Промышленная вентиляция: требования, системы, задачи и особенности

Местная вытяжная вентиляция

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которым они должны удовлетворять: место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто; конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда; вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль — вниз);

Конструкции местных отсосов делят на группы: полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты) — объемы воздуха определяются расчетом; открытого типа (бортовые отсосы) — отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха. Основными элементами такой системы являются местные отсосы — укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ — вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

Фильтры карманные Серии ВЕНТС ФБК

Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается при небольшом объеме удаляемого воздуха достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта.

Местные системы не могут решить всех задач вентиляции: не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами, например, вредные выделения, рассредоточенные на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, если работа производится на всей площади помещения или она связана с перемещением и т.д.

Общеобменные системы вентиляции, как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части. Такие системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

Вентиляция металлургического цеха

Расчет вытяжной вентиляции цеха основывается на удалении теплоизбытков от доменных печей. Кроме того, аспирационные устройства предназначены для отведения избыточного количества пыли, образующегося, например, при использовании твердого топлива (уголь). Система аспирации оснащается электрофильтрами, рукавными фильтрующими устройствами, которые отличаются высокой производительной мощностью. Отделения подачи топлива к доменным печам оборудуются системами отопления, кондиционирования, вентилирования.

Примеры расчета расхода воздухопотока основываются на учете факторов:

применение вентиляторов мощностью несколько сотен кВт;
чрезмерная запыленность воздушной среды;
опасность возникновения пожара в некоторых зонах;
необходимость обеспечения приемлемых условий труда персонала;
поддержание заданных температурных параметров;
обеспечение простого, малозатратного техобслуживания.

Этапы монтажа

Проектирование и монтаж систем промышленной вентиляции подчиняются общему алгоритму проектирования и монтажа различных систем. Всю процедуру установки промышленной вентиляции можно условным образом разделить на три этапа:

А) подготовительный период – расчеты, проектирование, подбор оборудования, поставка комплектующих;

Б) монтажные работы – сборка системы воздуховодов, установка оборудования, сборка электрического щита, подключение;

В) пуско-наладочные работы – испытание, проверка работоспособности и сдача в эксплуатацию.

Остановимся на подробном алгоритме работ.

Подготовка проектной документации после получения от заказчика исходной документации и технического задания, в которых изложено что нужно сделать и какие требования предъявляются.
Согласование графика производства работ с заказчиком.
Проверка и изучение рабочей документации.
Производство и поставка материалов, вентиляционного оборудования и т.д. Подготовка и утверждение с заказчиком организационных вопросов производства работ.
Прием помещений под монтаж.
Проведение монтажных и скрытых работ. Прокладка сетей воздуховодов в соответствии с проектом.
Индивидуальные испытания вентиляционных установок и прочего оборудования.
Пуско-наладочные работы (все параметры, в частности расход воздуха, должны быть выставлены в соответствии с проектом). Проводятся монтажниками высшей квалификации или инженерами.
Комплексные испытания (испытание совместно работающих систем во всех режимах).
Сдача в эксплуатацию (передача документации, при необходимости обучение персонала).
Необходимо заметить, что по завершению каждого пункта приведенного выше алгоритма подписываются акты о проведении работ.
Процедура проектирования и монтажа систем промышленной вентиляции должна соответствовать Государственным и Отраслевым стандартам (ГОСТ и ОСТ) «Монтаж систем промышленной вентиляции и кондиционирования воздуха» ОСТ 36-134-86.

Остановимся подробнее на главных аспектах всех трех этапов установки систем промышленной вентиляции.

Виды производственной вентиляции

Все промышленные установки делятся на несколько групп, в основе которых лежат принцип работы, направление движения воздушных потоков и площадь охвата.

По принципу работы

есть два типа – естественная и принудительная вентиляция.

Естественная создает циркуляцию воздушных потоков, основываясь на разнице температур и давления, а также плотности воздуха с улицы и внутри помещения – холодный воздух тяжелее теплого, и он вытесняет его из помещения. Это осуществляется через специальную систему вентиляционных отверстий. Процесс можно настраивать под определенные требования, используя задвижки или форточки.

На фото: Естественная и принудительная вентиляция

Но работа таких систем очень сильно зависит от внешних факторов – время года, сила ветра, давление. Поэтому они не подходят для некоторых видов производств, особенно для тех, деятельность которых сопровождается вредными выбросами в атмосферу.

Искусственная или принудительная вентиляция более эффективна для решения задач воздухообмена в промышленном секторе. Внешние факторы не оказывают на ее работу никакого влияния, весь процесс обеспечивает специальное оборудование для подачи и отведения воздушных масс. Такие системы способны улавливать выбросы вредных веществ и предотвращать их распространение, а также очищать, увлажнять, сушить или прогревать воздух. Могут быть с подогревом воздуха и без него.

По направлению движения воздушного потока

существуют приточные, вытяжные и приточно-вытяжные системы промышленной вентиляции.

Приточная установка обеспечивает поступление в производственные помещения свежего воздуха с улицы за счет вытеснения холодными воздушными массами теплых.

На фото: Приточная, вытяжная и приточно-вытяжная системы

Вытяжная вентиляция отвечает за удаление отработанного загрязненного воздуха из здания. Это чаще всего механическая система с принудительным побуждением, поскольку естественным образом обеспечить вывод воздушных масс затруднительно.

Приточно-вытяжная установка эффективно решает обе задачи, описанные выше. Она создает циркуляцию воздуха, нагнетая в помещение воздушные потоки с улицы и выводя отработанные наружу.

По площади охвата

и решения задач выделяют общеобменную, местную и аварийную систему.

Первый вид установки обеспечивает циркуляцию воздуха во всем помещении производственного цеха. Качественно очищает объекты, на которых установлена, от вредных примесей, способствует нормализации уровня влажности и температурных значений.

На фото: Местная, общеобменная и аварийная система вентиляции

Местная система обеспечивает воздухообмен в отдельных зонах предприятия, где наблюдается выброс в атмосферу токсинов, газов и других неблагоприятных веществ. Такие установки монтируют непосредственно над источником загрязнения. Используются как дополнительный элемент к общей вентиляционной системе.

Аварийные системы устанавливают в точках, где существует угроза возникновения внештатной ситуации с выбросом токсичного дыма, ядовитых примесей и т.д.

Вытяжные установки

Наиболее популярной системой среди вентиляционного местного оборудования является вытяжка. Такое устройство обеспечивает утилизацию загрязненной воздушной массы из обслуживающей зоны. Такие системы используются как на производстве, так и в домашних условиях. Одним из примеров домашнего оборудования, является кухонная вытяжка. На производстве, вариантов таких устройств несколько. Все они должны отвечать определенным требованиям, к которым относят:

Максимальную «укрытость» зоны работы. Загрязнения должны максимально быстро и беспрепятственно покидать рабочую зону.
Конструктивные особенности, позволяющие применять оборудование в наиболее удобном положении, которое не мешает рабочему производственному процессу.
Естественный вывод загрязнений. Пыль имеет свойство оседать вниз, поэтому ее следует утилизировать именно снизу. Газообразные загрязнения же распространяются с потоком воздуха, поэтому их лучше всего удалять сверху или со стороны.

Нельзя забывать и про то, что вентиляционное оборудование может иметь разные механизмы работы. Самые сложные обладают несколькими фильтрами очистки. Такая система не только удаляет загрязнения, но и фильтрует их, перед тем как вывести в атмосферу. Другие аппараты способны качественно очистить воздух при минимальных его расходах. К таким устройствам относят местные отсосы. Они бывают открытыми, закрытыми и полузакрытыми. Каждый тип отсосов обеспечивает необходимое удаление загрязнений при тех или иных работах.

Проведение расчетов необходимости применения того или иного локального вентиляционного оборудования в условиях производства «лежит на плечах» отдельных инженеров по технике безопасности и охране труда. Любому человеку, провести правильные расчеты без знания всех особенностей рабочего процесса будет очень сложно. К тому же,многие нормы и правила используются для условий работы отдельных отраслей промышленности.

Роль очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах

В современных вентиляционных системах огромную роль играет очистка загрязненного воздуха. Она бывает нескольких типов:

Гравитационная. Как правило, это пылеосадочные камеры, которые применяются на производствах с сильным пылеобразованием. Они применяются для осаждения наиболее крупных частиц, в воздухе.
Инерционная, сухого типа. Они могут быть циклонные и жалюзийные. Различаются по конструкции и компактности, но служат для очистки воздуха от неслипающейся пыли.
Инерционная, мокрого типа. Эффективно удаляют пыль из воздуха методом его увлажнения.
Тканевые фильтры. Они очищают воздух, накапливая его в специальной ткани.
Пористые воздушные фильтры имеют свойство накапливать большое количество загрязнений из воздушного потока, в многочисленных порах фильтрующего элемента.
Электрофильтры очищают воздух от механических примесей посредством их электрического заряда, после чего, загрязнения оседают на одном из электродов фильтра.

Существуют сорбционно-каталитические, акустические, плазмокаталитические фильтры, которые применяют для очистки воздуха в промышленных вентиляционных системах.

Основные этапы проектирования промышленной вентиляции

В проектировании промышленной вентиляции решающими факторами, которые влияют на выбор оборудования и его монтаж являются:

Расчет воздухооборота в каждом производственном помещении.
Основная задача, которую должна решать вентиляционная система.
Локализация выделяемых вредных веществ и ее предельно допустимые значения.
Выбор систем очистки воздушных потоков.
Технико-экономическое обоснование предполагаемого приточно-вытяжного оборудования.

Проектирование состоит из следующих основных этапов:

Составление технического задания. Заказчик самостоятельно или с помощью специалистов занимается его разработкой. В тех.задании учитывается множество факторов, такие как: планировка производственных помещений, материал, из которых изготовлена постройка, толщина стен, количество и график работы персонала, некоторые особенности технологического процесса.
Расчеты, которые производит инженер-проектировщик промышленных вентиляционных систем, руководствуясь нормативными документами и существующими стандартами. В расчеты входят такие значения как: Воздухообмен – это с какой периодичностью, воздух в помещении будет полностью заменяться на новый. Основным показателем этого значения будет .
Климатические параметры для конкретной постройки. Расчеты производятся отдельно для холодного времени года, для переходного периода и для теплого времени года. Заказчик проекта сам определяет в тех. задании, какие микроклиматические показатели он хотел бы получить.
Воздуховоды. Благодаря расчету воздуховодов выбирается оптимальный вариант материала, из которого они должны быть изготовлены, их сечения и формы.

Следующий этап проектирования — это выбор оборудования. Здесь учитываются экономическое обоснование целесообразности применения того или иного типа оборудования, произведенные ранее расчеты, особенности планировки помещения и технологического процесса.
Завершающий этап проектирования вентиляции промышленного объекта – это составление чертежей, схем, графиков и пояснительных записок. На основании этого, инженер проектировщик составляет технико-экономическое обоснование всего проекта.

Лекция 7. Вентиляция

1.Вентиляция производственных помещений

2.Назначение и классификации систем вентиляции

3.Естественная вентиляция

4.Искусственная вентиляция

Принципы проектирования

Современный рынок инженерных систем предлагает огромный выбор различных вентиляционных систем, которые дают возможность создать на рабочем месте наиболее комфортные условия. Выбранная технологическая схема должна удовлетворять некоторым базисным критериям, а именно:

экономичность;
эффективность;
надежность;
быстроокупаемость.

Важно понимать, что установкой систем промышленной вентиляции обязательно должны заниматься только специалисты с соответствующим уровнем квалификации и опытом, однако стоит обратить внимание на общие принципы проектирования и монтажа систем промышленной вентиляции

Виды промышленной вентиляции

Такая естественная вентиляция производственных помещений основана на естественной тяге воздуха, на появление которой влияют следующие факторы:

Разность наружных температур воздуха и температуры внутри помещений (аэрация).
Разность атмосферного давления между нижним уровнем в помещении и вытяжкой, которая монтируется на крыше.
Скорость и давление ветра.

Организация работы естественной вентиляции помещений не потребует значительных вливаний в оборудование. Установка естественной вентиляции – самая простая из существующих систем и не требует подвода электричества. Недостатки – зависимость от значений температуры, давления, направления и скорости ветра. Точный расчет естественной вентиляции производственных помещений производится по формулам:

Эффективная вентиляция и кондиционирование производственных помещений рассчитывается по кратности воздухообмена (L , м³/ч):

L = n ˣ S ˣ H

1. , где:

n – кратное число воздухообмена для конкретного помещения. Обычно для квартир и домов n=1, а для складов, торговых или производственных площадей n=2. S – площадь, м². H – высота, м.

Производительность вентиляции по количеству находящихся в помещении людей (L , м³/ч):

L = N ˣ Lнорм, где:

N – номинальное количество посетителей помещения. Lнорм — расход воздуха на человека, м³/ч. Для одного человека Lнорм = 20-60 м³/ч.

Этапы подготовки проекта

Перед монтажом проводится проектирование общей и локальной вентиляции в помещениях и цехах

Проектирование установок промышленной вытяжки начинается с подготовительного этапа – сбора всей необходимой документации, включая схемы и эскизы разрабатываемого комплекса. От правильности организации и проведения этой стадии работ во многом зависит успех создания надежной и эффективной системы вентиляции промышленных помещений. Подготовительный этап с грамотно проведенным расчетом системы определяет такие ее показатели:

стоимость всей установки в целом;
рабочие характеристики;
удобство монтажа и эксплуатации.

Основной фактор, учитываемый при сборе информации – надежность разрабатываемой системы. Любая ошибка на этом этапе приводит к необходимости повторной проработки проекта и к дополнительным расходам.

Приступать к следующей стадии допускается лишь после того, как собрана вся необходимая информация, а также:

определено предназначение объекта (помещения) согласно генеральному плану строительства;
учтены все размеры;
готовы детально проработанная схема и полный комплект исполнительных чертежей.

На этом этапе также потребуется учесть все детали и особенности объекта, специфику его дизайна и обоснованность выбранных технологических решений.

Технические условия

Технические условия вентиляции определяются в соответствии с предназначением здания

При подготовке проекта промышленной вентиляции разработчиками учитываются особенности помещений, входящих в состав объекта и касающиеся норм и требований противопожарной безопасности. С помощью специального программного обеспечения проектировщиками прорабатываются основные моменты, относящиеся к конструктивной стороне вопроса. Последние оформляются в виде технических условий (ТУ), включающих следующие пункты:

состав системы вентилирования с указанием полного наименования компонентов и их типоразмеров;
конструктивные характеристики СВ, включая схемы разводки воздуховодов;
аэродинамические особенности разрабатываемого комплекса;
акустические характеристики с указанием необходимости дополнительной изоляции воздушных каналов и другие вопросы.

Виды производственной вентиляции

Классификация промышленного вентилирования проводится по критериям локализации, направленности и способа функционирования. Рассмотрим подробнее.

По принципу функционирования

Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Особенности эксплуатации систем вентиляции

Со временем работа любой вентиляционной системы становится менее эффективной из-за загрязнений, скапливающихся на протяжении долгих лет, особенно на фильтрующих элементах.

Кроме того, необходимо осуществлять регулярное техобслуживание такого оборудования, а также проводить систематическое тестирование на предмет выявления неисправностей на ранних стадиях, чтобы своевременно их устранить.

Осуществлять такие мероприятия и анализировать работоспособность системы могут только профильные специалисты, знающие все тонкости устройства вентиляционного оборудования.