Производственная вентиляция

Производственная вентиляция, вне зависимости от типа производственного процесса, сталкивается с главной задачей – справится с выбросами, которые выделяются при производстве в нижеприведенных цехах

Электроэнергия или водоснабжение для калорифера

Вентиляция металлургического цеха
• Вентиляция кузнечного цеха
• Вентиляция термического цеха
• Вентиляция механического цеха
• Вентиляция сварочного цеха
• Вентиляция окрасочного цеха
• Вентиляция гальванического цеха
• Вентиляция деревообрабатывающего цеха
• Вентиляция трикотажного цеха
• Вентиляция СТО

К вредностям относятся:

1. Тепловыделение;
2. Влаговыделение;
3. Паро- и газовыделения, включая токсичные вещества;
4. Пылевыделения;
5. Дымовыделение (аэрозоли) – выделение мельчайших твердых частиц, свободно витающих в воздухе и др.

Производственная вентиляция. достаточной, чтобы добиться необходимых условий в помещении.

2. Разработать подходящие способы подачи и вытяжки воздуха, чтобы система была максимально эффективной. Это включает в себя разработку системы аспирации. Аспирация в промышленности – отсос воздуха от места образования пыли (при производственных процессах) чтобы не допустить ее распространение по помещению.
3. Разработать, при необходимости, систему фильтрации воздуха.
И самое главное, что особенно важно в наших условиях, ― разработать систему, которая будет максимально разумна с экономической точки зрения. В этом проявляется мастерство вентиляционной компании – разработать систему с высшим критерием цена-качество.
Правильно рассчитанные зонты, укрытия, воздушные души, естественная вытяжка, правильные вытяжные системы, увлажнение – эти и многие другие моменты могут снизить расход воздуха в вентиляционной системе, а значит стоимость оборудования, воздушной сети, работ и т.п. При этом эффективность системы останется на нужном уровне.

Общие правила вентиляции цехов и промышленной вентиляции

Существует два типа промышленной вентиляции – общеобменная и местная (вытяжная). Общеобменная вентиляция прекрасно справляется только с тепловыделениями, т.е. когда нет поступления значительных вредностей в атмосферу цеха.
Если при производстве выделяются газы, пары и пыль применяют смешанную вентиляцию – общеобменная плюс местная вытяжная. Однако, бывают случаи, когда практически отказываются от общеобменной вентиляции. Такое происходит на предприятиях со значительными пылевыделениями и в случае выделения особо вредных веществ. В обоих случаях мощная общеобменная вентиляция может разнести пыль или вредности по объему цеха.
Суть построения вентиляции промышленных объектов – удалить максимум вредности с помощью местных вытяжных систем, а оставшиеся вредности разбавить в помещении свежим воздухом, чтобы довести концентрацию вредных примесей до предельно допустимых концентраций.
Поскольку выделения вредных примесей чаще всего сопровождается тепловыделениями, поэтому частицы загрязнений (которые не попали в местную вытяжную систему) уходят наверх, под потолок. Именно поэтому под потолком цехов находится зона с максимальными загрязнениями, а внизу – с минимальными. В связи с этим и вентиляция устроена чаще всего следующим образом – приток подается вниз, в рабочую зону, а общеобменная вытяжка – под кровлей. Однако, когда выделяется тяжелая пыль, то она оседает сразу, создавая максимальную загрязненность внизу.

Существует главное правило вентиляции цехов: «Подавай воздух в чистую зону и извлекай из грязной»

Для удаления загрязненного воздуха, паров, аэрозолей наиболее эффективно использовать укрытия (местные(локальные) вытяжные системы, которые полностью или частично устраняют источник загрязнений). Зачастую возникает необходимость устанавливать воздушный душ – устройство, которое направляет поток чистого приточного воздуха в область лица человека, работающего на рабочем месте с большой концентрацией вредных примесей. Зачастую никакими другими путями невозможно создать приемлемые условия для человека. Обычно один душ подает 1700 – 2000 м3/ч воздуха.

Определение расхода воздуха местного отсоса:

При проектировании местных вытяжных систем нужно руководствоваться главнейшим правилом – отсос должен иметь такую форму и должен быть так расположен, чтобы вытягиваемый поток вредных примесей не проходил через область лица человека.
Расчет системы вентиляции в общем случае проводится так:
1. Определяется количество воздуха, необходимое для эффективной работы вентиляции.
2. Вытягиваемый через местные вытяжные системы воздух компенсируется таким же притоком.
3. В дополнение к этому, проектируется общеобменная вентиляция с кратностью 2-3 в зависимости от производства.

Расчет расхода воздуха через местный отсос проводится (при упрощенном расчете) по простой формуле: L=3600 x F x v, где L – расход воздуха через зонт (то, что мы хотим Определить), 3600 ― перевод расхода в м3/ч, F – площадь среза зонта (т.е. площадь, через которую затягивается воздух), V – скорость воздуха на краю зонта (существует таблицы необходимых скоростей).
К примеру, зонт над печью, площадь зонта в месте забора воздуха 2 кв.м. Необходимая скорость для эффективного удаления жара обычного зонта без свесов 1-1,2 м/сек. L = 3600 x 2 x 1,1 = 7920 м3/ч. Расчет воздуха через укрытия ведется таким же образом (только для каждого типа производства свои скорости воздуха в проемах укрытий и типы укрытий, обычно в пределах 0,7-1,5 м/сек). Что касается всасывающих воронок для вредных газов и паров, то скорость воздуха в них должна быть не менее 10-15 м/сек. На щелевых отсосах скорость должна быть 4-6 м/сек. Ширина щели часто равна 50 мм.

Борьба с теплом

Для промышленности большая редкость, когда в помещении выделяется только тепло, без дополнительных загрязнений. Справляются с тепловыделениями с помощью местных отсосов и с помощью общеобменной вентиляции.
При определении тепловыделений от механизмов считают, что до 35 до 45% от установленной мощности переходит в тепло.

Борьба с влагой

На многих производствах выделяется огромное количество влаги. Ее можно убрать двумя путями – с помощью общеобменной вентиляции или с помощью местных вытяжных систем. В случае с общемобенной вентиляции расход воздуха составляет 130-150 м3/ч на удаление 1 кг влаги в час, а при правильном местном отсосе можно добиться того же результата с помощью 50 м3/ч, а в случае кожуха – 20 м3/ч. Но нужно иметь в виду, что если источник влаги находится в кожухе, то в помещение, тем не менее, поступает 15-20% влаги. Если установлен зонт, то в помещение поступает до 30-35% влаги. Это говорит нам о том, что даже самый хороший зонт имеет эффективность 70%.

Борьба с пылью

Самый эффективный способ борьбы с пылью – это совместные усилия технологов и вентиляционщиков. К примеру, увлажнение пыли или использование кожухов повышает эффективность борьбы с пылью в разы.
Система аспирации – это пылеотсасывающая вентиляция, удаляющая воздуха с содержанием пыли более 1 кг в 1 м3. Аспирация встречается в дробильных, размольных, литейных, химических и металлургических цехах. Отличительной особенностью аспирационной системы являются сильно наклонные воздуховоды. В менее пыльных производствах используется пылеудаляющая вентиляция (отличается отсутствием наклонных воздуховодов).
Приток в помещения с выделением пыли подается с очень мал ыми скоростями, чтобы избежать пыления. Часто применяются перфорированные воздуховоды и панели. Удаление воздуха осуществляется небольшими воронками, которые подсоединяются к кожухам, укрытиям и т.п.

Важные данные по системе аспирации:

1. Все воздуховоды должны быть максимально короткими и должны быть проложены по кратчайшему расстоянию;
2. Системе не должна иметь горизонтальных участков – все воздуховоды вертикальные или под углом 45-60 град к горизонту;
3. Одна аспирационная система должна обслуживать от одного до шести местных отсосов.
В пылеудаляющей вентиляции (в отличие от аспирационной системы) допустимо прокладывать горизонтальные участки. Аспирационные воздуховоды выполняются из стали толщиной 0,7 мм для диаметров до 200 мм и из стали 1 мм для больших воздуховодов. Для сильно абразивных делают отводы из стали 1.5-2 мм. Скорости воздуха в аспирационных воздуховодах очень значительны (что бы пыль не оседала на воздуховодах):

Типы пылиСкорость в горизонтальном воздуховоде м/сек
Легкая сухая пыль 10-12
Сухие опилки, текстильная пыль 12-14
Глина и порошки огнеупорной глины 16-17
Минеральная пыль – песок, земля 15-16
Тяжелая минеральная пыль 18-20
Стружка металлическая 22-23

Обычно расход воздуха через отсасывающую воронку, подсоединяемую к сплошному кожуху или укрытию, находится в пределах 1000-1700 м3/ч. Если кожух установить невозможно, то расход воздуха через бортовые, верхнебоковые и др. отсосы составляет 6000-9000 м3/ч с 1 кв.м. Однако, вы должны понимать, что это не является окончательным расчетом. От каждого устройства может быть несколько воронок и отсосов. Скажем, аспирационная система одного укрытия на конвейере может составить 10 000 м3/ч, а система для дробилки – 30 000 м3/ч и более.

Аспирационные системы вытягивают очень существенное количество пыли.
Литейные производства – до 2.5 кг на 1 м3 воздуха.
Дробильные производства – до 8 кг.
Размольные производства – до 20 кг.!
Пескоструйные производства – до 8 кг.

Конечно же, такое количество пыли не может выбрасываться в атмосферу. Поэтому, применяются устройства для задержания пыли. Устройства типа «циклон» могут улавливать от 60 до 85% пыли. Матерчатые фильтры – до 95-99%.

Борьба с химическими соединениями (газ)
Подача воздуха на химических производствах осуществляется непосредственно в рабочую зону. Иногда для этого используются воздушные души – направление струй чистого воздуха в область груди и лица рабочего.
Кратность общеобменной вентиляции (в дополнение к местным отсосам!) в химической промышленности, ориентировочно, таковы:
Хлорное производство – 6-10 крат
Фтористый алюминий – 3-5
Хлористый кальций – 4-5
Хлористый барий – 3-5
Фосфорное – 10-12
Фтористые соли – 8-10
Пластификаторы – 8-10
Соляная кислота – 6-8
Соляная кислота (хранение) – 3-4
Серная кислота (хранение) – 1-2
Красители – 4-5
Азотная кислота – 7-9
Синтез каучука – 10-12

Укрытия и зональные отсосы устанавливают у всех мест возможной неплотности аппаратуры. При этом, один отсос вытягивает примерно 200-1000 м3/ч. На химических производствах, где существует опасность выделения токсических веществ, устанавливают аварийную вытяжку. Она включается не в случае выхода из строя главного агрегата (в этом случае включается резервный вентилятор), а когда выделяются токсические вещества, и главная вытяжка не справляется с ними. Только работая совместно они решают «аварийную» задачу. Кратность аварийной вытяжки (в зависимости от токсичности веществ) составляет от 8 до 16.

Очистка выбросов

В связи с жесткими требованиями по экологии зачастую требуется устанавливать на вытяжке систему фильтрации воздуха. Сейчас эта сфера промышленности сделала большой шаг вперед, поэтому этот вопрос решается довольно просто (но недешево). Очистка воздуха от пыли осуществляется в пылеуловителях. Они могут быть разного типа:
- Пылеосадительные камеры (улавливают крупную пыль)
- Циклоны (используется принцип инерции)
- Тканевые и волокнистые фильтры (ячейковые, самоочищающиеся, рулонные, рукавные, сетчатые фильтры)
- Электрические

Общие вопросы

Разнос решеток забора и выброса воздуха вентиляционных систем промышленных предприятий должен осуществляться как по высоте, так и по ширине – по высоте – 3 метра (минимум), по ширине – 12 м.
В промышленности зачастую применяется резервирование вентиляторов систем. Однако, приточные системы обычно не резервируют (только если один агрегат обслуживает несколько цехов или участков). Вытяжные вентиляторы дублируются по условиям технологии, когда недопустимо остановка работы даже на короткое время.
Сейчас становится редким такая вещь, как факельный выброс (от вытяжной системы), но упомянем о нем, все же. Для того, чтобы не делать трубы выхлопа очень высокими, используется явление факельного выброса. При этом, воздух выбрасывается из вертикальной трубы с большой скоростью от 10 до 40 м/сек (в зависимости от вредности выхлопа)!
Системы отопления в цехах чаще всего совмещают с вентиляцией, т.е. выполнена по схеме воздушное отопление – вентиляция подает теплый воздух в объеме, достаточном для поддержания зимой необходимой температуры в цехе.
Приведем таблицу кратностей для некоторых производственных и лабораторных помещений: