Проектирование вентиляции производственных объектов.
Проектирование вентиляции производственных объектов.
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 автосервисов.
Проектирование вентиляции.
Промышленная вентиляция, вне зависимости от типа производственного процесса, сталкивается с главной задачей – справится с вредностями, которые выделяются при производстве.
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.
В связи с этим возникает несколько главных задач.
1. Правильно рассчитать производительность системы вентиляции, 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.
Правильные зонты, укрытия, воздушные души, естественная вытяжка, правильные отсосы, 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 (местные отсосы и т.п.). 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 местные отсосы. 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.
Вообще, общая концепция построения вентиляции промышленных объектов – удалить максимум вредности с помощью метных отсосов, а оставшиеся вредности разбавить в помещении свежим воздухом, чтобы довести концентрацию вредностей до предельно допустимых концентраций. Если вы поймете эту идею, вы поймете суть проектирования.
Поскольку выделения вредностей чаще всего сопровождается тепловыделениями, поэтому частицы загрязнений (которые не попали в местный отсос) 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 газовых вредностей, паров, аэрозолей наиболее эффективно использовать укрытия (местный отсос, который полностью или частично накрывает источник загрязнений). Зачастую возникает необходимость устанавливать воздушный душ – устройство, которое направляет поток чистого приточного воздуха в область лица человека, работающего на рабочем месте. 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 отсосов нужно руководствоваться главнейшим правилом – отсос должен иметь такую форму и должен быть так расположен, чтобы вытягиваемый поток вредностей не проходил через область лица человека. Расчет системы вентиляции в общем случае проводится так: 1. Определяется количество воздуха, необходимое для эффективной работы отсосов. 2. Вытягиваемый через отсосы воздух компенсируется таким же притоком. 3. В дополнение к этому, проектируется общеобменная вентиляция с кратностью 2-3.
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.
Для промышленности большая редкость, когда в помещении выделяется только тепло, без дополнительных вредностей. 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.
На многих производствах выделяется огромное количество влаги. Ее можно убрать двумя путями – с помощью общеобменной вентиляции или с помощью местных отсосов. 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.
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 малыми 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.
Скорость в горизонтальном воздуховоде м/сек.
Аспирационные системы вытягивают очень существенное количество пыли.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.
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.
Пылеосадительные камеры (улавливают крупную пыль)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.
Циклоны (используется принцип инерции.
Тканевые и волокнистые фильтры (ячейковые, самоочищающиеся, рулонные, рукавные, сетчатые фильтры.
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.
Вентиляция металлургического цеха.
Вентиляция кузнечного цеха.
Вентиляция термического цеха.
Воздушное душирование рабочих мест, подверженных тепловому облучению.
Местные отсосы над загрузочными отверстиями, ваннами промывки, оксидирования, нейтрализации, травления, очистки, над электромасляными ваннами. Зонты над печью: Скорость воздуха через зонт -1.5(желоб выпуска чугуна, шлака, загрузочное окно)-5 (участок заливки металла в формы) м/сек. Электродуговые печи: 1 тонна – 4 000 м3/ч, 3 тонны – 5000, 6 тонн – 6000, 10 тонн – 10 000.
Вентиляция механического цеха.
В эту группу мы включаем цеха с обработкой металла на строгальных, долбежных, сверлильных, токарных, фрезеровальных, шлифовальных и др. станках, а также заточка и правка режущего инструмента.
Тепловыделения от электродвигателей, людей, солнца, аэрозоли масла и эмульсии, пары от охлаждающих жидкостей, металлическая и наждачная пыль.
Воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией.
Расчет воздуха идет на ассимиляцию теплоизбытков и влаговыделений (но не менее 30 м3/ч на одного рабочего). Приточный воздух подается сверху.
Над станками без охлаждения, над ваннами для мытья деталей, над баками для приготовления эмульсии, над шлифовальными, обдирочными станками (плюс фильтры на выброс). Удаление пыли осуществляется местными отсосами в виде кожухов или отсасывающих воронок.
Вентиляция сварочного цеха.
Газы: окислы азота, окиси углерода, озона, фтористых соединений.
Воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией.
Расчет воздуха на растворение вредностей от сварки до предельно-допустимой концентрации. Расчет ведется с учетом веса сварочных электродов, расходуемых в час. Ручная сварка – 1500-4500 м3/ч на 1 кг электродов. Полуавтоматическая сварка в углекислом газе – 1700-2000 м3/ч на 1 кг. Сварка порошковой проволокой- 2500-5400 м3/ч. В среднем, один сварочный пост расходует 5 кг электродов в час. Вытяжка – 1/3 из верхней зоны, 2/3 – из нижней.
По возможности устанавливаются местные отсосы.
Вентиляция окрасочного цеха.
Пары растворителей и разбавителей, окрасочная пыль.
Централизованное или воздушное, совмещенное с вентиляцией.
Приток на компенсацию местных вытяжек, плюс один крат. Общеобменная вытяжка не менее 1 крат из верхней зоны. В зависимости от того, тяжелее пары краски воздуха или легче, соответственно организуется и вытяжка -2/3 снизу – 1/3 сверху (или наоборот.
Местная вытяжка у окрасочных камер, столов, стендов, ванн окунания, установок струйного облива, сушильных камер, агрегатов обезжиривания.
Вентиляция гальванического цеха (вентиляция цеха металлопокрытий.
Цианистый водород, пыль, пары кислот, щелочей, электролитов, а также тепло и влага.
Воздушное, совмещенное с вентиляцией.
Все воздуховоды – из антикоррозионных материалов или покрываются антикоррозионными материалами (лаки). Приток компенсирует все местные вытяжки и общеобменную вытяжку. Во все смежные помещения подается 5% от притока для создания подпора в них. В отделениях приготовления растворов, складов хранения и развести цианистых солей требуется 3 кратный воздухообмен. Вытягиваемый воздух должен проходить фильтрацию.
Бортовые отсосы ванн. Вентиляторы взрывобезопасные. Вытяжные системы ванн с цианистыми растворами и для ванн с кислыми растворами должны быть независимыми. Местные отсосы ванн с цианистым растворами, азотной и соляной кислотами должны иметь резервные вентиляторы. Вытягиваемый воздух должен проходить фильтрацию.
Вентиляция деревообрабатывающего цеха.
Опилки, стружки, древесная пыль, теплота от прессов, пары клея, растворителей и т.п.
Воздушное, совмещенное с вентиляцией.
Приточный воздух подается в верхнюю зону рассредоточено, чаще всего через перфорированные воздуховоды. В малярном цехе общеобменная вентиляция служит для растворения неуловленных местными отсосами паров растворителей до предельно допустимых концентраций.
Местные отсосы от станков, напольные и подпольные отсосы для древесных отходов. Воздух очищается в циклонах или рукавных фильтрах. В малярном цехе – отсосы от окрасочных камер, сушильных шкафов, краскотерок. Сушильное отделение – 30м3/ч на 1 кг пара (но не менее 5 крат) – у разгрузочных ворот сушильных камер.
Вентиляция трикотажного цеха.
Вентиляция автосервисов.
Местный отсос (ф100-200 мм) от выхлопной трубы. В помещение поступает 10% выхлопа. Вытяжка: До 120 л.с. – 350 м3/ч 120-180 л.с. 500 м3/ч 180-240 л.с. – 650 м3/ч Более 240 л.с. – 800 м3/ч. Местный отсос от мойки агрегатов и деталей.
Вентиляция сварочного цеха.
При сварочных работах выделяются вредности: окислы азота, окиси углерода, озона, фтористых соединений. Вытяжная вентиляция должна максимально эффективно удалять вредности, а приточная вентиляция должна компенсировать вытяжку, разбавляя вредности до предельно допустимых концентраций (ПДК.
Расчет ведется с учетом веса сварочных электродов, расходуемых в час.Обращаем внимание на фразу максимально эффективно . Дело в том, что если взять систему, спроектированную обычным проектировщиком вентиляции и сравнить ее с системой, созданной профессиональным промышленником, то расход воздуха системы во втором случае будет существенно ниже. Ведь настоящий промышленник уделит максимум внимания воздухораспределению: каким типом местного отсоса можно захватить максимум дыма, куда подать приточный воздух, чтобы увеличить эффективность вытяжки и повысить комфорт рабочего. В нашей практике был случай, когда мы, оптимизоровав проект сварочного производства, добились эффекта, снизив расход воздуха на 20 000 м3/ч, что вылилось в эффектиность 30 000 евро.
Ручная сварка – 1500-4500 м3/ч на 1 кг электродов. Полуавтоматическая сварка в углекислом газе – 1700-2000 м3/ч на 1 кг. Сварка порошковой проволокой- 2500-5400 м3/ч.
В среднем, один сварочный пост расходует 5 кг электродов в час. Вытяжка – 1/3 из верхней зоны, 2/3 – из нижней. Отопление обычно воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией.
Стоимость вентиляции сварочного цеха в значительно степени зависит от расхода электродов. По опыту, цена составляет от 1000 до 2500 руб./кв.м.
Вентиляция на металлургических предприятиях.
На металлургических предприятиях приходится бороться не только с громадным тепловыделением в цехах. Основу всей системы промышленной вентиляции составляет аспирация, т.е. система удаления вредностей (преимущественно пыли) из цеха. Аспирационная система в обязательном порядке оснащается мощной системой фильтрации выбросов (электрофильтр, рукавный фильтр). Кроме того, нужно не забывать о том, что на металлургических комбинатах существуют целые здания-башни с оборудованием (к примеру, подача угольного топлива в доменные печи), которые должны оснащаться системой вентиляции . отопления и кондиционирования.
Тем не менее, правильная промышленная вентиляция справляется с этими задачами.Вообще говоря, проектирование и монтаж промышленной вентиляции металлургических предприятий невероятно интересная, но сложная работа. огромные расходы воздуха, вентиляторы в сотни киловатт мощности, чрезвычайно запыленный воздух, пожароопасность некоторых помещений, необходимость поддержания заданной температуры, задача обеспечить персоналу приемлемые условия, необходимость обеспечить экономное и простое обслуживание, эти и многие другие проблемы постоянно возникают в ходе проектирования и монтажа.
Вентиляция механического цеха.
В эту группу мы включаем цеха с обработкой металла на строгальных, долбежных, сверлильных, токарных, фрезеровальных, шлифовальных и др. станках, а также заточка и правка режущего инструмента.
Вентиляционное оборудование «ИНТЕХ» эксплуатируется на объектах в г.Екатеринбурге и Свердловской области.
• Техническое перевооружение цеха №3, корпус по г./пл.№90 144 бронетанковый ремонтный завод • ООО ЮРАЛ ВАЙАРИНГ СИСТЕМС (Завод радиоаппаратуры) • ОАО ЕЗ ОЦМ • ОАО Уралэлектромедь • Кондитерский цех ИП Новрузов Р.А.