4.2.4 Отопление

Промышленное здание служит в весьма специфичных условиях. В корпусе горячей прокатки ввиду значительных тепло избытков создается высокая удельная тепло напряженность, и отопление используется только на пультах управления и бытовых помещениях. Все ворота, во избежание попадания в помещение наружного воздуха оборудованы воздушными и тепловыми завесами. Вредными для организма являются тепло избыток, газы и пыль. Для ассимиляции тепло избытка предусмотрена аэрация. Кроме того для создания улучшенных условий на фиксированных местах предусмотрено воздушное душирование и кондиционирование воздуха.

4.2.5 Заземление металлических нетоковедущих частей оборудования и электроуста-новок

Электрическая энергия на предприятиях широко используется для осущест-вления технологических процессов. Все электроустановки должны соответство­вать нормам: ГОСТ 12.1.019-00 ССБТ «Электробезопасность. Общие требования»; ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ «Электробезопасность. Защитное заземление» ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикос­новений и токов»[18].

В соответствии с требованиями правил устройства электроустановок (ПУЭ) для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции все металлические нетоковедущие части электроустановок (вентиляторы, шкафы управления и др.) заземлены.

Заземлены следующие элементы: корпус печи, площадки обслуживания, газопроводы, продувочные и сбросные свечи газопроводов, блоки розжига горелок. Заземление выполнено на существующие контуры заземления.

4.2.6 Расчёт аэрации на участке нагревательных печей

Аэрация зданий осуществляется с помощью аэрационных фонарей, установленных на крыше здания и имеющих проёмы для выхода воздуха. Для организации притока воздуха в помещение в стенах зданий устанавливают приточные проёмы, расположенные на двух уровнях: на высоте до 2м – для тёплого периода года и на высоте более 4м – для переходного и холодного периодов. Кроме того, в качестве приточных проёмов могут использоваться технологические проёмы и ворота. Естественный воздухообмен происходит вследствие того, что в помещениях с избытками тепла воздух нагревается и поднимается вверх, выходя через створки аэрационного фонаря. Взамен уходящего нагретого воздуха в помещение через приточные проёмы поступает более плотный (холодный) наружный воздух. Такая циркуляция осуществляется за счёт избытков тепла, выделяющегося в помещение. Однако кроме тепла на воздухообмен в цехе может оказывать влияние и ветер. Действие ветра сводится к тому, что на наветренной стороне здания появляется избыточное давление (подпор), а на подветренной – разряжение. В зависимости от скорости ветра (и его направления) подпор может уменьшить воздухообмен через створки фонаря с наветренной стороны до нуля или сделать его отрицательным. Ветровой поток начнёт проникать внутрь помещения, препятствуя выходу нагретого воздуха - происходит задувание фонаря. Для исключения этого явления фонари снабжаются ветрозащитными щитами, которые практически полностью устраняют ветровое воздействие.

Результатом расчёта аэрационного фонаря является определение воздухообмена, необходимого для ассимиляции избытков явного тепла при заданных (допустимых) значениях параметров микроклимата рабочей зоны, а также определение площади приточных и вытяжных проёмов. Если в помещении кроме тепла выделяются пары воды и вредные вещества, то определяется количество приточного воздуха, необходимое для их ассимиляции. Исходные данные указаны в таблице 4.7.

Таблица 4.4 – Расчётные параметры

Длина участка нагрева- тельных печей L, м	Ширина участка нагрева- тельных печей B, м	Высота участка нагрева- тельных печей H, м	Тепловы- деления нагрева- тельных печей Q, ккал/ч	Выделе- ние вред- ных ве- ществ (СО), г/ч	Количес- тво возду- ха удаляе- мого местными отсосами Gм, кг/ч	Темпера- тура на- ружного воздуха tн, 0С	Класс условий труда, степень вреднос- ти, опас- ности	Темпе- ратура рабочей зоны tр.з., 0С
74	54	13	1,6×106	3,2×103	50000	18	3.2	25

Расчёт аэрации участка нагревательных печей произведём для самого неблагоприятного периода года (летнего) начиная с выбора аэрационного фонаря, берём фонарь типа ЛенПСП. Фонарь типа ЛенПСП – разновидность П – образного фонаря с ветрозащитными вертикальными и горизонтальными щитами. Проём фонаря перекрывается подвижными жалюзими. Проекция створок жалюзей на горизонтальный щит не должна превышать 0,3 его ширины, так как в противном случае возможно уменьшение производительности.

По таблице 2 приложения 1 [19] определяем значения коэффициента m для цехов с печами m = 5. По таблице 1 и 2 приложения 2 определяем значения коэффициентов расхода задаваясь конструкцией приточных проёмов и фонаря: µ_пр. = 0,41; µ_выт. = 0,41. Определим температуру уходящего воздуха, а также плотность по формуле [19]:

t_ух. = ;

t_ух. = = 32 ⁰С;

= ;

= = 1,15 кг/м³

= ;

= = 1,21 кг/м³.

Определим количество воздуха G_выт. и G_пр. по формулам:

G_выт. = ,

где c = 1,0 кДж/кг × град – теплоёмкость воздуха;

G_пр. = + G_м .

При этом необходимо перевести ккал в кДж. Для этого необходимо количество тепловыделений (Q) умножить на 4,2 и тогда получаем выражение:

Q = 1,6×10⁶×4,2 = 6,72×10⁶ Дж.

G_выт. = = 4,5×10⁵ Дж ;

G_пр. = + 5×10⁴ = 5,0×10⁵ Дж .

Определяем площади приточных и вытяжных проёмов. Для этого примем, что середина

приточных отверстий располагается на высоте 1м от уровня пола, а ориентировочная высота фонаря h ≈ 2м, и найдём h_н и h_в:

h_нв = 13 ̶ 1 + 0,5 × 2 = 13м;

h_н = h_в = 0,5 h_нв = 6,5м.

Рассчитываем площади приточных и вытяжных проёмов по формулам:

F_пр. = ;

F_ух. = ;

F_пр. = ≈ 78 м²;

F_выт. = ≈ 72 м²;

Определим ширину горловины фонаря А. Для этого находим тепловой напор:

;

≈ 3,8 Па.

По графику приложения 3 находим скорость воздуха в горловине фонаря V = 0,9 м/с. Поскольку график построен для = 1,2 кг/м³, то по формуле:

;

м/с.

Принимая длину фонаря как, м:

L_ф. = F_выт. : 2h;

L_ф. = 72 : (2×2) = 18 м.

Вычислим ширину горловины фонаря А по формуле:

;

≈ 7 м.

Размеры фонаря по ветрозащитным щитам будет составлять 7м < 54м, то есть фонарь может быть смонтирован на крыше участка нагревательных печей. Зная все размеры аэрационного фонаря , выполним рисунок фонаря типа ЛенПСП

i = 1:10

а

2,7 а

2

б б

2,5 7

а

2,7 а

2

б б

2,5 7

в

в

а) вертикальные ветрозащитные щиты; б) горизонтальные ветрозащитные щиты;

в) подвижные жалюзи

Рисунок 4.1 - Схема фонаря типа ЛенПСП

Определяем количество воздуха, необходимого для ассимиляции СО. Допустимая концентрации СО в воздухе рабочей зоны = 20 мг/м³, концентрация СО в приточном воздухе С_пр. = 3 мг/м³.

,

где С_пр. и С_рз.- концентрации этих веществ в воздухе рабочей зоны и в приточном воздухе (ГОСТ 12.1.005-76).

Тогда для найденных воздухообменов по теплу найдём концентрацию С_рз. СО для летнего периода:

мг/м³.

Вывод: получили, что < , то есть в летний период года количество воздуха, рассчитанное по ассимиляции тепла, достаточно для ассимиляции вредных веществ.