Онлайн учебник по охране труда
Глава 6. Химические факторы и методы защиты от их воздействия > 6.7. Вентиляция производственных помещений

Вентиляция производственных помещений

6.7.1. Естественная вентиляция

Вентиляция производственных помещений имеет важное значение для профилактики профессиональных заболеваний и нормализации воздушной среды

Вентиляция - это комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в помещениях. В соответствии с СНБ 4.02.01-03 под вентиляцией понимают обмен воздуха в помещении для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых параметров микроклимата и чистоты воздуха.

Основной задачей вентиляции является удаление из рабочей зоны загрязненного, увлажненного или перегретого воздуха и подача взамен его воздуха соответствующего качества, иными словами, организация воздухообмена в помещении.

Воздухообменом называется количество вентиляционного воздуха, необходимое для обеспечения соответствия санитарно-гигиенических условий труда требованиям ГОСТ 12.1.005, СНБ 4.02.01-03 и др. Необходимый воздухообмен является исходной величиной для расчета системы вентиляции (подбор вентиляционного оборудования, расчет сечения воздуховодов и т.д.).

В зависимости от способа перемещения воздуха в помещении вентиляция подразделяется на естественную и искусственную (механическую).

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температуры воздуха в помещении и снаружи (тепловой напор) или действия ветра (ветровой напор). Естественное движение воздуха в помещении происходит вследствие разности его плотностей снаружи и внутри помещения (тепловое давление) или разности давления наружного воздуха с наветренной и заветренной сторон здания (ветровое давление).

Величина давления или разрежения в помещении зависит от скорости ветра. Обычно при обдуве здания ветром в помещении создается повышенное давление воздуха с наветренной стороны, а пониженное – с заветренной, что приводит к дополнительной вытяжке воздуха из помещений. Однако при расчете естественной вентиляции учитывается только тепловое давление, поскольку сила ветра непостоянна.

Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной. Вентиляция считается организованной, если направление воздушных потоков и воздухообмен в помещении организуются с помощью специальных устройств, в качестве которых используются вытяжные каналы в стенах, шахты, форточки, фрамуги оконных блоков, проемы в потолке, аэрационные фонари и т.п. Для обеспечения расчетного воздухообмена вентиляционные каналы и проемы в стенах, а также в кровле зданий (аэрационные фонари) оборудуются фрамугами, которые открываются и закрываются специальными приспособлениями с ручным или механическим приводом непосредственно с уровня отметки пола помещения. Манипулируя фрамугами, можно регулировать воздухообмен при изменении наружной температуры воздуха или скорости ветра. Площадь вентиляционных проемов и фонарей рассчитывают в зависимости от необходимого воздухообмена.

Систему естественного организованного воздухообмена в помещении называют аэрацией. Ее, как правило, применяют в помещениях со значительными выделениями теплоты.

Для использования ветрового давления, а также удаления небольших объемов воздуха применяют дефлекторы – специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах или шахтах. Их также используют и для организации местной вентиляции.

Наибольшее распространение для создания воздухообмена в помещении получили дефлекторы типа ЦАГИ.

Принцип действия дефлектора заключается в том, что поток ветра, ударяясь о дефлектор и, обтекая его, создает вокруг большей части его периметра разрежение, обеспечивающее подсос воздуха из канала. Эффективность работы дефлектора зависит от скорости ветра и высоты установки этого устройства над коньком крыши.

Расчет дефлектора сводится к определению диаметра его подводящего патрубка. Ориентировочно диаметр патрубка d дефлектора типа ЦАГИ можно рассчитать по формуле

d  =  0,0188 √ L/Vв,

где L – объем вентиляционного  воздуха, м3/ч;

      – скорость воздуха в патрубке, м/с.

Скорость движения воздуха в патрубке рассчитывается в зависимости от скорости ветра и сопротивления вентиляционной сети. Она составляет примерно 0,2…0,4 скорости ветра, т.е. Vв = (0,2…0,4)Vветр.  Если дефлектор установлен без вытяжной трубы непосредственно в перекрытии, то скорость воздуха несколько больше – Vв = 0,5 Vветр.

Основным достоинством аэрации является возможность создания интенсивного воздухообмена в помещении при низких энергозатратах, а также относительная простота ее устройства и обслуживания.

К недостаткам аэрации следует отнести невозможность предварительной подготовки воздуха (очистка, нагрев и увлажнение), а также очистки удаляемого из помещения воздуха.

При неорганизованной естественной вентиляции воздухообмен осуществляется за счет вытеснения внутреннего теплого воздуха наружным через неплотности и поры наружных ограждений зданий (инфильтрация), а также через форточки, окна, двери, открываемые без всякой системы.

Естественную вентиляцию через открывающиеся окна и проемы допускается устраивать в помещениях без выделения вредных веществ и веществ с резко выраженным неприятным запахом с объемом на каждого работающего 40 м3 и более.

 
6.7.2. Искусственная общеобменная вентиляция

Искусственная (механическая) вентиляция устраняет недостатки естественной вентиляции. Она предназначена для обеспечения в рабочих помещениях оптимальных или допустимых микроклиматических условий и снижения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до ПДК. При механической вентиляции воздухообмен в помещении осуществляется за счет напора воздуха, создаваемого вентиляторами.

Чаще всего на производстве используют смешанную вентиляцию (естественную в сочетании с механической).

По степени охвата помещения или по месту действия системы вентиляции делятся на общеобменные и местные (локальные).

По способу организации воздухообмена в помещении механическая общеобменная вентиляция может быть выполнена в виде приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

В системе приточной вентиляции воздух с помощью вентилятора подается в помещение организованно, повышая в нем давление, а уходит неорганизованно, вытесняясь через щели, проемы окон и дверей в соседние помещения или наружу. Количество подаваемого воздуха можно регулировать клапанами или заслонками, устанавливаемыми на вентиляционных каналах.

При вытяжной вентиляции воздух организованно удаляется вентиляторами через сеть воздуховодов из помещения, в котором вследствие этого снижается давление. Взамен загрязненного в вентилируемое помещение подсасывается воздух из соседних помещений и снаружи через открытые проемы окон, двери, ворота или неплотности ограждающих конструкций.

В системе приточно-вытяжной вентиляции воздух организованно подается и удаляется в вентилируемом помещении через отдельные воздуховоды. В зависимости от соотношения расходов удаляемого и подаваемого воздуха, давление в помещении может снижаться или повышаться (отрицательный или положительный баланс).

Общеобменную вентиляцию устраивают, если:

  • в производственное помещение попадают вредные выделения вследствие невозможности полной герметизации производственного оборудования;
  • отсутствуют строго фиксированные источники вредных выделений;
  • работа местных отсосов является недостаточно эффективной.

Общеобменная вентиляция обеспечивает необходимые параметры микроклимата и снижение концентрации вредных веществ до допустимых значений во всем объеме производственного помещения.

Различают четыре основные схемы организации воздухообмена в помещении при общеобменной вентиляции: сверху вниз, сверху вверх, снизу вверх и снизу вниз. Кроме того, возможны различные комбинации из этих схем.

При устройстве общеобменной вентиляции исходной величиной для определения воздухообмена является количество вредных выделений в виде теплоты, влаги, пыли, газов, которое обычно устанавливают на основании материального или теплового балансов, а также на основе экспериментальных или расчетных данных.

Воздухообмен L, м3/ч, из условия разбавления вредных веществ (пыль, газы, пары) до допустимых концентраций определяется по формуле

где G - количество выделяющихся вредных веществ, мг/ч;

      ПДК и С0 - соответственно ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны и концентрация этого же вещества в приточном воздухе, мг/м3;

      Кр – безразмерный коэффициент равномерности распределения вентиляционного воздуха в помещении.

При одновременном содержании в воздухе нескольких вредных веществ однонаправленного действия расчет общеобменной вентиляции следует производить путем суммирования объемов воздуха, необходимого для разбавления каждого вещества в отдельности до ПДК.

При выделении избыточной теплоты в помещении воздухообмен L, (м3/ч) для поддержания нормальной температуры определяется из выражения

где Qизб – избыточная теплота, кДж/ч;

      Св - соответственно удельная теплоемкость, кДж/кг·К,

      ρ - плотность воздуха, кг/м3; tух и

      tпр - температура соответственно уходящего и приточного воздуха, К.


При наличии в помещении избытка влаги количество вентиляционного воздуха L, м3/ч, рассчитывают по формуле

,

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

      d1 и d2 – соответственно влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, и приточного сухого воздуха, г/кг;

      ρ – плотность приточного воздуха, кг/м3.

Под кратностью воздухообмена К понимают отношение объема вентиляционного воздуха к внутреннему свободному объему помещения (1/ч):

К = L/Vn.

При определении количества вентиляционного воздуха в помещениях с одновременным выделением вредных веществ, теплоты и влаги следует принимать большее из рассчитанных значений для каждого вида производственной вредности.

Обозначаются системы вентиляции следующим образом.

Номер системы вентиляции состоит из прописной буквы и арабской цифры:

Х1Х2, где Х1 – буквенное обозначение вида системы вентиляции (В, ВЕ, П, А, У); Х2 – цифровое обозначение номера системы.

Пример:

П1 - первая приточная система вентиляции;

В4 -  четвертая вытяжная система вентиляции;

ВЕ1 – первая вытяжная естественная вентиляция;

А3 – третья система аспирации;

У5 – пятая тепловая завеса.

Нумерация для каждого вида системы вентиляции производится независимо друг от друга (В1, В2, В3…;П1, П2…).

 

6.7.3. Местная вентиляция

Местная вентиляция предназначена для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда непосредственно на рабочем месте, она может быть вытяжной и приточной.

Местная вытяжная вентиляция – система, при которой вытяжные устройства в виде зонтов, укрытий и других приспособлений размещаются непосредственно у мест выделения вредных веществ и предназначены для их улавливания и удаления. Это наиболее эффективный и дешевый способ, обеспечивающий удаление максимального количества вредных веществ при минимальном объеме удаляемого воздуха.

Гигиеническое значение местной вентиляции заключается в том, что она полностью исключает или сокращает проникновение вредных выделений в зону дыхания работающих. Экономическое значение ее состоит в том, что вредные вещества отводятся в больших концентрациях, чем при общеобменной вентиляции, а, следовательно, сокращаются воздухообмен и затраты на подготовку и очистку воздуха.

Различают три вида местных укрытий: полностью закрывающие источник выделения вредных веществ; находящиеся вне источника выделения (открытые отсосы); передувки.

Укрытия, полностью закрывающие источник выделения вредных веществ, наиболее эффективны, но не всегда применимы по условиям технологии. В качестве устройств местной вентиляции можно использовать капсулирование (оборудование полностью заключают в кожух, капсулу), аспирацию (вредные выделения удаляют из внутренних объемов технологического оборудования), вытяжные зонты, вытяжные шкафы, всасывающие панели, витринные, фасонные и бортовые отсосы и др.

Наиболее часто на производстве используют местные отсосы (рис. 6.6). Конструкция местного отсоса должна обеспечивать максимальное удаление вредных веществ с минимальным расходом воздуха. В то же время она не должна загромождать помещения и затруднять работу обслуживающего персонала.

Вытяжные зонты представляют собой простые и наиболее распространенные местные отсосы. Их устанавливают для локализации вредных выделений, имеющих тенденцию подниматься вверх, например, при выделениях теплоты или вредных веществ, которые легче окружающего воздуха при незначительной его подвижности в помещении. Зонты могут быть как с естественной, так и с механической вытяжкой.

Зонт  над  источником  вредных  выделений  располагают  на высоте 1,6–1,8 м над полом. Наилучшие условия для равномерного удаления вредных выделений создаются, если угол раскрытия зонта не менее 60 °. Лишь при малой высоте помещения допускается увеличение угла до 90 °. В современном технологическом оборудовании отсосы предусматриваются в самой его конструкции.

Количество воздуха, отсасываемого от оборудования, должно обеспечивать нормативное качество воздуха рабочей зоны и его ориентировочно можно определить по следующей формуле (м3/ч)

L =3600 Fv,

где  F – площадь открытых проемов, отверстий, неплотностей, через которые засасывается воздух, м2,

       v  – скорость воздуха в этих проемах, м/с.

Скорость всасывания зависит от типа вытяжного устройства и характера выделяющихся вредных веществ. Значение скорости воздуха при всасывании колеблется в следующих пределах:

         0,15 ÷ 0,20 – при выделении нетоксичных веществ;

         0,30 ÷ 0,50 – в том же случае,  когда вредности могут выбиваться из-под укрытия импульсами;

         0,50 ÷ 0,70 – при выделении токсических веществ;

         0,70 ÷1,50 – при выделении ядовитых веществ;

         1,00 ÷ 4,00 – если необходимо преодолеть инерцию частиц, движущихся с большими скоростями (пыль, капли краски и т. п.).

При естественной вытяжке объемный расход воздуха в тепловой струе, поднимающейся над источником, определяется по формуле

L  =  0,65√(QF2H)

где Q – количество конвективного тепла, Вт; 

      F – площадь горизонтальной проекции поверхности источника тепловыделений, м2;

     – расстояние от источника тепловыделений до кромки зонта, м.

Вытяжные шкафы обеспечивают наибольшую локализацию вредных выделений при минимальном расходе воздуха. Они выпускаются разных модификаций (рис. 6.7). Шкафы с верхним отсосом (рис. 6.7 а) используются при значительных тепло- и влаговыделениях. Для проведения работ, связанных с выделением газов и паров тяжелее воздуха, можно применять шкафы с нижним отсосом (рис. 6.7 б, г). Удобен в работе вытяжной шкаф с комбинированным удалением воздуха (рис. 6.7 в). Портативный шкаф с горизонтальной «улиткой» и боковым отсосом воздуха (рис. 6.7 д) рекомендуется при работе с пылящими веществами, так как «улитка», создавая вращение воздуха, способствует осаждению крупных примесей и пыли.

Скорость  движения  воздуха  в  створе  шкафа  должна быть не менее 0,5-0,7 м/с при удалении паров и газов нетоксических и малотоксических веществ и 1,0-1,5 м/с при удалении сильнодействующих ядовитых веществ (пары ртути, свинца, цианистые соединения и т.п.).

Всасывающие панели рекомендуется устанавливать в качестве местных отсосов при работах, сопровождающихся выделением вредных газов и пыли. Благодаря наклонному расположению всасывающего отверстия поток загрязненного воздуха отклоняется от зоны дыхания работающего. Площадь эффективного сечения всасывающей панели должна составлять 23% от общей площади. Рекомендуется принимать следующие скорости движения воздуха в эффективном сечении панелей: для вредных паров и газов без пыли – 2-3,5 м/с, а в смеси с горячей дисперсной пылью – 3,5-4,5 м/с. Панель функционирует эффективно в том случае, если на 1 м2 ее площади приходится 3300 м3/ч удаляемого воздуха.

Бортовые отсосы предусматривают в случаях, когда к соответствующим устройствам необходим доступ или подача изделий для обработки осуществляется с помощью грузоподъемных механизмов, т.е. пространство над поверхностью выделения вредных веществ должно быть свободным. Принцип действия бортовых отсосов, представляющих собой щелевидные воздуховоды размером 40-100 мм, состоит в том, что засасываемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает за собой вредные выделения, не давая им распространиться по производственному помещению.

Бортовые отсосы устраивают у одного борта, если ширина ванны не превышает 0,7 м, или у двух противоположных бортов при ширине ванны 0,7 – 1,0м  ( рис. 6.5 е, г). Бортовые отсосы применяются в травильных и гальванических ваннах, ваннах промывки и др.

При длительном времени пребывания изделий в ванне и при обслуживании ее с одной стороны, особенно на широких ваннах, устраивают бортовые отсосы с передувом  (рис 6.5, д), когда в узкую щель подается чистый воздух, а с противоположной стороны ванны он удаляется.

Расход воздуха, удаляемого одно - и двубортовыми отсосами без поддува, определяют по формуле

L = 1400 (0,53 Вр l / Bр l + Hр)1/3 Вр l К1 КΔt Кт,

где L – расход воздуха, удаляемого одно- и двубортовыми отсосами, м3/ч;

      Вр – расчетная ширина ванны, м – для двубортовых отсосов принимается равной расстоянию между кромками отсосов, для однобортовых – расстоянию между кромкой отсоса и бортом ванны; 

      l – длина ванны, м;

      Нр – расчетное расстояние от зеркала электролита до оси щели для обычных отсосов, м;

      Нр – расчетное расстояние от зеркала электролита до щели для опрокинутых отсосов, м;

      К1 – коэффициент учета конструкции отсоса, принимаемый равным: 1 – для двубортового отсоса без поддува; 1,8 – для однобортового отсоса без поддува;

      КΔt  – коэффициент учета температуры электролита определяется по табл. 6.2;

      КТ  – коэффициент учета токсичности выделяющихся с поверхности раствора в ванне вредных веществ, определяется в зависимости от вида обработки металла и находится в пределах 1,0…..2,0.

Таблица 6.2. Значение коэффициента КΔt  в зависимости от разности температур и вида отсоса

 

Вид отсоса

Значения КΔt  разности температур раствора и воздуха Δt0С

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Без поддува

1,00

1,16

1,31

1,47

1,63

1,79

1,94

2,10

2,26

С поддувом

1,00

1,03

1,06

1,09

1,12

1,15

1,18

1,21

1,24

 

Расход воздуха, удаляемого одно – и двубортовыми отсосами с поддувом, определяют по формуле

L = 1200 Вр3/2 l К1  КΔе Кт,

где Вр – расчетная ширина ванны, м, для двубортовых отсосов принимается равной расстоянию между кромками отсосов, для однобортовых – расстоянию между кромкой отсоса и осью воздухоподающей трубы;

      К1 – коэффициент учета конструкции отсоса, принимаемый равным: 0,7 – для двубортового отсоса с поддувом, 1 – для однобортового отсоса с поддувом; КТ  - коэффициент учета токсичности выделяющихся с поверхности раствора в ванне вредных веществ   ( для отсосов с поддувом во всех случаях принимают равным 1).

Расход воздуха на поддув можно рассчитать по формуле

Ln = 60 Вр l КΔt,

где L – расход воздуха на поддув, м3/ч.

В системе местной приточной вентиляции подача приточного воздуха производится непосредственно в зону нахождения рабочего, т.е. требуемое качество воздушной среды обеспечивается только в этой зоне.

Местная приточная вентиляция выполняется в виде воздушных душей, воздушных и тепловых завес. Воздушные души используются в горячих цехах или в случаях, когда достижение требуемых условий воздушной среды при помощи общеобменной вентиляции связано с перемещением больших масс воздуха.

Воздушный душ представляет собой направленный на рабочего поток воздуха, действие которого основано на увеличении отдачи теплоты человеком при возрастании скорости обдувающего воздуха. Скорость обдува составляет от 1 до 3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового облучения. Воздух для обдува работающих предварительно может нагреваться или охлаждаться в зависимости от периода года и места его забора. Воздухораспределители для душирования рабочих мест оборудуются устройствами для регулирования расхода и направления струи в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в вертикальной плоскости – на 30°.

Водовоздушные души применяют в тех случаях, когда температура воздуха на рабочем месте превышает 30 °С.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы служат для предупреждения проникновения холодного воздуха внутрь зданий при открывании наружных дверей или ворот. Они применяются в случаях, если наружные двери (ворота), ведущие в цехи, складские помещения, вестибюли, а также у технологических проемов отапливаемых зданий в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -15 °С (рис. 6.8).

Для создания воздушной завесы воздух подается в виде плоской струи на всю ширину и высоту дверей (ворот) из канала, находящегося снизу или с боков последних. Воздух для создания воздушных завес обычно забирается из помещения и подогревается так, чтобы при смешивании его с наружным воздухом температура смеси отличалась не более, чем на 2-5°С от температуры воздуха в помещении.

Температуру воздуха, подаваемого воздушно-тепловыми завесами, следует принимать не выше 50 °С у наружных дверей и не выше 70 °С у наружных ворот и проемов.

Воздух подается струей под углом 30 – 45 ° по отношению к плоскости дверей (ворот).

Система, в которой сочетаются элементы общеобменной и местной вентиляции, называется комбинированной системой вентиляции. Такая система устраивается в тех случаях, когда все выделяющиеся вредные вещества невозможно удалить местными вытяжными устройствами.

Отопление, вентиляцию и кондиционирование следует проектировать, используя тепловые вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции, кондиционирования и местных отсосов, а также тепло- и хладоносителей технологических установок.

Аварийная вентиляция представляет собой, как правило, самостоятельную вентиляционную установку и применяется для обеспечения безопасности эксплуатации взрыво- и пожароопасных производств, а также производств, связанных с использованием вредных веществ. Ее устраивают в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление больших количеств вредных или горючих газов, паров или аэрозолей.

Для аварийной вентиляции можно использовать:

  • основные системы вытяжной общеобменной вентиляции с резервными вентиляторами, рассчитанными на аварийный расход воздуха;
  • системы аварийной вытяжной вентиляции в дополнение к основным системам, если расход воздуха основных систем не полностью обеспечивает аварийный воздухообмен, с резервными вентиляторами для основных систем;
  • только системы аварийной вытяжной вентиляции, если использование основных систем невозможно или нецелесообразно;
  • только системы аварийной приточной вентиляции для одноэтажных зданий.

Для автоматического включения аварийную вентиляцию блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными либо на величину ПДК, либо на величину нижнего концентрационного предела распространения пламени для взрывоопасных смесей. Аварийная вентиляция устраивается только вытяжной для предотвращения перетока вредных или взрывоопасных веществ в соседние помещения. Кратность вытяжной вентиляции определяется отраслевыми правилами техники безопасности и производственной санитарии и может колебаться в широких пределах.

Если в ведомственных нормативных документах отсутствуют указания о величине воздухообмена аварийной вентиляции, то следует иметь в виду, что аварийная вентиляция вместе с постоянно действующей должны обеспечивать кратность воздухообмена в помещении не менее восьми. Такой воздухообмен рекомендован нормами и является минимальным.

Для перемещения воздуха используют различные типы вентиляторов, которые по принципу действия подразделяются на осевые и центробежные.

Достоинствами осевых вентиляторов являются простота конструкции и высокая производительность, которую можно быстро и легко регулировать поворотом лопаток. К недостаткам нужно отнести небольшую величину развиваемого давления и повышенный уровень шума.

Центробежные вентиляторы в зависимости от развиваемого ими давления делятся на вентиляторы:

  • низкого давления – до 1000 Па;
  • среднего давления – от 1000 до 3000 Па;
  • высокого давления – от 3000 до 12 000 Па.

Для вентиляции производственных помещений в основном используют первые два типа вентиляторов (например, Ц4-76, Ц4-46 и др.).  Вентиляторы изготавливаются различных типоразмеров, и каждый из них характеризуется номером, который соответствует диаметру рабочего колеса в дециметрах. Обычно рекомендуются следующие номера вентиляторов: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50. Например, вентилятор Ц4-76 № 8 имеет диаметр рабочего колеса 8 дм, или 0,8 м.

Для подбора вентилятора необходимо знать суммарные потери давления  DР на всасывающем  ΔРвс и нагнетательном  DРнаг  воздуховодах:

ΔР =  DРвс  +   ΔРнаг   =    Рпол,

где  Р – полное давление, развиваемое вентилятором.

Потери давления в воздуховодах обусловлены трением воздуха вследствие шероховатости воздуховодов (Ртр) и  местными сопротивлениями  (повороты, изменения сечения воздуховодов, шиберы, фильтры и т.п).

При использовании центробежных вентиляторов расчет и подбор их проводят в следующем порядке:

  • проектируют конфигурацию вентиляционной сети воздуховодов таким образом, чтобы она не мешала проведению технологического процесса, не загромождала производственное помещение, не снижала его инсоляцию и была бы наиболее короткой. При этом учитываются назначение и требования взрыво-и пожароопасности помещения, характер технологического процесса и используемого оборудования, санитарно-гигиенические требования и т.п;
  • рассчитывают необходимый расход воздуха (воздухообмен) на отдельных участках вентиляционной сети и определяют поперечное сечение воздуховодов при допустимой скорости воздуха 6…10 м/с;
  • по стандартным формулам и справочным данным рассчитывают потери давления наиболее протяженной магистрали;
  • по каталогам или справочникам подбирают тип центробежного вентилятора и рассчитывают для него установочную мощность электродвигателя (кВт) по формуле

N = LPk/1000h в hр  hр ,

где  L – производительность вентилятора, м3/с;

       Р – полное давление вентилятора, Па;

       k – коэффициент запаса (1,05 …1,15); 

       hв  – коэффициент полезного действия вентилятора;

       hп – коэффициент полезного действия подшипников (0,96…0,97), зависит от их числа и типа;

       hр – коэффициент полезного действия привода (для плоскоременной передачи – 9,9, для клиноременной – 0,95, при размещении на валу – 1).

На основе этого расчета по справочникам выбирают необходимую марку электродвигателя, например, А2 (защищенное исполнение), АО2 (закрытое обдуваемое исполнение) и т. д.

Вентилятор подбирают по его производительности и развиваемому им полному давлению, исходя из аэродинамической характеристики, которая выражает связь между производительностью, давлением и к.п.д. при определенных предельных частотах вращения рабочего колеса.

При подборе типа и номера центробежного вентилятора следует учитывать, что вентилятор должен иметь высокое значение к.п.д. и относительно небольшую (минимальную) скорость вращения рабочего колеса, что позволило бы соединить напрямую его вал с валом электродвигателя.  

Проектирование вентиляционных систем и установок проводится, как правило, специализированными проектными организациями, Проект состоит из двух частей: расчетной и графической. В расчетной части приводятся обоснования принятых проектных решений. Графическая часть должна быть разработана настолько детально, чтобы в последующем при закупке оборудования и материалов, а также в процессе монтажа установок никаких неясностей не возникало.

После завершения монтажа проводятся испытания и наладка вентиляционных систем на проектный режим и санитарно-гигиеническую эффективность.

На каждую вентиляционную установку составляется  паспорт, в который вносятся краткая характеристика установки, ее назначение, обслуживаемые помещения, номер, технические данные с характеристикой вентиляторов, электродвигателей, воздухонагревательных, пылеочистных устройств, данные о контрольных и измерительных приборах, результаты испытаний и наладок, схема установки.

Кроме того, на каждую вентиляционную установку должна быть составлена специальная инструкция по ее эксплуатации, в которой указывается время и порядок пуска и выключения установки, положение регулирующих устройств (клапанов, задвижек), порядок очистки и осмотров установки, ее обслуживание, порядок действия при авариях и т.п.

Во взрывоопасных помещениях для удаления газов, паров и аэрозолей вентиляторы необходимо подбирать в соответствующем взрывозащищенном исполнении: рабочее колесо и корпус должны быть выполнены из материалов, исключающих образование искр, или должны быть покрыты специальным изоляционным материалом. Электродвигатели также должны быть во взрывозащищенном исполнении.

При наличии в удаляемых выбросах агрессивных сред, способных взрываться не только от удара, но и от трения, а также взрывоопасных газов или паров, используют эжекторную вентиляцию, при которой транспортируемая среда не соприкасается с рабочим колесом вентилятора.

Принцип работы эжектора заключается в том, что воздух в него нагнетается вентилятором высокого давления или компрессором, установленным за пределами вентилируемого помещения.   Удаление загрязненного воздуха из вентилируемого помещения обеспечивается посредством разрежения, создаваемого в камере эжектора, Недостатками эжекторов являются низкий КПД (не выше 25%) и высокий уровень аэродинамического шума.


6.7.4. Очистка, обезвреживание, обеззараживание и дезодорация вентиляционных выбросов

В настоящее время в целом по промышленности улавливается  около 90% пыли, образующейся на различных стадиях производства, и только 10% различных аэрозолей выбрасывается в атмосферный воздух. Такого нельзя сказать о газо- и парообразных примесях вредных веществ, содержащихся в газовоздушных выбросах промышленного производства. Несмотря на то, что эти примеси представляют собой большую опасность для окружающей среды, их улавливается или обезвреживается только около 10%, а более 90% вредных газов и паров поступает в воздушный бассейн.

Для успешного решения проблемы защиты атмосферного воздуха от вредных примесей важно правильно усвоить определения основных понятий в этой области.

Очистка - удаление (выделение, улавливание) примесей из различных сред.

Обезвреживание - обработка примесей до безвредного для людей, животных, растений и в целом для окружающей среды состояния.     Обеззараживание - инактивация (дезактивация) микроорганизмов различных видов, находящихся в газовоздушных выбросах, жидких и твердых средах.

Дезодорация - обработка одорантов (веществ, обладающих запахом), содержащихся в воздухе, воде или твердых средах, с целью устранения или снижения интенсивности запахов.

При организации любого производства, и в особенности, мало- или безотходного, необходимой стадией является промышленная и санитарная очистка газовоздушных выбросов.

Промышленная очистка  - это очистка газа с целью последующей утилизации или возврата в производство отделенного от газа или превращенного в безвредное состояние продукта.

Этот вид очистки является одной из необходимых стадий технологического процесса, при этом технологическое оборудование связано друг с другом материальными потоками с соответствующей обвязкой аппаратов. В качестве пылегазоулавливающего оборудования могут использоваться разгрузочные циклоны, пылеосадительные камеры, фильтры, адсорберы, скрубберы и т.д.

Санитарная очистка  - это очистка газа от остаточного содержания в нем загрязняющего вещества, при которой обеспечивается соблюдение  ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений.

Санитарная очистка газовоздушных выбросов производится перед поступлением отходящих газов в атмосферный воздух и именно на этой стадии необходимо предусматривать возможность отбора проб газов с целью контроля их на содержание вредных примесей.

В соответствии с СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» для вентиляционных источников с расходом пылегазовоздушной смеси более 10 м3/с концентрация пыли не должна превышать 50 мг/м3.

Выбор метода очистки отходящих газов зависит от конкретных условий производства и определяется рядом основных факторов, а именно:

  • расходом и температурой отходящих газов;
  • агрегатным состоянием и физико-химическими свойствами примесей;
  • составом и концентрацией примесей;
  • необходимостью рекуперации или возвращения их в технологический процесс;
  • капитальными и эксплуатационными затратами;
  • экологической обстановкой в регионе.

Газоочистная установка (ГОУ) - это сооружение или устройство, предназначенные для улавливания, нейтрализации, подавления, обезвреживания (физическими, химическими, биологическими и другими методами) из отходящих газов или вентиляционного воздуха (далее газ) содержащихся в них загрязняющих веществ, с целью предотвращения загрязнения атмосферного воздуха и состоящие из одного или нескольких аппаратов очистки газа, вспомогательного оборудования и коммуникаций.

В зависимости от агрегатного состояния улавливаемого или обезвреживаемого вещества установки подразделяются на газоочистные и пылеулавливающие.

Аппарат очистки газа  - составная часть ГОУ, в котором непосредственно осуществляется избирательный процесс улавливания из потока газа загрязняющих веществ или их обезвреживание.

По принципу действия аппараты очистки газа подразделяются на семь групп:

  • С – аппараты сухой механической очистки газа от  пыли, твердых частиц, принцип работы которых основан на осаждении частиц за счет силы тяжести, центробежной силы, изменения скорости потока газа (гравитационные, сухие инерционные и ротационные);
  • М – аппараты мокрой очистки газа от твердых частиц, а также жидких и газообразных загрязняющих веществ (инерционные, конденсационные), скрубберы (механические, ударно-инерционные, полые, насадочные, центробежные), скрубберы Вентури и т.п.;
  • Ф – аппараты и устройства  фильтрующего типа - промышленные фильтры (рукавные, волокнистые, карманные, зернистые), с регенерацией (импульсной обратной продувкой, ультразвуком, с механическим и вибровстряхиванием и т.п);
  • Э - электрические пылеуловители (сухие, мокрые электрофильтры и др);
  • Х - аппараты сорбционной (химической) очистки газа от газообразных примесей (адсорберы, абсорберы и т.п.);
  • Т - аппараты термического,  термокаталитического и каталитического способов обезвреживания газообразных примесей (печи сжигания, каталитические реакторы);
  • Д - аппараты других методов очистки газа (биологические фильтры, акустические пылеуловители и др.).

Устройство и принципы работы классических ГОУ  достаточно подробно рассмотрены в ранее изданном учебном пособии [4]).

В последние десятилетия проводятся работы по совершенствованию существующих ГОУ, созданию принципиально новых установок, а также комплексных систем очистки, обезвреживания и обеззараживания газовоздушных выбросов с использованием фотокатализаторов, активированных углей, озона, ультрафиолетового излучения, низкотемпературной плазмы, ионитов и других современных средств.

Основной величиной, характеризующей работу ГОУ в промышленных условиях, является степень очистки, которую определяют по одному из следующих соотношений:

h = М21 = (М13)/М1= М2/(М23)= (CвxQ1-CвыхQ3)/CвхQ,

где М1, М2, М3 - масса примесей, содержащихся в газе до поступления в аппарат, уловленных в аппарате и содержащихся в очищенном потоке, соответственно, кг;             Свых и Свх - средние концентрации примесей в отходящих газах до и после очистки, соответственно, г/м3;

  Q1 и Q3 -  объемные расходы отходящих газов до и после очистки, приведенные к нормальным условиям, м3/ч.

Иногда для определения эффективности работы газоочистного оборудования применяют упрощенное выражение

h = 1 - ( С вых/С вх ),

справедливое только при условии одинаковых объемных расходов газового потока до и после очистки.

Кроме того, газоочистное оборудование характеризуется значениями объемного расхода очищаемого газа, аэродинамического сопротивления, технологическими условиями очистки (температура, влажность газового потока, дисперсность и плотность пыли, способность ее к коагуляции и гидратации, заряд частиц пыли, физико-химические свойства примесей, пожаро- и взрывоопасность, и т.д.), металло- и энергоемкостью, расходом орошающей жидкости, себестоимостью очистки 100 м3 газа и др.

Основные требования к эксплуатации газоочистного оборудования установлены Правилами эксплуатации газоочистных установок, утв. Минприроды 14.05.2007 г. №60 и заключаются в следующем:

  • надежная, бесперебойная работа с показателями, соответствующими проектным;
  • все установки очистки газа должны быть зарегистрированы в органах Минприроды РБ, иметь паспорт, инструкцию по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, а также журнал учета работы и неисправностей;
  • установки должны подвергаться инструментальной проверке на эффективность после строительства, капитального ремонта или реконструкции установки, замене сырья, топлива или материалов, а также  периодически не реже одного раза в год с оформлением соответствующего акта. Установки,  предназначенные для очистки выбросов загрязняющих веществ 1 класса опасности, проверяют на эффективность не реже 2 раз в год.  В случае, если ГОУ эксплуатируется менее 500 часов  в год и не предназначена для очистки газа от загрязняющих веществ 1-го и 2-го классов опасности, контроль проводится не реже одного раза в два года;
  • эксплуатация технологического оборудования при отключенных ГОУ запрещается;
  • увеличение производительности технологического оборудования без соответствующего наращивания мощности существующих ГОУ не разрешается;
  • при эксплуатации ГОУ, предназначенных для очистки газов с высоким содержанием горючих, взрывоопасных, агрессивных, абразивных веществ, следует строго соблюдать правила эксплуатации и следить за герметичностью оборудования и исправностью всех его систем и устройств.

Выбросы вентиляционного воздуха в атмосферу от систем местных отсосов следует размещать на высоте не менее 2 м над кровлей более высокой части здания, если расстояние до ее выступа менее 10 м. Выбросы из системы аварийной вентиляции необходимо размещать на высоте не менее 3 м от земли до нижнего края отверстия. Системы вытяжной вентиляции проектируются отдельными, если в одной из труб или шахт возможно отложение горючих веществ или при смешении выбросов возможно образование взрывоопасных смесей.

Концентрация вредных веществ в атмосфере от вентиляционных выбросов производственных объектов не должна превышать их ПДК в атмосферном воздухе с учетом их фонового содержания по данным Белгидромета.

Для обеспечения безопасной и надежной работы ГОУ на предприятии приказом руководителя назначается должностное лицо, ответственное за его эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт.

Добавить комментарий