3843

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кочев А.Г.

УТИЛИЗАЦИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ

ГАЗОИСПОЛЬЗУЮЩИХ УСТАНОВОК

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по выполнению курсовой и самостоятельной работы)

для обучающихся по заочной форме по дисциплине «Утилизация вредных выбросов газоиспользующих установок» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство профиль Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий

Нижний Новгород ННГАСУ

2016 г

2

УДК 726.5 (075.8)

Кочев А.Г. / Утилизация вредных выбросов газоиспользующих установок. [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А.Г. Кочев; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т –

Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 38 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Утилизация вредных выбросов газоиспользующих установок» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения основного и дополнительного материала дисциплины для достижения целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям, в освоении требуемого объёма знаний самостоятельной работы студентов, а также в написании курсовой работы.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся по заочной форме в ННГАСУ по дисциплине «Утилизация вредных выбросов газоиспользующих установок» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий

Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение по заочной форме в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 08.04.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий, утверждённым решением научно-технического совета (НТС) ННГАСУ от 9.06.2015г. (протокол № 2).

© А.Г. Кочев, 2016 © ННГАСУ, 2016

4

ВВЕДЕНИЕ

Цель защиты заключается в эвакуации людей за пределы аварийной зоны в начальной стадии пожара, загазованности или задымления.

Для безопасной эвакуации людей организуют следующие мероприятия: 1. конструируют противодымную защиту тамбур – шлюзов; 2. конструируют противодымную защиту незадымляемых лестничных клеток; 3. повышают степень огнестойкости систем вентиляции и их элементов; 4. конструируют системы дымоудаления из коридоров; 5. конструируют системы дымоудаления по путям эвакуации людей из здания; 6. конструируют аварийные системы вентиляции.

Каждый из этих вариантов противодымной защиты рассчитывается и конструируется в соответствии с правилами и требованиями, приведенными в СП 112.13330.2012 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности»; СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»; с учётом требований в разделах 4 и 5 СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»; в разделах 7 и 8 СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также в приложениях к СНиП и нормам пожарной безопасности.

1.Защита зданий и сооружений при пожаре и аварийных ситуациях

1.1.Противодымная защита тамбур - шлюзов

Основные требования и правила по расчету и конструированию противодымных систем тамбур – шлюзов приведены в СП 7.13130.2013, СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», в

СНиП 2.04.05-91* и в СНиП 41-01-2003.

Тамбур – шлюзы – это промежуточные помещения с герметичными дверями, предназначенные для разрыва потока воздуха или дыма, перетекающего между смежными помещениями.

Для обеспечения разрыва потока в тамбур-шлюз специальными приточными установками подаётся воздух, т.е. создаётся избыточное давление.

Если хотя бы в одном из смежных помещений существует дебаланс по воздуху, то это создает в данном помещении избыточное давление или

Если дебаланс положительный + , то в помещении будет избыточное давление + Рпом (подпор), если дебаланс отрицательный - , то в помещении будет некоторое разрежение - Рпом

5

Давление в тамбур – шлюзе должно превышать давление в помещении не менее, чем на 20 Па:

∆Рт ш Рт ш Рпом 20 Па 2

Согласно норм, изданных до 2013г., расход воздуха, подаваемый

приточной установкой в тамбур – шлюзы этих категорий помещений А и Б, должен быть не менее 250 м3/ч: !т ш 250 м#⁄ч

В СП 7.13130.2013 для помещений категорий А, Б, В, Г, Д расход приточного воздуха в тамбур – шлюзы определяется из условия скорости воздуха в открытом дверном проёме: &дв.пр. 1,3 м⁄с

Воздухозабор для приточных установок тамбур – шлюзов осуществляется снаружи здания, но для помещений литейных, термических и закалочных цехов допускается для постоянно работающих подпорных систем тамбур – шлюзов (в течение всей рабочей смены) воздухозабор осуществлять из объёма цеха.

Все основные сведения по расчёту и проектированию систем противодымной защиты (ПД) тамбур-шлюзов приведены в [2, 3 –5, 7].

Допускается для помещений категории Г, Д объединять общеобменные приточные установки с подпором в тамбур – шлюзы (но это неудобно, т.к. на всех ответвлениях в помещение в здании следует устанавливать дроссель – клапаны с электроприводами, которые автоматически закрываются при задымлении, загазованности, возникновении пожара, и воздух поступает только в тамбур – шлюз).

Данная система должна в неаварийном режиме обеспечивать расчетные расходы воздуха в тамбур – шлюз и расчетные расходы давления в 20 Па.

При возникновении аварийной ситуации все приточные и вытяжные системы здания, сконструированные до 2013 г., автоматически отключаются

ивключаются противодымные и подпорные пожарные системы.

1.2.Повышение степени огнестойкости воздуховодов и элементов

систем вентиляции

Воздуховоды противодымных и аварийных систем конструируются класса П (плотные), сварными, изготовленными из тонколистовой стали толщиной не менее 1 мм, т.е. как для систем аспирации и пневмотранспорта.

В нормативных источниках существует следующее основное требование повышения степени огнестойкости воздуховодов и элементов приточно – вытяжных систем: при выходе воздуховода приточной системы на обслуживающий этаж устанавливается огнезадерживающий клапан [2].

6

Транзитные воздуховоды приточных и вытяжных систем покрываются огнезащитными составами (ОЗС) для повышения их степени огнестойкости.

С 2009 г., согласно требований новых нормативных документов, на транзитных воздуховодах последовательно устанавливаются огнезадерживающие клапаны при пересечении с противопожарными преградами или со стенами, отделяющими пожарные отсеки.

Огнезадерживающий клапан может устанавливаться как до огнезадерживающей преграды, так и после нее.

Степень огнестойкости воздуховодов обозначают EI с цифрой степени огнестойкости в минутах, например, EI 120.

Для СРС самим изучить: Статья 27 Технического регламента п.1-10 о категориях по взрывопожароопасности помещений.

1.3.Противопожарные мероприятия на незадымляемых

лестничных клетках

Противопожарные мероприятия производятся только на незадымляемых лестничных маршах категории Н2 и Н3 (статья 40 Технического регламента).

Как было сказано выше, незадымляемые лестничные марши должны оборудоваться тамбур – шлюзами со своими подпорными системами. Но помимо этого незадымляемые лестничные марши категории Н2 и Н3 оборудуются своей самостоятельной подпорной системой. Давление в нижней части лестничной клетки должно быть ≥20 Па [2, 5]:

-л.кл. 20 Па

Если по условиям эксплуатации лестничных клеток при эвакуации людей дверь постоянно открыта, то в этом случае, подпорные системы должны обеспечивать давление на лестничной клетке при открытом дверном проеме не менее 20 Па (при закрывании двери давление не должно превысить 150 Па):

Подпорная система на лестничный марш оборудуется обратным клапаном.

7

1.4.Противодымная защита коридоров и путей эвакуации

Согласно СП 7.13130.2013 [2] обособленное применение систем приточной противодымной вентиляции без устройства соответствующих систем вытяжной противодымной вентиляции не допускается.

СП [2] п.7.2. и п.7.8. изучить при СРС.

Дымоприемное устройство оборудуется дымовым клапаном с

нормируемой степенью огнестойкости, которое автоматически открывается при включении дымового вентилятора по датчику огня или дыма.

Одно дымоприемное устройство обслуживает площадь не более 1000

м2.

Дымовые вентиляторы являются вентиляторами специального назначения. Они выпускаются радиальными (центробежными) и крышными

вентиляторами При аэродинамическом расчёте шахт дымоудаления, как правило,

считают открытым клапан на самом нижнем этаже, для более точного расчета сопротивления системы.

Массовый расход вытяжного вентилятора, G вент , кг/ч, определяют по подсосу в закрытых клапанах и по расходу дыма,:

вент подс 2 дым 3

Зона задымления считается от пола 2,5 м, поэтому дымовые клапаны ставятся не выше 2,5 м, но не ниже верхнего края двери.

По требованиям современных норм нельзя принимать фиксированную температуру воздуха и газов 300 С. Расчёты температуры газов T0к выполняют по удельным нагрузкам: gк1 - пожар с регулируемой нагрузкой ПРН и gк2 - пожар с регулируемой вентиляцией ПРВ.

Нижняя отметка дымоприёмного устройства с дымовым клапаном должна располагаться не ниже верхнего уровня двери.

8

Для повышения огнестойкости металлических воздуховодом дымовых шахт рекомендуется их покрывать огнезащитными составами.

Вентиляторы, устанавливаемые на дымовых шахтах, называются дымовыми.

При невозможности установки дымового вентилятора крышного исполнения конструируют дымовые шахты с радиальными дымовыми вентиляторами (центробежные), которые располагают в отдельном помещении с нормируемой степенью огнестойкости.

1.5.Аварийная вентиляция

Аварийная вентиляция конструируется в промышленных цехах по путям эвакуации людей за пределы цеха.

Работа дымоприёмного устройства обеспечивает на площади 1000 м2 удаление дыма или газов по путям эвакуации людей из цеха при аварии. Дымоприёмные устройства оборудуются дымовыми клапанами, которые автоматически открываются при включении вентилятора аварийной вентиляции по сигналу датчика загазованности, задымления или датчика огня.

Концентрация вредного компонента, г/м3, выбрасываемого в

Производительность аварийной вентиляции рассчитывается по количеству выбрасываемых в объем помещения вредных выделений или дыма:

9

где ρп – плотность воздуха или дыма в помещении; ρп = ρр.з. – если холодные выбросы, ρп = ρt дым. – если горячие выбросы.

1.6.Категории производств по взрывопожароопасности

По Техническому регламенту №123-ФЗ [6] производства по взрывопожароопасности делятся на 5 категорий: А, Б, В, Г, Д. СРС раздел изучается по Техническому регламенту №123-ФЗ Статью 27 п.1-п.10.

Для дополнительного образования в старых нормах НПБ 105-95 по взрывопожароопасности производства делятся на 6 категорий: А, Б, В, Г, Д, Е. Категории устанавливаются в зависимости от характеристики веществ и материалов, имеющихся в производстве.

2.Характеристики примесей в приточном и удаляемом воздухе

Вудаляемом воздухе осуществляется очистка примесей до значения предельно-допустимых выбросов (ПДВ), обеспечивающих предельнодопустимую концентрацию (ПДК) вредных компонентов приземном слое атмосферы.

Приточный воздух следует очищать от примесей, если концентрация вредных компонентов превышает 30 % ПДК в рабочей зоне помещения:

Наиболее распространенными видами примесей в приточно-вытяжном воздухе являются пыль, дым и туманы.

Аэрозолью называют смесь взвешенных газообразных, жидких или твердых частиц в объеме воздуха.

Пыль – это аэрозоль, состоящий из взвешенных частиц размером b = 0,0002 ÷ 500 мкм. Это самый распространенный вид примеси в приточном и вытяжном воздухе.

Дым – это аэрозоль, состоящий из продуктов сгорания жидкого, твердого или газообразного топлива с размером частиц b = 0,001 ÷ 1 мкм.

Туман – это аэрозоль, состоящий из взвешенных капель различных компонентов с размером частиц b = 0,01 ÷ 10 мкм.

Вразличных источниках существуют более полные определения примесей в приточном и вытяжном воздухе.

Наиболее существенной характеристикой примеси является дисперсный состав.

Дисперсностью называют фракционный ряд размеров компонентов, заданных в натуральных единицах (в мкм), в процентах, либо функцией распределения.

Существуют несколько классификаций пыли. Наиболее распространенной является классификация по крупности пыли.

У пыли также существует классификации по слипаемости; по смачиваемости; по взрывопожароопасности; по электрическим и диэлектрическим свойствам; по токсичности (вредности).

10

3. Классификация обеспыливающих аппаратов по назначению

Эта классификация была введена для удобства определения назначения пылеулавливающего аппарата.

Принято называть пылеуловителями (ПУ) аппараты, предназначенные для очистки удаляемого (отработанного) воздуха.

Фильтрами называют обеспыливающие устройства, предназначенные для очистки приточного воздуха помещения.

ПУ по принципу действия имеют следующую классификацию:

I. Гравитационные ПУ. Предназначены для грубой очистки удаляемого воздуха за счет действия сил тяжести при резком снижении скорости движения запыленного потока воздуха. Эти ПУ представляют собой внезапное расширение в системе, из-за чего происходит резкое падение скорости и выпадение частиц из потока под действием сил тяжести.

II. Инерционные ПУ. Принцип действия основан на сепарации частиц из воздушного потока (отделении) под действием сил инерции при резком изменении направления движения воздушного потока. В зависимости от конструктивных особенностей инерционные ПУ бывают грубой, средней, тонкой степени очистки.

III. ПУ контактного действия. Очищают воздух от примесей за счет фильтрации его через материалы или пористые элементы. Очистка воздуха осуществляется за счет механического удерживания частиц примеси в ажурной структуре материала или пористых элементов. Именно к этому классу ПУ относятся аппараты для очистки воздуха, которые в настоящее время называют фильтрами.

Особую группу контактных ПУ составляют мокрые ПУ. В мокрых ПУ очистка воздуха осуществляется не только за счет промывки водой воздушного потока, но и комбинированным способом.

IV. Электрические ПУ. Принцип действия основан на свойстве поляризации примеси в мощном магнитном поле.

3.1.Классификация фильтров

Существует несколько классификаций фильтров приточных и вытяжных систем. ГОСТ Р 51251-99 «Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка» [10] изучить при СРС.

Основные характеристики фильтров

Согласно ГОСТ [10] введём следующие основные понятия:

2)Удельная воздушная нагрузка или удельный расход через 1 м2 рабочей поверхности фильтра, м3/(ч·м2):