CC BY
68Устройства и системы промышленной вентиляции
Белехов Александр Николаевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры технико-экономических систем. Российский экономический университет имени Плеханова, [email protected]
Для обеспечения нормальных условий труда в малых и больших производственных помещениях с различными режимами рекомендованы соответствующие устройства и системы, которые создают условия соответствующего микроклимата на рабочих местах. Микроклимат в производственных условиях определяется различными параметрами, такими как температура, относительная влажность и скорость движения воздух. Некоторые из этих параметров должны находиться в определённых предельно допустимых нормах (ПДК). Отступление от этих норм (повышение или понижение) приводит к нарушению условий труда. В таких условиях рабочие (сотрудники) с течением времени приобретают профессиональные заболевания, даже если один из параметров не соответствует предельно допустимой норме. Для решения этой проблемы используются соответствующие детекторы и системы, которые в первую очередь объясняют увеличение производительности предприятия и улучшения охраны труда и техники безопасности. В работе представлены данные по рекомендуемому оборудованию и способам вентиляции для различных процессов производств. Материал также полезен проектировщикам и организаторам новых предприятий.
Ключевые слова: промышленная вентиляция; вредные вещества -газообразные, твёрдые; малые, средние предприятия; устройства и системы вентиляции; обеспечение условий труда; замечания по устройствам, рекомендации.
Организация труда на предприятиях пищевых производств должна осуществляться по координационным планам по решению научно-механических проблем. В первую очередь они связаны с увеличением производительности предприятия и улучшения охраны труда и техники безопасности.
Учитывая тенденцию к расширению средних предприятий (до 5) по производству мясных, хлебных продуктов и имеющих для работы предприятия 45 наименований технологического оборудования. Из этого количества 39 выпускается серийно; 6 единиц куплено. Такое разнообразие машин и аппаратов вызывает необходимость в разработке проектов типизации и оптимизации решений для участков цехов по вентиляции в соответствии с типовыми нормами. Основными показателями системы вентиляции являются:
- температура и относительная влажность воздуха в рабочей зоне производственных помещений, связанных с технологической необходимостью для сырья и готовой продукции. Особого внимания заслуживают отделения с обжарочными установками, пищевароч-ными котлами и термо-камерами.
- предельное содержание вредных веществ в воздухе, в рабочей зоне помещения. К ним относят вредные газы, твёрдые и жидкие микрочастицы.
В работе представлены данные по рекомендуемому оборудованию и способам вентиляции для различных процессов производств.
Оборудование для вентиляционных систем.
Вентиляторы - это воздуходувные машины, создающие определённое давление в вентиляционной сети не более 12кПа. Наиболее распространёнными являются осевые и радиальные (центробежные) вентиляторы.
Осевой вентилятор представляет собой лопаточной колесо, расположенное в цилиндрическом кожухе. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум.
Радиальный (центробежный) вентилятор состоит из спирального корпуса с размещенным внутри лопаточным колесом.
В зависимости от состава перемещаемого воздуха вентиляторы изготовляют из определённых материалов и различной конструкции:
1) обычного исполнения для перемещения чистого воздуха, изготавливаются из обычных сортов стали;
2) антикоррозионного исполнения - для перемещения агрессивных сред (хромистые и хромоникеле-вые стали, винилпласт);
3) искрозащитного исполнения - для перемещения взрывоопасных смесей (содержащих водород, ацетилен и т.п.), основные детали изготавливаются из алюминия и дюралюминия, устанавливается сальниковое уплотнение на валу;
4) пылевые - для перемещения загрязнённого пыльного воздуха; рабочие колёса изготавливают из материалов повышенной прочности, они имеют мало (4-8) лопаток.
О В I» £
55 П П Н
о ы
а
а
«
а б
Эжекторы применяют в вытяжных системах в тех случаях, когда необходимо удалить очень агрессивную среду, пыль, способную к взрыву не только от удара, но и от трения, или легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т.д.). Недостатком эжектора является низкий к.п.д., не превышающий 0,25. Схема эжектора на рис.1
с—^ —1
\ \
У
/
1 - лмдух от компрессора
2 - сипло
Л - кпмерй рагреження
4 - конфузор
5 - камера смешенаа
6 - днффуюр снижения
давления
11 помещеная
Рис. 1. Эжектор
Устройства очистки воздуха. Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой. Для грубой и средней очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании сил тяжести или инерционных сил: пылеосадительные камеры, циклоны.
Пылеосадительные камеры (рис. 2) применяют для осаждения крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм. Скорость воздуха в поперечном сечении корпуса 2 не более 0,5 м/с. Поэтому габариты камер получаются довольно большими, ограничивает их применение.
Рис. 2. Пылеосадительная камера:
1 - входной патрубок; 2- корпус; 3- выходной патрубок; 4- бункер
Циклоны применяют для очистки воздуха от сухой неволокнистой и неслипающейся пыли (рис. 3).
В отдельных производствах для средней и тонкой очистки воздуха широко используются фильтры, в которых запылённый воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы. В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.
Вентиляция с помощью дефлекторов представляет собой специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию
ветра. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объёма, а также для местной вентиляции, для вытяжки горячих газов от тепловых печей.
Зоныценный гаг
1 - сходной патрубок',
2 - выхлопная труба;
' цилиндрическая часть; 4 - коническая часть; 5- патрубок выхода ныли
Рис. 3. Схема циклона
В настоящее время наибольшее распространение получил дефлектор ЦАГИ (рис. 4)
1 - диффузор;
2 - цилиндрическая
обечайка;
3 - колпак;
4 - конус;
5 - патрубок;
Рис. 4 Дефлектор ЦАГИ
Ветер, обдувая обечайку дефлектора, создает разрежение на большей части его окружности, вследствие чего воздух из помещения движется по воздуховоду и патрубку 5 и затем выходит наружу через кольцевые щели между обечайкой 2 и краями колпака 3 и конуса 4. Эффективность работы дефлекторов зависит главным образом от скорости ветра, а также высоты установки их над коньком крыши.
Принимая во внимание многообразие оборудования пищевых производств, можно сделать вывод о необходимости инженерных решений по охране труда и технике безопасности. Наиболее приемлемы для производств малой и средней мощности схемы вентиляции (рис. 4, 5, 6).
При работе вытяжной системы чистой воздух поступает в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях, это обстоятельство является серьёзным недостатком данной системы вентиляции.
Отдельное значение имеют:
- приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией (рис 5, в) характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения 10 вытяжной системой, частично повторно подают в это помещение через приточную системы, соединённую с вытяжной системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится в участке 12. В результате использования такой системы достигается экономия расходуемого на нагрев воздуха тепла в холодное время года и на его очистку.
/
Рис. 5. Механическая вентиляция
а) - приточная; б) - вытяжная; в) - приточно-вытяжная.
Для рециркуляции разрешается использовать воздух помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4 классу опасности, причём концентрация этих веществ в подаваемом в помещение воздухе не превышает 0,3 концентрации ПДК.
Системы вентиляции.
Вентиляция как система бывает приточной (для подачи), вытяжной (для удаления), или приточно-вытяжной в зависимости от того, для чего служит система и по исполнению:
Естественная вентиляция
Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра.
При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений (инфильтрация, через окна).
Организованная естественная вентиляция
осуществляется аэрацией и дефлекторами, и поддаётся регулировке.
Аэрация. Осуществляется в холодных цехах за счёт ветрового давления, а в горячих цехах за счёт совместного и раздельного действия гравитационного и ветрового давлений. В летнее время свежий воздух поступает в помещение через нижние проёмы, расположенные на высоте от пола (1-1,5 м), а удаляется через проёмы в фонаре здания.
Преимуществом аэрации является то, что большие объёмы воздуха подаются и удаляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Система аэрации значительно дешевле механических систем вентиляции.
Недостатки: в летнее время эффективность аэрации снижается вследствие повышения температуры наружного воздуха; поступающий в помещение воздух не обрабатывается (не очищается, не охлаждается).
Механическая вентиляция. В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами.
Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов (рис. 5 а): воздухозаборное устройство 1 для забора чистого воздуха; воздуховоды 2, по которым воздух подаются в помещение; фильтры 3 для очистки воздуха от пыли; калориферы 4 для нагрева воздуха; вентилятор 5; приточные насадки 6; регулирующие устройства, которые устанавливаются в воздухопри-емном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.
Вытяжная вентиляция. Установки вытяжной вентиляции включают в себя (рис. 5 б): вытяжные отверстия или насадки 7; вентилятор 5; воздуховоды 2; устройство для очистки воздуха от пыли и газов 8; устройство для выброса воздуха 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши.
Отдельная специфика системы - местная вентиляция и по месту действия будут изложены в последующих публикациях.
Литература
1. Вентиляционное оборудование // [Электронный ресурс] - режим доступа. - URL: http://www.ruclimat.ru/catalog/ (дата обращения 12.05.2013).
2. Интеллектуальная система управления инженерными системами // [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://www.dom-intel.rumagazin/oborudovanie/kontrollery/beckhoff-bx9000.html (дата обращения 12.05.2013).
3. Климатические и вентиляционные системы // [Электронный ресурс] - Режим доступа. -URL:http://www.vipvozduh.ru/ index_page_161.html (дата обращения 4.04.2013).
4. Принципы выбора систем кондиционирования воздуха и вентиляции // [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://www.climatepiter.com (дата обращения 23.04.2013).
5. Системы вентиляции и кондиционирования // [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http:// www.frvrklimat.ru/catalog (дата обращения 23.04.2013).
6. Стомахина Г.И. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Справочное пособие./ Г.И. Стомахина М.: Пантори, 2003, - 275 с.
Devices and systems (processes) of industrial ventilation Belekhov A.N.
Plekhanov Russian University of Economics
To ensure normal working conditions in small and large industrial compartments with variable schedule, are recommended appropriate devices and systems, providing condition of correct microclimate in staff area. Microclimate in industrial conditions is determined by following parameters, such as temperature, relative humidity and velocity of air movement. Some of these parameters should be located in certain maximum allowable rate (PDK). Changing of this rate (increase or discrease) results to labour conditions infringements. In such circum-
3 3
0
R >
£
3
R m П 1
N
stances, workers (employees) over time get occupational diseases, even if one of the parameters does not correspond to the maximum allowable rate. As a solution of this problem special detectors and systems are used, which, in-first, explane growth of productivity of the enterprise and positive changes in sphere of labor security and safety. This article contains recommendations on equipment and types of ventilation systems for different process of production. Material of this article would be useful for planners and founders of new facilities.
Key words: industrial ventilation; harmful substances - gasiform, solid; small, average facilities; devices and systems of ventilation; procuring of working conditions; comments on the devices, recommendations.
References
1. Ventilation equipment // [web resource] - access mode. - URL:
http://www.ruclimat.ru/catalog/ (date of check 12.05.2013).
2. Smart system of engineer systems control // [web resource] - Access
mode. - URL:http://www.dom-
intel.rumagazin/oborudovanie/kontrollery/beckhoff-bx9000.html (date of check 12.05.2013).
3. Climatic and ventilation systems // [web resource] - Access mode. -
URL:http://www.vipvozduh.ru/ index_page_161.html (date of check 4.04.2013).
4. The principle of selection of air condition and ventilation systems //
[web resource] - Access mode. - URL:http://www.climatepiter.com (date of check 23.04.2013).
5. Ventilation and air condition systems // [web resource] - Access mode.
- URL: http://www.frvrklimat.ru/catalog (date of check 23.04.2013).
6. Stomakhina G.I. - Heating, ventilation and air condition: Handbook./
G.I. Stomakhina, M.: Pantori, 2003, - 275 ^
