5. Аварийная вентиляция

Большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрывопожароопасных производств и производств, связанных с использованием токсичных веществ, имеет аварийная вентиляция, представляющая собой самостоятельную вентиляционную установку. Аварийная вентиляция проектируется только вытяжной. Для компенсации вытяжки не предусматриваются приточные системы вентиляции. Этим самым исключается возможность перетока загрязненного воздуха в соседние помещения.

Требуемый воздухообмен должен быть обеспечен совместной работой систем основной (общеобменной и местной) и аварийной вентиляции. Обычно кратность воздухообмена аварийной вентиляции для различных производств приводится в отраслевых нормах проектирования. Она назначается такой, чтобы в максимально короткий срок снизить концентрации вредных веществ до ПДК. Это необходимо для того, чтобы с целью предотвращения развития аварии иметь возможность привлечь к ремонтным работам обслуживающий персонал.

Кратность аварийной вентиляции назначается высокой (10…15 1/ч), а минимальное значение ее должно составлять не менее 8 1/ч.

Время, за которое концентрация вредных веществ в помещении при аварии снизится до ПДК при включении аварийной вентиляции:

где

– отношение количества вредных веществ, выделяющихся при аварии к их количеству при нормальном процессе ;

n = / – отношение кратности аварийной вентиляции к кратности при нормальной работе.

Для автоматического включения аварийной вентиляции ее блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными или на величину ПДК (токсичные вещества) или на величину НКПВ (взрывоопасные вещества). Кроме автоматического предусматривают и ручное включение, при этом пусковые устройства выносят за пределы опасного помещения.

6. Основные особенности проектирования вентиляционных систем

Общие требования.

Для успешной работы системы вентиляции важно, чтобы еще в стадии проектирования были выполнены следующие технические и санитарно-гигиенические требования.

1. Объем притока воздуха в помещении L_np должен соответствовать объему вытяжки L_выт, разница между этими объемами не должна превышать 10-15%.

В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы один из объемов обязательно был больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества (помещение 1), объем вытяжки из этого помещения делается больше объема притока, то есть L_выт1 > L_np1, в результате чего в этом помещении создается небольшое разрежение, и безвредный воздух из помещения 2 с небольшим избыточным давлением L_выт2 < L_np2 будет подсасываться в помещение 1, не давая возможности вредным веществам попадать в помещение 2. Возможны и такие случаи организации воздухообмена, когда во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли, проникающей через различные неплотности в ограждениях, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего и создается некоторый избыток давления (Р_пом > Р_атм).

2. Приточные и вытяжные системы в помещении должны быть правильно размещены.

Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения где количество вредных выделений (или их нет вообще), а удалять, где максимальны. Так, например, при выделении избыточного тепла, газов и паров вентилирование помещение осуществляется по схеме "снизу - вверх", так как при этом используется естественное движение вредных выделений. Приточный воздух подается в рабочую зону на высоте 1,5...2 метра от уровня пола через воздухораспределительные устройства. Отработанный воздух удаляется с помощью системы воздуховодов, проложенных в верхней зоне помещения обычно в местах наибольшей концентрации вредных веществ.

При выделении в помещении пыли и тяжелых газов его вентилирование осуществляется по схеме "сверху-вниз".

Приточный воздух подается через воздухораспределяющие патрубки на высоте 4…7 м от пола и удаляется с помощью воздуховодов, проложенных в нижней зоне помещения, а иногда и под полом. При такой организации движения воздушных потоков вредные вещества перемещаются вниз, не достигая зоны дыхания работающих.

3. Система вентиляции не должна вызывать переохлаждения или перегрева работающих.

4. Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно допустимые уровни.

5. Система вентиляции должна быть пожаро- и взрывобезопасна, проста по устройству, надежна в эксплуатации и экономична.

Определение необходимого воздухообмена.

Основным показателем работы вентиляции является ее производительность – количество воздуха, удаляемого (подаваемого) в единицу времени, т.е. воздухообмен.

В соответствии с санитарными нормами все производственные и вспомогательные помещения должны вентилироваться. Необходимый воздухообмен при этом может быть определен различными методами, в зависимости от конкретных условий каждого помещения.

1. При нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ или содержании их в пределах норм воздухообмен можно определить по формуле:

L = n Lp

где

n – число работающих в одном помещении;

Lp - расход воздуха на одного работающего, принимаемый в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего.

В соответствии с действующими нормативными документами установлено минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещение на одного человека. В зависимости от наличия в помещении естественного проветривания (аэрации) это количество воздуха составляет 20...60 м³/ч. При наличии естественного проветривания и объема помещения, приходящегося на одного человека менее 20 м^З это количество воздуха должно быть не менее 30 м³/ч; при объеме помещения на одного человека более 20 м³ – не менее 20 м³/ч. При невозможности естественного проветривания помещения ³количество подаваемого воздуха должно составлять не менее 60 м³/ч на одного человека.

2. При выделении в рабочую зону вредных газов, паров или пыли воздухообмен, исходя из условия обеспечения предельно допустимых концентраций, определяют по формуле:

где

- количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами, общеобменной вентиляцией или расхододуемого на технологические нужды, м/ч;

– количество вредных веществ, выделяющихся в воздух помещения, мг/ч;

, , – концентрация вредных веществ соответственно в воздухе, удаляемом из рабочей зоны (местными отсосами, общеобменной вентиляцией и др.), уходящем из помещения и подаваемом в него, мг/м³.

В соответствии с санитарными нормами концентрация вредных веществ в воздухе, подаваемом в помещения вентиляционными установками, не должна превышать 30% от их ПДК, то есть Сп < 0,3 ПДК. Выделение вредных веществ из оборудования и их поступление в воздушную среду помещений происходит вследствие таких физических процессов, как истечение в разности давлений в оборудовании и помещении, турбулентный, молекулярный и конвективный перенос вредностей, испарение жидкостей. Вредные вещества выделяются через неплотности оборудования во время загрузки и т.п.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещения нескольких вредных веществ, не обладающих характером однонаправленного действия, количество воздуха допускается принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого воздуха наибольшего объема.

В тех же случаях, когда происходит одновременное выделение нескольких вредных веществ однонаправленного действия (например, различные кислоты, щелочи, спирты), расчет общеобменной вентиляции выполняют путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества до его предельной допустимой концентрации С, при совместном действии вредных веществ (эти концентрации С меньше нормируемых ПДК). Такими допустимыми считаются концентрации С, отвечающие формуле:

3. При интенсивном выделении в производственное помещение тепла, объем воздуха определяют из условия ассимиляции этой теплоты. При расчете по избыткам явного тепла:

где

– количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами, общеобменной вентиляцией или расходуемого на технологические нужды, м³/ч;

– избытки явного тепла в помещении, кДж/ч;

– температура воздуха, удаленного из рабочей зоны помещения местными отсосами, который используется на технологические и другие нужды, ⁰С;

– температура воздуха, подаваемого в помещение, ⁰С;

– плотность поступающего воздуха, обычно ее принимают равной 1,2 кг/м³;

– массовая удельная теплоемкость воздуха, обычно ее принимают равной 1 кДж/(кгС);

– температура воздуха, удаляемого из помещения за пределы рабочей зоны, ⁰С.

Температура воздуха, удаляемого из помещения, определяется по эмпирической формуле:

где

– температура в рабочей зоне, которая не должна превышать допустимую по нормам;

– температурный градиент по высоте помещения (t = 1...5⁰С/м);

– расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

2 – высота рабочей зоны, м.

При расчете по избыткам полного тепла:

где

- теплосодержание воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами, кДж/кг.

, – теплосодержание воздуха, подаваемого в помещение и удаляемого из него за пределы рабочей зоны, кДж/кг.

4. При наличии в помещении избыточных влаговыделений расчет необходимого воздухообмена производят по формуле:

где

– коэффициент, зависящий от высоты помещения h: если h > 5 м, то m = 0,6...О,8; если h > 3,5 метров, то m = 1;

– количество влаги, выделяющейся в помещении, г/ч;

– влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, г/м³;

– влагосодержание воздуха, поступающего в помещение, г/м³.

определяются по J - d-диаграмме.

Санитарными нормами не предусматривается допустимое влагосодержание, а указывается только относительная влажность воздуха и температура в помещении, откуда и определяются .

5. Метод определения необходимого количества подаваемого воздуха по кратности воздухообмена применяют для ориентировочных расчетов. Кратность воздухообмена – это отношение подаваемого в помещение воздуха к объему помещения, то есть он показывает, сколько раз в час обновляется воздух в помещении:

Величина кратности воздухообмена обычно находится в пределах от 1 до 10. Так, например, для залов совещаний она должна быть не менее трех.

При одновременном выделении вредных веществ, влаги и тепла за расчетный объем воздуха следует принимать наибольший из полученных в расчетах для каждого вида производственных выделений. При этом количество воздуха, подаваемого в помещение, следует определять отдельно для теплого, холодного и переходного периодов года с учетом его плотности, соответствующей нормальным условиям.