Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция. Учебное пособие.pdf
– есть возможность влиять на физические свойства: подогревать или
охлаждать воздушный поток, понижать или повышать уровень влажности;
– позволяет производить забор воздуха из определённого необходимого
места;
– возможность осуществлять подвод воздуха непосредственно на рабочие
места или отводить с последующей фильтрацией.
Обязательное условие на производстве – это очищение загрязнённого
воздуха из помещений. Это контролируют природоохранные организации.
Механическую систему в зависимости от целей, конструкции и
поставленных перед ней задач различают:
– вытяжная;
– приточная;
– приточно-вытяжная.
В производственных местах воздушную систему подбирают исходя из
нужд и специфики места эксплуатации.
Приточная вентиляция на производстве предназначена для снабжения
производственных помещений чистым воздухом. Её устанавливают в местах с
повышенными рабочими температурами и небольшой концентрацией вредных
веществ. Нечистый воздух удаляют через отводы естественной вентиляции
(вентиляционные шахты, фрамуги), который подпирается дополнительно
воздушным потоком приточной вентиляции.
По типу устройства различают следующие приточные установки:
– наборная: устройства требуют специальных навыков установки;
относительно недорогие в цене;
– моноблочная: данные устройства простые в эксплуатации и
обслуживании, но имеют достаточно большую стоимость. При монтаже
закрепляют основной блок, к которому подводят воздуховоды и подключают
электрическое питание.
91
С помощью приточной вентиляции возможно влиять на воздушную среду
в помещениях и подвергать необходимой обработке: осушить, нагреть,
увлажнить в зависимости от типа производства.
Вытяжная вентиляция на производстве выполняет противоположные
приточной вентиляции функции. Вытяжная система вентиляции
производственных помещений обеспечивает отвод воздуха. В зависимости от
распространённости по помещению различают вытяжные вентиляции:
– местная: предназначена для удаления воздуха из определённых рабочих
мест. Приток свежего воздуха в этих случаях поступает методом
инфильтрации, т. е. просачиванием через фрамуги, окна, неплотности.
– общеобменная: перемещение воздуха охватывает объём всего
помещения.
Приточно-вытяжная вентиляция в производственных помещениях должна
обеспечивать их свежими воздушными потоками и удалять отработанный
загрязнённый воздух. Этот вид системы более распространён на производствах
с повышенными требованиями к воздухообмену. Устройства поступления
свежего воздуха размещают со стороны обслуживания оборудования, чтобы
тёплые пары или вредные вещества не попадали на рабочий персонал.
Аварийная вентиляция на производствах. Такой вид вентиляции является
самостоятельной установкой, которая необходима для обеспечения безопасных
условий труда на производстве с вероятностью выброса опасных и вредных
веществ. Устройство аварийной системы работает только на вытяжку. Она
необходима для избежания попадания загрязнённого воздуха в разные места.
2.2 Требования к системам промышленной вентиляции
Требования к системам промышленной вентиляции регулируются
специальными санитарными нормами (СНиП). Основные положения:
1. Сама система не должна стать причиной загрязнения, т. е. необходимо
вовремя заменять старые или требующие замены устройства.
92
2. Монтаж в промышленных местах должен производиться в любом
производстве, независимо от количества работников и загрязнённости. Это
необходимо для безопасности при возникновении пожара или аварии для
возможности очистки воздуха требуемых мест.
3. Шум вентиляционной установки должен соответствовать нормам и не
усиливать шум от производства.
4. С преобладанием загрязнения воздушной среды количество
вытягиваемого воздуха должно быть больше приточного. Если место чистое, то
ситуация противоположная, т. е. приток больше, а вытяжка меньше. Это
необходимо для избежания попадания загрязнённого воздушного потока в
находящиеся рядом с этими местами, т. е. чтобы меньше распространялось. В
остальных случаях, которых большинство, необходимо соблюдать баланс
удаления и притока воздушной среды.
5. По норме необходимо 30 м
3
/ч на одного человека свежего воздуха.
6. Количество входящего чистого воздуха на одного человека должно
быть в требуемом нормативном объёме. Расчётами устанавливают объём и
скорость подачи воздушного потока. Учитывают факторы: избыточное
количество тепла, влажность, загрязнённость среды. Если наблюдаются
несколько или все перечисленные факторы, то рассчитывают количество
притока по большей величине.
7. Вид и устройство системы на каждом производстве регулирует СНиП.
Можно устанавливать любую систему, если проектирование выполнено с
соблюдением норм и законов.
2.3 Особенности проектирования систем промышленной вентиляции
Перед расчётом вентиляции необходимо определить основные условия
помещений: площадь, количество помещений, тип используемого
оборудования. Учитывают климатические особенности местности, в которой
находится производственное предприятие. Необходимо учитывать целевое
93
назначение помещений, например, если это цех по производству пластика, то
мощность вытяжного оборудования должна быть достаточно высокой. Данные
для расчёта вентиляции:
– площадь вентиляционных отверстий;
– сечения исходящего и входящего воздушных каналов;
– кратность воздухообмена;
– предполагаемая мощность оборудования;
– количество материалов, необходимых для создания системы.
Особенности конструктивного устройства систем промышленной
вентиляции. Монтаж промышленных вентиляционных систем подразумевает
использование специализированного оборудования. Основные компоненты:
1. Вентиляционные каналы – это специальные трубы, размер и сечение
которых зависит от количества воздуха за единицу времени. От правильного
проектирования каналов зависит эффективность работы всей системы, так как
именно по ним воздух транспортируется по объекту. Каналы могут быть
изготовлены из алюминия, пластика, метала.
2. Вентиляторы – это основной компонент любой системы циркуляции, т.
е. круговорота, воздуха. Они задают направление движения и обеспечивают
необходимую мощность воздушных потоков.
3. Фасонные части – как и трубы могут быть изготовлены из пластика.
Они служат для соединения каналов, создания из развилок и поворотов.
4. Фильтры – промышленные фильтры могут задерживать мелкие и
крупные примеси, которые находятся в воздухе промышленных сооружений.
5. Рекуператоры – отличие промышленных вентиляционных
рекуператоров от бытовых в том, что за единицу времени они могут обогревать
большее количество воздуха.
6. Системы кондиционирования – такими системами оснащают
вентиляцию, чтобы воздух на предприятии был свежим.
Виды вредностей, выделяемых в воздух рабочих зон на промышленных
предприятиях. На промышленных предприятиях воздух рабочих зон может
94
загрязняться вредными веществами, которые образовываются в результате
технологического процесса или содержаться в продуктах, сырье,
полупродуктах, отходах производства. Эти вещества попадают в воздух в виде
газов, пыли, пара и действуют отрицательно на организм людей. В зависимости
от их концентрации в воздухе и токсичности они могут быть причиной
профессиональных заболеваний и отравлений. Вредные вещества делят на
промышленную пыль и химические вещества. Предельно-допустимая
концентрация (ПДК) вредного вещества в воздухе рабочей зоны – это
концентрация, влияние которой на человека при её ежедневной
регламентированной продолжительности не приведёт к снижению
трудоспособности или заболеваниям в период трудовой деятельности и в
последующий период жизни. По величине предельно-допустимую
концентрацию (ПДК) в воздухе рабочей зоны вредные вещества делят на
четыре класса опасности:
1-ый класс: чрезвычайно опасные. Предельно-допустимая концентрация
(ПДК) меньше 0,1 мг/м
3
(ртуть, свинец, озон).
2-ой класс: вещества высокоопасные. Предельно-допустимая
3
концентрация (ПДК) равна 1 мг/м
(хлор, соляная и серная кислоты, фенол,
щёлочи).
3-ий класс: вещества умеренно опасные. Предельно-допустимая
концентрация (ПДК) равна 10 мг/м
3
(толуол, винилацетат, ксилол, спирт
метиловый).
4-ый класс: вещества малоопасные. Предельно-допустимая концентрация
(ПДК) больше 10 мг/м
3
(бензин, аммиак, ацетон, керосин).
При содержании в воздухе рабочей зоны нескольких веществ для
обеспечения безопасности работы должно выполняться условие
+
+
+ … +
≤ 1,
95
где C1, C2, C3, … , Cn – концентрации соответствующих вредных веществ в
воздухе, мг/м
ПДК
1
соответствующих вредных веществ, мг/м
3
;
, ПДК2, ПДК3, … , ПДКn – предельно-допустимые концентрации
3
.
Основные загрязнители воздуха рабочих зон на промышленных
предприятиях. Основные виды загрязнений:
1. Летучие соединения: пары, аэрозоли, газы. Обычно присутствуют в
воздухе машиностроительных, обрабатывающих, химических,
фармацевтических, пищевых, сельскохозяйственных производств. Применение
в технологическом процессе высоких температур увеличивает выделение
токсичных испарений, например, на сталеплавильных производствах.
2. Пылевые частицы образуются при добыче и переработке минералов.
Это добыча полезных ископаемых, производство строительных материалов,
обогащение руд, производства, где идёт измельчение и дробление сырья.
Известь, цемент, хризолит (хризолитовый асбест) в связном состоянии
безопасны, но в виде пыли вредные. Органическая пыль образуется в процессе
обработки растительного сырья.
Производство полимеров и термическая формовка пластмассовых
изделий также происходит с выделением вредных химических соединений.
Технологическое оборудование является источником масляных взвесей.
Пищевые производства также могут являться источником вредных веществ
(акролеин, канцероген образуются в процессе жарки из пищевых жиров и
масел).
Загрязнение воздуха производственных помещений уменьшают,
локализовав вредные выбросы. Оптимальное размещение вытяжной
вентиляции и очистного оборудования уменьшает степень загрязнения воздуха.
Рабочая зона помещений – это пространство высотой 2 м над уровнем пола, где
находятся рабочие места. ПДК – предельно-допустимая концентрация – это
количество химического вещества, биологического вещества или физического
воздействия, которое при длительном или кратковременном воздействии на
96
человека не вызывает изменения в качестве здоровья. ОБУВ – это
ориентировочный безопасный уровень воздействия.
Особенность расчёта. Методика проектирования вентиляционных
систем промышленных зданий заключается в анализе исходных данных,
расчёте кратности воздухообмена, производительности каждого вентилятора и
всей системы в целом. Для производства безопасных выбросов рассчитывают
необходимый объём поступающего свежего воздуха
L = n · I,
где n – число людей за одну рабочую смену;
I – потребление воздуха на одного человека; по санитарным нормам
составляет 60 м
3
/ч.
Если на предприятии есть вредные выбросы, то объём поступающего
свежего воздуха
L =
..
.
· (
..
..
)
+ L
мест.вытяж.
,
где m – массовая доля загрязнителей, которые поступают от предприятия,
3
мг/м
C
C
L
;
прит.возд.
норм.
мест.вытяж.
– количество загрязнителей в приточном воздухе;
– нормативный показатель примесей в воздухе, мг/м3;
– интенсивность потока воздуха от местных вытяжек.
2.4 Местная приточная и вытяжная вентиляция
Местная приточная вентиляция. На некоторых рабочих местах
экономически целесообразно создать зону требуемых условий. Если зону
чистого воздуха создают только на рабочем месте или группе мест, то эта
97
вентиляция называется местная. При её устройстве чистый воздух подают в
зону дыхания рабочего, удаляется загрязнённый воздух из мест, ближайших к
зоне вредных выделений. Для местной приточной вентиляции устраивают:
оазисы чистого воздуха, воздушные души, специальные воздушные камеры
укрытия [1].
Местная вытяжная вентиляция. Когда вредности выделяются в
определённых местах, то применяют местную вытяжную или локализирующую
вентиляцию, которые не позволяет им распространятся по производственным
помещениям. Устройство местной вытяжной вентиляции делают в виде
местных отсосов или воздушных укрытий. Она более экономичная, чем
общеобменная вентиляция. При ней используют меньшие объёмы воздуха.
Объём воздуха, извлекаемый из-под укрытий, должен обеспечить полное
удаление паров и газов. При использовании местной вентиляции необходимо
максимально полно укрыть источник вредностей. Для этого всасывающее
отверстие располагают как можно ближе к источнику вредностей, а его
размеры должны быть больше обслуживаемой поверхности. Скорость в
воздуховодах должна обеспечить его доведение до выходных отверстий
вентиляционной системы, т. е. должно создаваться разрежение в укрытии,
препятствующее возврату воздуха в рабочую зону. Зона дыхания рабочего
должна находиться вне укрытия. Удаление воздуха может производиться из
самого аппарата – это аспирация, т. е. методом засасывания. При
производственном процессе в закрытой камере (наблюдение за процессом
производят через смотровые окна) используют закрытые отсосы или частично
закрытые отсосы (вытяжные шкафы, камеры окраски). Зонты должны заходить
за размеры оборудования и плавно переходить в дымовытяжную трубу. Зонты
бывают полузакрытыми и закрытыми [1].
Вытяжные шкафы. Они представляют собой укрытие с рабочим
проёмом для наблюдения и обслуживания технологического процесса и
лабораторных исследований, которые сопровождаются выделением вредных
веществ. Вредные выделения удаляют вместе с воздухом. Свежий воздух
98
поступает через рабочий проём. Шкафы с механической вытяжкой устраивают
с верхним, нижним и комбинированным отсосами. Нижний отсос применяют
при процессах, которые связаны с выделением тяжёлых газов, пыли без
выделения тепла. Комбинированный отсос – если необходима вытяжка из
нижней и верхней зон. Их используют при термической и гальванической
обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов,
связанных с выделением вредных газов и токсических паров. Скорость
всасывания в рабочих отверстиях вытяжных шкафов 1 м/с. Для более
эффективной работы в вытяжных шкафах рабочая поверхность – окна, должна
быть минимальной. Герметичность вытяжных шкафов достигают промазкой и
покраской швов [1].
Защитно-обеспыливающие кожухи. Они представляют собой открытые
отсосы, которыми укрывают дробильные сита, наждачные и шлифовальные
круги, полировочные, обдирочные и заточные станки. Образующиеся при их
работе пыль и газовыделения удаляют через вытяжную вентиляцию.
Бортовые отсосы. Их устраивают при удалении газов, паров щёлочей и
кислот, которые выделяются с открытых поверхностей травильных ванн для
электролиза, при серебрении, меднении, цианировании, хромировании. Воздух
удаляют через вытяжные трубы с щелевидными отверстиями, которые
располагают по периметру отверстия на небольшом расстоянии над зеркалом
испарения ванн или ёмкостей со скоростью отсоса 15 м/с. Если ширина ванны
до 0,5 м, то применяют однобортовые отсосы, а если ширина больше, то
устраивают двусторонние отсосы. При больших размерах применяют бортовой
отсос более 1 с со сдувом. Через щелевое отверстие подают воздух и сдувают
вредные вещества к противоположной стороне ванны. Бортовые отсосы
применяют, если укрытие источников выделения паров и газов препятствует
обслуживанию оборудования (например, загрузка и выгрузка из ванн с
помощью подъёмных механизмов) или затрудняют наблюдение за процессом
производства. Открытые всасывающие воздухоприёмники располагают около
источника вредных выделений.
99
Вытяжные зонты. Это воздухоприёмники. Они обычно имеют форму
конусов или пирамид. Их располагают на небольшом расстоянии от источника
вредных выделений. Зонты распространены достаточно широко. Расход
воздуха через зонт больше, чем в закрытых отсосах из-за подмешивания
окружающего воздуха. Различают зонты поворотные и стационарные.
Поворотные зонты устанавливают над оборудованием, которое обслуживают
краном. Зонты устраивают с механической и естественной вытяжкой.
Естественное побуждение устраивают если выделение вредных веществ
сопровождается выделением теплоты, т. е. когда поток воздуха обладает
собственной энергией. Зонты устанавливают на высоте 1,8 м от пола. Чтобы
зонт работал полным воздухоприёмным сечением, угол раскрытия должен быть
60 °. Такие устройства применяют над кузнечными горнами, печами, горячими
ваннами. Их также применяют для локализации вредных веществ, которые
поднимаются вверх при влаговыделениях и тепловыделениях. Для повышения
эффективности отсасывания зонты снабжают откидными фартуками. Зонты,
которые устанавливают над дверцами сушилок и печей, называют козырьки.
Вылет козырька должен быть не меньше высоты дверцы, над которой он
установлен. Форма зонтов соответствует формам обслуживаемых
поверхностей. Для полного засасывания вредных паров и газов размеры зонтов
должны быть больше обслуживаемой поверхности [1].
Всасывающие панели. Их применяют при газовых сварках и пайках, когда
применение вытяжных зонтов недопустимо при условии попадания вредных
веществ в органы дыхания. Панели отличаются от зонтов тем, что их
всасывающие плоскости, расположенные горизонтально, вертикально или
наклонно, частично перекрыты специальными перьями. Скорость в
образовавшихся щелях выше, чем скорость в отверстиях зонтов. Панели
применяют при ручных операциях, которые сопровождаются выделением
паров, газов, мелкой пыли совместно с выделением теплоты [1].
Витринные отсосы. Их применяют для удаления вредных веществ,
которые выделяются при стационарных ручных работах. Габариты отсосов
100