Промышленные вентиляционные системы и установки

Промышленные технологии, как правило, связаны с выделением пыли, вредных веществ, тепла или влаги. Иные требуют создания определенных микроклиматических условий. Вентиляция промышленных зданий должна обеспечить условия для работы сотрудников, оборудования и решения технологических задач. И одновременно с этим соблюсти нормы экологической и санитарной безопасности.

Требования к промышленной вентиляции

Системы промышленной вентиляции рассчитаны на обработку больших объемов воздуха, высокие скорости и давление. Рассчитывая систему вентиляции промышленного здания, необходимо принимать во внимание целый ряд обязательных для исполнения требований:

• Санитарные и гигиенические. Вредные выделения как можно оперативнее локализуются и удаляются, на рабочем месте поддерживается комфортная для персонала температура;
• Акустические. Шум, издаваемый оборудованием, должен соответствовать принятым нормативам;
• Пожарные. Компоненты промышленной вентиляции для помещений подбираются и устанавливаются строго с учетом требований противопожарной безопасности;
• Эксплуатационные. При монтаже промышленной вентиляции учитывается необходимость осмотров, чисток и ремонта в будущем;
• Энергосберегающие. Оборудование должно выдавать максимальный эффект при минимальных энергозатратах;
• Экологические. Никакие промышленные выбросы не должны достигать окружающей среды.

Виды промышленной вентиляции

Различают четыре вида промышленной вентиляции:

1. Общеобменная. В процесс вовлечен весь объем воздуха помещения.
2. Местная. Обслуживает выделенную из общей площади зону.
3. Локальная. Вытягивает выбросы непосредственно с места их появления.
4. Комбинированная. Используется, если один вид не достаточно эффективен. Пример: автопокрасочная камера, в которой устанавливается локальный выдув непосредственно с места покраски и общеобменная система в помещении. Такое сочетание предотвращает распространение покрасочного тумана и паров растворителей.

При ряде технологических процессов требуются специальные типы вентиляционных систем:

• технологическая;
• противодымная;
• аварийная.

Перечисленные системы могут работать на естественной или принудительной тяге.

При естественной тяге вентиляция промышленного предприятия обеспечивается за счет земного притяжения и ветра, при принудительной за счет разнообразных механизмов, главным образом вентиляторов.

Качество и интенсивность работы естественной промышленной вентиляции зависит от погодных условий, а также наличия щелей и специальных отверстий в вертикальных ограждениях здания.

Для побуждения тяги нередко применяются дефлекторы, а активизируется воздухообмен за счет аэрации.

При принудительной системе воздушные массы двигаются по специально обустроенным воздуховодам за счет работы механизмов. Такая вентиляция промышленного помещения может быть вытяжной, приточной или приточно-вытяжной.

Высота установки приточных устройств – 1,5 – 2,0 метра от уровня пола, а вытяжных как можно выше к потолку.

Если необходимо удалить большие объемы воздуха, монтируется приточно-вытяжная промышленная вентиляция.

Содержание вредных компонентов в воздухе, удаляемом локальными системами выше, нежели в воздухе, удаляемом приточно-вытяжной промышленной вентиляцией. Потому в качестве вентиляции промышленных зданий локальные системы более эффективны.

Оборудование систем промышленной вентиляции

Общеобменная вентиляция выполняет функцию очищения воздушной среды методом разбавления загрязненного воздуха чистым. Работает по схеме приток-выдув и позволяет фильтровать отработанный воздух.

Воздух подается и удаляется эжекторами или вентиляторами по воздуховодам. Для сбора пыли оборудуют пылегазоприемники или фильтры. Воздух нагревается калориферами, охлаждается при помощи распыления влаги. В цех он подается через приточные насадки.

Местная вентиляция промышленного предприятия создает необходимый микроклимат на одном или нескольких отдельных участках.

Используются следующие установки:

• воздушный душ;
• завесы воздушные и воздушно-тепловые;
• оазисы воздушные;
• зональная вентиляция;
• вытяжные шкафы;
• кожухи защитно-обеспыливающие;
• отсосы бортовые;
• зонты вытяжные;
• панели всасывающие;
• вентиляционные установки.

Аварийная вентиляция промышленных зданий

Аварийная вентиляция используется в промышленных зданиях и помещениях при аварийных выбросах вредных или взрывоопасных веществ.

Аварийная вентиляция запускается дистанционно. В качестве оборудования используются резервные и основные коммуникации общеобменной промышленной вентиляции, а также локальные отсосы, которые работают только в аварийном режиме.

Высота размещения вытяжного аварийного оборудования зависит от удельного веса возможных выбросов. Приточные аварийные системы не предусматриваются.

Расчет промышленной вентиляции

Требования к проектированию и расчету промышленной вентиляции зависят от характера производства. Нормативы разработаны для каждого вида производства и указаны в специализированных справочниках.

Кратность воздухообмена является одним из первых показателей, необходимых для расчета промышленной вентиляции общеобменного типа. С ее помощью определяется производительность оборудования по кратности:

Р=n * h * s,

где n – необходимая кратность воздухообмена, s – площадь помещения, h – высота помещения.

Мощность обогревателя необходимо определить при расчете системы вентиляции промышленного здания:

здесь T – перепад температур воздуха на входе и выходе (из справочника), L – производительность системы,  Cv— теплоемкость воздуха объемная.

Площадь сечения воздуховодов рассчитывается так:

здесь L – производительность оборудования, V — скорость движения воздуха в системе.

Теперь можно рассчитать диаметр воздуховода:

S – площадь сечения воздуховода.

При расчетах учитываются также:

• виды загрязнений воздуха;
• одновременность работы станков;
• радиус вредных выделений;
• расход воздуха.

Для проектирования общеобменной вентиляции промышленного здания общих показателей иногда бывает достаточно. Но местные и локальные системы требуют проработки каждого элемента на каждом рабочем месте.

Расчет воздушно-тепловых завес

При расчете воздушно-тепловых завес определяются следующие показатели:

• массовый расход воздуха;
• площадь проема воздуха, закрываемого завесой;
• температура воздуха завесы;
• относительные потери теплоты завесы;
• ширина щелевого выпуска завесы;
• скорость воздуха;
• тепловая мощность завесы.

Расчет вытяжных шкафов вентиляции

Основной показатель вытяжного шкафа, определяемый при расчете системы вентиляции промышленного здания – количество удаляемого воздуха. Оно зависит от токсичности и температуры выделений и вычисляется по формуле для реакций с поглощением тепла (эндотермических):

L=u * F * 3600

где u – допустимая скорость воздуха, значение берется из справочника.

Расход воздуха в вытяжном шкафу при экзотермических реакциях (с выделением тепла) зависит от конфигурации шкафа и выделяемого тепла:

где h — высота проема, Q – выделяемое тепло, Вт, F – площадь проема.

Расчет вентиляционной вытяжной камеры

Необходимо рассчитать: сколько вредных веществ выделяется в воздух и сколько должно уходить для обеспечения безопасности рабочих. Расчет этого элемента промышленной вентиляции выполняется по каждому опасному компоненту отдельно:

здесь Gвр – объем вредных веществ, выделяющихся в камере,  Спдк и Св  — концентрация и предельно допустимая концентрация этого вещества в месте нахождения людей, Рв и Рк — плотность воздуха на рабочем месте и в общем по камере.

Предельно допустимая концентрация опасных веществ в камере – это их максимальное количество, не вызывающее профессиональные заболевания людей.

Бортовые отсосы и их расчет

Можно рассчитать эти элементы промышленной вентиляции вручную по формулам из учебника В.Н.Богословского или взять готовые цифры из справочника АЗ-782.

Монтаж промышленной вентиляции

Установка промышленной вентиляции отличается материалами и масштабами работ, а также высокими требованиями к комплектующим и качеству сборки. Поэтому многие фирмы берут на себя весь процесс от раскроя фасонных частей промышленной вентиляции до пусконаладочных работ. Только так можно гарантировать действительно первоклассный результат.

При монтаже вентиляции промышленного объекта не менее 70% площади воздуховодов должно приходиться на прямые участки. Так удается избежать потерь производительности.

Монтируя промышленную вентиляцию, обычно используют воздуховоды из металла прямоугольного или круглого сечения. Воздуховоды и фасонные части для промышленной вентиляции, раскроенные из листовой стали 1 мм толщиной, не оплавятся при температуре воздушного потока до 80 градусов и высокой влажности.

Все работы по установке промышленной вентиляции регламентируются в СНиП 3.05.01-85. Здесь есть информация о качестве материала, предельно допустимых температурах нагрева, методе проката (листового металла) и другом.

Если планируемый вид промышленной вентиляции будет транспортировать газовые смеси, устанавливаются воздуховоды с толщиной стенок не менее 1,5 мм из металла или металлопласта.

Требования к размещению воздухораспределителей:

1. Потоки приточного воздуха не пересекаются с факелами локальных отсосов.
2. Не разрешается монтировать распределители воздуха над технологическими линиями или оборудованием.
3. Приточные воздуховоды не должны мешать основному производству.
4. Распределители воздуха устанавливаются над проходами и местами работы так, чтобы от зоны нахождения людей до распределителя было минимальное расстояние.
5. Вид воздухораспределителей выбирается в соответствии с особенностями технологии производства.

Обслуживание и очистка промышленной вентиляции

Специалисты осуществляют периодическую диагностику, тестирование, ремонт, регулировку, замену фильтров разных видов и контроль показателей воздуха в системе вентиляции промышленного предприятия. Сложное вентиляционное оборудование является источником повышенной опасности, так как несвоевременная очистка вентиляционной камеры от пыли может привести к пожару на промышленном предприятии, а грязь в воздуховодах быть источником заражения болезнетворными микробами сотен людей.

Периодичность работ по обслуживанию и чистке промышленной вентиляции зависит в первую очередь от интенсивности использования. Так, на фабрике по сборке мебели очистки и осмотры проводятся 1 раз в 6 месяцев.  Тогда как на заводах пищевой промышленности приточно-вытяжная вентиляция очищается и дезинфицируется каждый месяц.

Организацией сервисного обслуживания, диагностики и очистки вентиляции промышленного предприятия занимается руководство. Ведь от чистоты воздуха в цехах зачастую зависят здоровье и трудоспособность сотрудников, работа оборудования и состояние экологии.

Очисткой и обслуживанием промышленной вентиляции имеют право заниматься лишь фирмы, обладающие специальной лицензией, сертификатами и допусками.

А вот что представляет собой процесс очистки вентиляции на крупном заводе: