15. Очистка от пыли приточного и рециркуляционного воздуха. Масляные, ячейковые, рулонные и другие виды фильтров.

Воздушные фильтры — устройства, предназначенные для очистки от пыли приточного или рециркуляционного воздуха в приточных системах вентиляции и системах кондиционирования воздуха.

Очистка необх в случаях: 1.в общ, жил и вспом-х зд и помещ пром предприятий при соотв сан-техн обосновании 2.воздуха, подаваемого сист кондиц-я возд 3.в производств зд, когда требует технологический процесс или запылен превыш 30% от ПДК пыли в раб зоне помещ.

Сущ 3 степени очистки воздуха от пыли: 1-грубая, 2- средняя, 3- тонкая.

Фильтры по конструкции:

1. сухие пористые (рулонные волокнистые – фильтрующий материал –стекловолокно в виде рулона наматывается на катушки-барабаны; ячейковый гупчатый ФяП – предст собой плоскую коробчатую ячейку, заполненную слоем пенополиуретана, ячейки вставляются в каркас)

2. смоченные пористые (самоочищающиеся масляные – воздух проходит через две бесконечные непрерывно движущиеся сетки, смоченные маслом. Сетки проходят через масленую ванну, в кот происходит осаждение пыли; ячейковые масленые ФяР – в виде ячейки коробчатого типа, в кот последовательно расположены гафрированые металлические сетки, кот перед установкой в каркас промасливаются эф-ть 80-90%; ячейковые масленые с кольцами Рашига – состоят из отд ячеек, укрепл на каркасе, кажд ячейка предст собой металлич кассету с обоих сторон затянутую металлич сеткой, простр-во между сетками заполнено фильтр-м мат-м – мелалич или фарфоровые кольца, до уст-ки в каркас смачив-ся минеральным маслом. Эф-ть 90-95%)

3. для тонкой и сверхтонкой очистки от пыли, микроорганизмов и частиц радиоактивных аэрозолей (Фильтр ЛАЙК – коробка, внутри –рамки, которые огибаются фильтр-м материалом, помещенным между двумя сепараторами из алюминиевой фольги, эф-ть 99,9% не подлежит регенерации, перед ним воздух должен пройти 1-ю степень (грубую) очистки; Фильтр бумажный рамочный конструкции ВЦНИИОТ – уложено 6-10 слоев пористой бумаги или шелковки на поверхность поддерживающего зигзагообразного каркаса, не регенерируется, нач запыленность воздуха 1-3 мг/м³.

16. Пылеуловители для очистки вентиляционных и технологических выбросов. Классификация. Пылеосадительные камеры, циклоны, тканевые, электрические и другие виды пылеуловителей.

По назначению обеспыливающие устройства можно подразделить на пылеуловители и воздушные фильтры.

Пылеуловители — устройства, предназначенные для очистки от пыли вентиляционного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ

СУХИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

К сухим инерционным пылеуловителям относятся циклоны, струйные ротационные пылеуловители типа ротоклон и др.

Гравитационные пылеуловители. Простейшим типом пылеуловителей являются пылеосадочные камеры, относящиеся к гравитационным пылеуловителям. Их действие основано на том, что скорость потока запыленного воздуха, поступающего в камеру и расширяющегося в ней, уменьшается, вследствие чего находящиеся в нем твердые частицы осаждаются под влиянием собственного веса. простая и лабиринтовая пылеосадочные камеры.

Циклоны. Циклоны представляют собой пылеулавливающие аппараты, в которых улавливание пыли происходит в результате инерционной сепарации. Очищаемый воздух, поступая в верхнюю цилиндрическую часть циклона тангенциально и вращаясь, опускается из кольцевого пространства, образуемого корпусом циклона и выхлопной трубой, в конусную часть и, продолжая вращаться, поднимается, выходя через выхлопную трубу.

Струйные ротационные пылеуловители типа ротоклон. Ротационный пылеуловитель представляет собой вентилятор, который одновременно с перемещением воздуха очищает его от пыли. Очистка воздуха происходит под действием центробежных сил, возникающих при вращении рабочего колеса.

МОКРЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

К мокрым инерционным пылеуловителям относятся центробежные скрубберы, цикловы-промыватели, пылеуловители Вентури и др.

В циклоне-промывателе улавливание пыли происходит в результате осаждения ее на смоченную внутреннюю поверхность стенок корпуса под действием сил инерции и благодаря промывки воздуха водой, распыляемой во входном патрубке воздушным потоком.

Действие пылеуловителя Вентури (турбулентного промывателя) основано на использовании энергии газового потока для распыления впрыскиваемой воды. Газовый поток, имеющий высокую степень турбулентности, способствует коагуляции частиц. Крупные капли жидкости, содержащие частицы пыли, легко улавливаются в устанавливаемых вслед за трубой Вентури мокрых циклонах, циклонах-каплеуловителях и т. п.

ТКАНЕВЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

При применении тканевых пылеуловителей степень очистки воздуха может составлять 99% и более. При пропускании запыленного воздуха через ткань содержащаяся в нем пыль задерживается в порах фильтрующего материала или на слое пыли, накапливающейся на его поверхности.

Тканевые пылеуловители по форме фильтрующей поверхности выполняют рукавными и рамочными. В качестве фильтрующего материала применяют хлопчатобумажные ткани, фильтр-сукно, капрон, шерсть, нитрон, лавсан, стеклоткань и различные сетки.

Тканевые рукавные пылеуловители получили большое распространение для улавливания тонких и грубых фракций пыли.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

Эффективность электрического пылеуловителя зависит от свойств очищаемого газа (воздуха) и улавливаемой пыли, загрязнения пылью осадительных и корони- рующих электродов, электрических параметров пылеуловителя, скорости движения газа и равномерности его распределения в электрическом поле.

В электропылеуловителях содержащиеся в воздухе частицы пыли приобретают заряд и осаждаются на осадительных электродах. Эти процессы происходят в электрическом поле, образованном двумя электродами с разноименными зарядами. Один из электродов является одновременно и осадителем. 

17. Местная вытяжная вентиляция. Местные отсосы. Назначение и основные требования к местным отсосам, их санитарно-гигиеническое значение. Типы и конструктивное выполнение местных отсосов, применяемых для борьбы с теплотой, влагой, газами, парами и пылью.

Для борьбы с выделяющимися в воздух производственных помещений парами и газами вредных веществ, а также пылью наиболее эффективно применение локализующей вытяжной вентиляции, т. е. удаление вредных выделений от мест их образования. Удаление загрязненного воздуха от мест его сосредоточения легко осуществить при устройстве укрытий у агрегатов, являющихся источниками вредных выделений. Вытяжка из-под укрытий может быть как естественной, так и механической. Устройство локализующей, или местной, вытяжной вентиляции рекомендуется как один из наиболее экономичных и эффективных методов борьбы с вредными выделениями.

Чистый приточный воздух в этих случаях следует подавать в отдалении от источников вредных выделений, т. е. приточный воздух должен всегда подаваться в «чистую зону» вдали от мест образования вредных выделений.

Местные отсосы. Местный отсос представляет собой устройство для локализации вредных выделений у места их образования и удаления загрязненного воздуха за пределы помещения с концентрациями, более высокими, чем при общеобменной вентиляции. Это позволяет сокращать воздухообмен и тем самым снижать расходы на обработку воздуха.

Санитарно-гигиеническое значение местных отсосов заключается в том, что они не допускают проникания вредных выделений в зону дыхания работающих.

Кроме санитарно-гигиенических требований, к местным отсосам предъявляют следующие технологические требования:

а)         место образования вредных выделений должно быть укрыто настолько, насколько это позволяет технологический процесс, а открытый (рабочий) проем должен иметь минимально возможные размеры;

б)        местный отсос не должен мешать нормальной работе или снижать производительность труда;

в)         вредные выделения должны удаляться от места их образования в направлении их естественного движения — горячие газы и пары вверх, холодные тяжелые газы и пыль вниз;

г)         конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке и ремонте оборудования.

Местные отсосы по конструкции: 1) простые, вредности удаляются путем отсасывания; 2) активные, вредности поддуваются к отсосу воздушной приточной струей.

Конструктивно местные отсосы оформляют в виде разнообразных укрытий источников вредных выделений. Условно их можно разделить на три группы: полуоткрытые, открытые и полностью закрытые.

Полуоткрытый отсос представляет собой укрытие, внутри которого находится источник вредных выделений. Укрытие имеет открытый проем или отверстие. Примерами такого укрытия являются вытяжны? шкафы, вентилируемые камеры или кабины (для пульверизационной окраски, дробеструйной очистки и т. п.), витринные отсосы и фасонные укрытия у вращающихся режущих инструментов.

К местным отсосам открытого типа относятся укрытия, находящиеся за пределами источника вредных выделений — над ним или сбоку от него. Примерами таких укрытий являются вытяжные зонты, боковые, бортовые и кольцевые отсосы.

Полностью закрытые отсосы являются составной частью кожуха машины или аппарата (элеватора, мельницы, бегуна, дробилки, барабана для очистки литья и т. п.), который имеет небольшие отверстия, щели или неплотности для поступления через них воздуха из помещения.

Укрытие следует располагать по направлению распространения струи вредных выделений, используя для их захвата их собственную кинетическую энергию. В этом случае расход удаляемого воздуха будет минимальным. При проектировании местных отсосов выбор формы укрытия, его расположения относительно источника вредных выделений и объема отсоса зависит от характера технологического процесса.

В настоящее время некоторые виды технологического оборудования выпускаются со встроенными местными отсосами. Таковы, например, окрасочные и сушильные камеры, деревообрабатывающие, шлифовальные и полировальные станки.

Некоторые виды современного технологического оборудования выпускаются со встроенными местными отсосами. При работе МВВ от воздухоприемника должна обеспечиваться скорость в его живом сечении, исключающая выбивание вредностей. Отсосы не должны мешать ходу технологических процессов, рабочим. Вредности, как правило, распространяются в виде струйных течений. По мере удаления от источника они вовлекают большие кол-ва окр-его воздуха, следовательно, чем ближе расположен воздухоприемник к источнику, тем при одинаковых прочих условиях может отсасываться < кол-во воздуха. Воздух, отработавший в местном отсосе должен иметь достаточный запас энергии для преодоления сопротивлений на пути потока до выброса в атмосферу.

18. Местная механическая приточная вентиляция. Воздушные души и их типы. Температура и скорость воздуха при душировании. Стационарные и передвижные установки для душирования рабочих мест. Конструкции душирующих воздухораспределителей.

Воздушным душем называют поток воздуха, направленный на ограниченное рабочее место или непосредственно на рабочего. Особенно эффективно применение воздушных душей при тепловом облучении рабочего. В таких случаях воздушный душ устраивают на месте наиболее длительного пребывания человека, а если в работе предусмотрены кратковременные перерывы для отдыха, то и на месте отдыха. Обдувать воздухом следует верхние части туловища, как наиболее чувствительные к воздействию теплового облучения.

Скорость и температуру воздуха на рабочем месте при применении воздушных душей назначают в зависимости от интенсивности теплового облучения человека, длительности непрерывного пребывания его под облучением и температуры окружающего воздуха.

 Воздушное душирование следует предусматривать на постоянных рабочих местах с интенсивностью облучения 350 Вт/м2 [300 ккал/(ч-м2)] и более. При этом на человека можно направлять поток воздуха со скоростью о=0,5...3,5 м/с и температурой 18—24 °С в зависимости от периода1 года и интенсивности физической нагрузки.

Конструктивное выполнение воздушных душей. Воздух, выходящий из душирующего патрубка, должен омывать голову и туловище человека с равномерной скоростью и иметь одинаковую температуру.

Ось воздушного потока может быть направлена на грудь человека горизонтально или сверху под углом 45° при обеспечении на рабочем месте заданных температур и скоростей движения воздуха, а также в лицо (зону дыхания) горизонтально или сверху под углом 45° при обеспечении допустимых концентраций вредных выделений.

Расстояние от душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м при минимальном диаметре патрубка 0,3 м. Ширина рабочей площадки принимается равной 1 м.

По конструкции душирующие установки подразделяются на стационарные и передвижные.

Веерный агрегат типа ВА-1. Агрегат состоит из чугунной станины, на которой смонтирован осевой вентилятор № 5 типа МЦ с электродвигателем, обечайки с коллектором и сеткой, конфузора с направляющими лопатками и обтекателем, пневматической форсунки типа ФП-1 или ФП-2 и трубопроводов с арматурой и гибкими шлангами для подвода воды и сжатого воздуха. Агрегат изготовляется с поворотом вентилятора вокруг оси станины до 60° и подъемом ствола по вертикали на 200—600 мм.

Кроме веерных агрегатов тйпа ВА применяется поворачивающийся агрегат ПАМ.-24 в виде осевого вентилятора диаметром 800 мм с электродвигателем на одном валу. Производительность агрегата 24 000 м3/ч при дальнобойности струи 20 м. Агрегат снабжен пневматической форсункой для распыления воды в потоке воздуха.

Стационарные душирующие установки подают к душирующим патрубкам как необработанный, так и обработанный (подогретый, охлажденный и увлажненный) наружный воздух. Передвижные установки подают на рабочее место воздух помещения. В подаваемом ими воздушном потоке может распыляться вода. В этом случае капельки воды, попадая на одежду и открытые части тела человека, испаряются и вызывают дополнительное охлаждение.

Душирование фиксированных рабочих мест может осуществляться душирующими патрубками различных типов. Патрубки имеют поджатое выходное сечение, шарнирное соединение для изменения направления потока воздуха в вертикальной плоскости и поворотное устройство для изменения направления потока в горизонтальной плоскости в пределах 360°. Регулирование направления воздушного потока в патрубках осуществляется в вертикальной плоскости поворотом направляющих лопаток, а в горизонтальной плоскости при помощи поворотного устройства. Патрубки ПД могут применяться как с форсунками для пневматического распыления воды, так и без них. Патрубки должны устанавливаться на высоте 1,8—1,9 м от пола (до нижней кромки).

Расчет воздушных душей. При борьбе с тепловым облучением для систем воздушного душирования, работающих на наружном воздухе, принимаются расчетные параметры наружного воздуха категории Б, а в остальных случаях — расчетные параметры наружного воздуха категории А для теплого периода года и категории Б для холодного периода года.

Расчет душирующей установки (по методу д-ра техн. наук П. В. Участкина) сводится к определению площади сечения душирую- щего патрубка Fo из условия обеспечения нормируемых параметров воздуха на рабочем месте. Расчет проводится в следующем порядке.

19. Аэрация зданий. Области применения. Общая картина воздухообмена и циркуляции воздуха в помещениях при аэрации. Способы расчёта. Приточные и вытяжные проёмы. Аэрационные фонари, вытяжные шахты, дефлекторы. Управление аэрации.

Аэрацией называют организованный естественный воздухообмен в помещении. Ее осуществляют через специально предусмотренные регулируемые отверстия в наружных ограждениях с использованием естественных побудителей движения воздуха — гравитационных сил и ветра. Аэрация может обеспечивать весьма интенсивное проветривание помещений. В большинстве случаев аэрацию применяют совместно с механическими системами вентиляции, как правило, с местными вентиляционными установками.

Конструктивно просто решается аэрация для помещений, имеющих наружные ограждения. Применение аэрации для двух- и трехпролетных цехов возможно, хотя при этом встречаются технические трудности в ее организации. Для современных промышленных зданий, представляющих собой блок цехов, применение аэрации возможно лишь в крайних пролетах, но и здесь ограничивается растущими требованиями к чистоте выбрасываемого в атмосферу воздуха.

Нельзя применять аэрацию в цехах, в которых имеются источники выделения газов и паров вредных веществ или пыли из-за опасности отравления окружающей среды. Кроме того, естественный приток в этих цехах способствует распространению вредных выделений по объему помещения. Для таких производств рекомендуется механическая вентиляция с очисткой воздуха перед выбросом. Не применяют аэрацию и в помещениях с искусственным климатом.

В помещениях с большим числом работающих и постоянными рабочими местами, а также в помещениях со значительными влаговыделени- ями аэрацию устраивают лишь в теплый период года, т.е. при £Н>Ю°С. В холодный период года в этих помещениях следует применять приточную вентиляцию с механическим побуждением движения воздуха и соответствующей его обработкой. В помещениях со значительными тепловыделениями аэрацию можно осуществлять в течение всего года. При этом воздухообмен регулируют изменением площадей проемов для естественных притока и вытяжки.

При расчете аэрации должны рассматриваться все три задачи воздушного режима здания:

внешняя — определение располагаемых давлений, обеспечивающих естественный воздухообмен; при этом решаются вопросы расположения здания на промышленной площадке, аэродинамики здания и рассеивания удаляемых вредных веществ в окружающей среде;

краевая — определение характеристик сопротивления воздухопроницанию, составление уравнения баланса воздуха в помещении и вычисление площадей аэрационных проемов;

внутренняя — определение направления воздушных потоков в помещении, а также распределения скоростей и температур в помещении при известном расположении источников тепла, приточных и вытяжных отверстий.

Последняя задача наиболее сложна и мало изучена.

В настоящее время для расчета аэрации пользуются главным образом рекомендациями, полученными на основе опыта эксплуатации или при физическом моделировании аэрационных процессов.

К конструктивным элементам, предусматриваемым в здании для аэрации воздуха, относятся приточные проемы, а также проемы и устройства для удалейия воздуха (аэрационные фонари, дефлекторы, шахты).

Для осуществления подачи воздуха в помещение обычно иснользуют открывающуюся часть его окон. В некоторых помещениях (с большими избытками тепла) для аэрационного притока устраивают специальные отверстия 6 наружных стенах, закрывающиеся непрозрачными створками-клапанами.

Вытяжные проемы. Размещать вытяжные проемы наиболее целесообразно над источниками тепла. В зависимости от конструкции здания аэрационная вытяжка осуществляется либо через верхний ряд оконных створок, либо через проемы в аэрационных фонарях. Створки, подвешенные на горизонтальной оси (верхне- или среднеподвесные), открываются так, чтобы предотвратить попадание в помещение атмосферных осадков ( XVIII.5, е, д). В аэрационных фонарях створки могут быть подвешены и на вертикальной оси. Управление створками вытяжных и приточных проемов аналогично.

Для помещений с сильно загрязненной верхней зоной (дымовые и прочие газы, нагретый воздух и т. д.) представляет опасность «опрокидывание» вытяжки. От порыва ветра вытяжное отверстие, расположенное с наветренной стороны здания, начинает работать на приток. Струя воздуха, ворвавшаяся через это отверстие, разносит вредные выделения по помещению и загрязняет рабочую зону. Для предотвращения «опрокидывания» — явления, иногда опасного для здоровья людей, вытяжные отверстия устраивают в фонарях специальной конструкции, называемых незадуваемыми. Особенность этих фонарей состоит в том, что расположенные в них вытяжные отверстия всегда находятся в зоне разрежения, создаваемого ветром. Усиление ветра только увеличивает вытяжку через открытые проемы незадуваемых фонарей.

Вытяжные шахты, дефлекторы. Для удаления воздуха из цехов, не имеющих фонаря, в их перекрытиях устраивают вытяжные шахты с естественным побуждением движения воздуха. Конструктивное выполнение шахт зависит от назначения здания, технологии производства, а также внутренних и внешних климатических факторов. Шахты могут быть утепленными или неутепленными, квадратного или круглого сечения, могут быть снабжены зонтом или дефлектором. Через вытяжную шахту может удаляться воздух вентиляции общеобменной или местной.

В большинстве случаев одновременно с аэрацией применяется местная приточная и вытяжная вент-я, при этом они дополняют друг друга и увеличивают общий воздухообмен в помещении. В наст. время применяется 2 метода расчета: 1)метод «фиктивных давлений», 2)метод, учитывающий температурное расслоение воздуха по высоте здания и образование “тепловой подушки”. При разработке перечисленных методов используются данные из опыта эксплуатации аэрации и полученные путем моделирования. 2-ой метод разработан в 70-х ХХ века. Расчет воздухообмена: 1) по заданным t нар. и t ср. пом. определяют разность плотностей нар. и внут. воздуха 2)задаются величиной внутр. избыточного давления на полу порядка -1÷-5 Па или в центре одной из нижних фрамуг и определяют избыт.давление в центрах всех фрамуг. 3) опр-ют скорости и расходы воздуха во фрамугах и сост. баланс по расходу воздуха. 4)проверяют равенство массовых количеств прит. и удал-го воздуха; если приток по массе = вытяжке, то внутр. изб. давление принято верно, если нет задаемся др. изб. давлением и заново. При вторичном несовпадении воздушного баланса строят график зависимости расходов воздуха от изб. давления. Определение F проемов. Приточные (фрамуги окон):

= , где ξ₁-кмс приточных проемов; G-массовый расход возд., кг/с; ∆p₁ - потери давления в прит. проемах. ρ_н -плотность нар. воздуха. Вытяжные проемы (фрамуги фонаря, вытяжные шахты, дефлекторы):

= .

Шахты (прямоугольного и круглого сечения) должны быть утепл., напр. из легкого бетона, огне-влагостойкими (каркасные с заполнением пенопластом, пеностеклом). Предназначение для выброса отработ-го в сист. вентиляции воздуха в атмосферу для последующего рассеивания. Высота вытяжных шахт 0,5-1,5м над кровлей. С целью повышения эффект. работы систем естест-ой вент. вместо зонтов на выт. шахты уст-ют дефлекторы. Регулирование за счет соот-его выбора площадей ниж. и верхнего отв-ий (разный угол откр-ия фрамуг окон и фонаря) – меняет величину изб. давления и позволяет достичь желаемой схемы аэрации. Для лучшей гарантии против опрокидывания естественного воздухообмена в помещении принимают отношение F₁/F₂=1,25. Аэрация рассчитывается для неблагоприятного режима работы здания, т.е. для летнего периода. Открываемые приточные проемы в зимний и переходный периоды года должны располагаться на высоте не менее 4м от уровня пола до низа вентиляционных проемов; подач приточного воздуха летом – на высоте не менее 0,3м и не более 1,8м от пола помещения