pracach spawalniczo – ślusarskich. Stół może współpracować z wentylatorem wyciągowym lub z urządzeniem filtrowentylacyjnym.

Najczęstsze błędy przy projektowaniu odciągów miejscowych

Skuteczność odciągu miejscowego zależy nie tylko od wydajności wentylatora, ale przede wszystkim od właściwego zaprojektowania całego układu. Nawet niewielkie błędy mogą znacząco obniżyć efektywność przechwytywania zanieczyszczeń, zwiększyć zużycie energii oraz skrócić żywotność instalacji.

Zbyt duża odległość odciągu od źródła emisji

Jednym z najczęściej popełnianych błędów jest umieszczenie okapu lub ssawki zbyt daleko od miejsca powstawania zanieczyszczeń. Wraz ze wzrostem odległości gwałtownie maleje skuteczność przechwytywania pyłów, dymów i oparów, co wymusza stosowanie znacznie większych wydajności powietrza.

Dlatego odciąg miejscowy powinien być projektowany możliwie najbliżej źródła emisji, jednocześnie nie ograniczając dostępu operatora do stanowiska pracy.

Nieprawidłowy kierunek zasysania powietrza

Skuteczność odciągu zależy również od kierunku przepływu powietrza. Strumień zasysający powinien przechwytywać zanieczyszczenia zgodnie z ich naturalnym kierunkiem przemieszczania się.

Przykładowo gorące gazy i dymy unoszą się ku górze, dlatego najlepiej przechwytują je okapy przemysłowe montowane nad źródłem emisji. Natomiast podczas szlifowania lub cięcia pyły wyrzucane są poziomo, dlatego znacznie lepiej sprawdzają się ramiona odciągowe lub stoły odciągowe.

Nieprawidłowy dobór prędkości przechwytywania

Przyjęcie zbyt małej prędkości powoduje wydostawanie się zanieczyszczeń do hali produkcyjnej. Z kolei zbyt duża prędkość zwiększa zużycie energii, powoduje hałas oraz może zakłócać przebieg procesu technologicznego.

Dobór prędkości powinien być uzależniony od rodzaju zanieczyszczeń oraz ich energii kinetycznej.

Zbyt mała prędkość transportowa w kanałach

W instalacjach transportujących pyły bardzo ważne jest utrzymanie odpowiedniej prędkości przepływu w kanałach wentylacyjnych.

Zbyt mała prędkość prowadzi do:

• Odkładania się pyłów
• Zmniejszenia średnicy przepływu
• Wzrostu oporów instalacji
• Częstych awarii

W przypadku ciężkich pyłów oraz wiórów metalowych należy stosować odpowiednio wyższe prędkości transportowe.

Nieprawidłowy dobór średnicy kanałów

Dobór średnicy przewodów wyłącznie na podstawie dostępnego miejsca montażowego jest częstym błędem projektowym.

Zbyt mała średnica powoduje wzrost prędkości przepływu i strat ciśnienia, natomiast zbyt duża może prowadzić do osadzania się pyłów wewnątrz instalacji.

Średnice kanałów powinny zawsze wynikać z wcześniej obliczonej wydajności oraz zalecanej prędkości transportowej.

Nieuwzględnienie strat ciśnienia

Podczas doboru wentylatora należy uwzględnić opory wszystkich elementów instalacji.

Do całkowitego spadku ciśnienia zalicza się między innymi:

• Kanały wentylacyjne
• Kolana
• Trójniki
• Przepustnice
• Filtry
• Separatory iskier
• Tłumiki hałasu
• Elastyczne przewody

Pominięcie nawet jednego z tych elementów może skutkować doborem wentylatora o zbyt małym sprężu.

Brak powietrza kompensacyjnego

Każda instalacja wyciągowa usuwa z pomieszczenia znaczne ilości powietrza. Jeżeli nie zostanie zapewniony odpowiedni nawiew, w hali powstaje nadmierne podciśnienie.

Może to powodować:

• Spadek wydajności odciągów
• Problemy z otwieraniem drzwi
• Zasysanie zimnego powietrza przez nieszczelności
• Pogorszenie komfortu pracy

Dlatego projekt odciągu miejscowego powinien zawsze uwzględniać odpowiedni system nawiewny.

Odciągi miejscowe firmy Mastervent

Skuteczność instalacji wentylacji miejscowej zależy zarówno od poprawnego projektu, jak i jakości zastosowanych urządzeń. Firma Mastervent oferuje kompleksowe rozwiązania przeznaczone do usuwania pyłów, dymów spawalniczych, gazów oraz oparów technologicznych bezpośrednio u źródła ich powstawania.

Oferta obejmuje między innymi:

• Ramiona odciągowe do stanowisk spawalniczych i szlifierskich
• Okapy przemysłowe do odciągu gorących gazów i oparów
• Stoły odciągowe do spawania, szlifowania i cięcia
• Wentylatory promieniowe
• Kanały wentylacyjne oraz kształtki instalacyjne
• Filtry i odpylacze przemysłowe
• Przewody elastyczne do wentylacji przemysłowej

Mastervent projektuje zarówno pojedyncze stanowiska odciągowe, jak i rozbudowane instalacje centralnego odciągu dla spawalni, szlifierni, laboratoriów oraz zakładów przemysłowych. Każdy system dobierany jest indywidualnie z uwzględnieniem rodzaju procesu technologicznego, wymaganej wydajności oraz oporów przepływu całej instalacji.

Podsumowanie

Odciągi miejscowe należą do najskuteczniejszych systemów ochrony stanowisk pracy przed pyłami, dymami i oparami technologicznymi. Ich skuteczność zależy od prawidłowego doboru rodzaju odciągu, wydajności powietrza, prędkości przechwytywania oraz odpowiedniego zaprojektowania całej instalacji wentylacyjnej.

Uwzględnienie strat ciśnienia, właściwej prędkości przepływu w kanałach oraz odpowiedniego systemu nawiewnego pozwala uzyskać wysoką skuteczność usuwania zanieczyszczeń przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów eksploatacyjnych. Dzięki temu odciągi miejscowe znajdują zastosowanie w niemal każdej gałęzi przemysłu, poprawiając bezpieczeństwo pracy, jakość powietrza oraz niezawodność procesów technologicznych. Oferowane przez nas odciągi stanowiskowe oraz doradztwo techniczne zapewniają bezpieczeństwo i komfort pracy, a także czyste powietrze bez zapylenia w środowisku pracy.