Борьба с загрязнением воздуха на производстве особенности производственной вентиляции реферат

Обновлено: 28.04.2024

Методы очистки воздуха на промышленных предприятиях

В этой статье мы кратко рассмотрим способы очистки атмосферного воздуха, которые применяются в промышленности, классифицируем и дадим их краткое описание.

История глобального загрязнения

Всю свою промышленную историю человечество в той или иной мере загрязняло окружающую среду. Причем, не стоит думать, что загрязнение — изобретение 19-20 века. Так уже в 13-14 веке китайские литейщики серебра хана Хубилая сжигали колоссальное количество дров, тем самым загрязняя землю продуктами горения.Причем, по оценкам археологов, скорость загрязнения была в 3-4 раза больше, чем в современном Китае, который, как известно, не ставит экологичность производства на первое место.

Однако, после промышленной революции с появлением промышленного районирования, развития тяжелой промышленности, роста потребления нефтепродуктов, загрязнение природы, и в частности атмосферы стало глобальным.

Динамика выброса углерода в атмосферу

К концу 20 века, по крайней мере в развитых странах, пришло осознание необходимости очистки воздуха, и понимание того, что от экологии зависит благополучие не только отдельных стран, но и человека как вида.

Началось глобальное движение за законодательное ограничение выбросов в атмосферу, что в итоге было закреплено в Киотском протоколе (был принят в 1997), который обязывал подписавшие страны квотировать вредные выбросы в атмосферу.

Помимо законодательства совершенствуются также и технологии — сейчас благодаря современным устройствам для очистки воздуха можно улавливать до 96-99% вредных веществ.

Законодательное обоснование применения систем очистки воздуха на промышленных предприятиях

Виды и меры наказания для нарушителей экологического права содержится в Гражданском и Трудовом кодексе РФ.

В случае загрязнения воздуха, следующие наказания предусмотрены для нарушителей:

За выброс вредных веществ в атмосферу устанавливаются штрафы: для предпринимателей от 30 до 50 тысяч рублей, для юридических лиц — от 180 до 250 тысяч рублей.

За нарушение условий специального разрешения на выброс вредных веществ устанавливается штраф для юридических лиц от 80 до 100 тысяч рублей.

Области применения систем очистки воздуха

Средства для очищения воздуха в том или ином виде есть на каждом промышленном производстве. Но особенно они актуальны для:

Предприятий металлургической сферы, которые выбрасывают в атмосферу:

черная металлургия — твердые частицы (сажа), оксиды серы, оксид углерода, марганец, фосфор, пары ртути, свинец, фенол, аммиак, бензол и т.д.

цветная металлургия — твердые частицы, оксиды серы, оксид углерода, другие токсичные вещества.

Горно обогатительных комбинатов, которые загрязняют атмосферу сажей, оксидами азота, серы и углерода, формальдегидами;

Нефтеперерабатывающих комплексов — в процессе работы выбрасывают в атмосферу сероводород, оксиды серы, азота и углерода;

Химических производств, которые выбрасывают высокотоксичные отходы — оксиды серы и азота, хлор, аммиак, фторовые соединения, нитрозные газы и т.д.;

Предприятий энергетики (тепловых и атомных электростанций) — твердые частицы, оксиды углерода, серы и азота.

Задачи, которые выполняют системы воздухоочистки

Основные задачи любой системы очистки атмосферного воздуха на предприятии сводятся к:

Улавливанию частиц — остатков продуктов горения, пыли, аэрозольных частиц и т.д. для их последующей утилизации.

Отсеиванию посторонних примесей — пара, газов, радиоактивных компонентов.

Улавливанию ценных частиц — отсеивание от основной массы частиц, сохранение которых имеет экономическое обоснование, к примеру оксидов ценных металлов.

Классификация основных методов очистки воздуха

Стоит сразу отметить, что универсального способа не существует, поэтому на предприятиях нередко используются многоступенчатые методы очистки воздуха, когда применяется несколько способов для достижения лучшего эффекта.

Виды очистки воздуха можно классифицировать как по способу работы:

Химические методы очистки загрязненного воздуха (каталитическиее и сорбционные методы очистки)

Механические методы очистки воздуха (центробежная очистка, очистка водой, мокрая очистка)

Физико-химические методы очистки воздуха (конденсация, фильтрование, осаждение)

Так и по тому типу загрязнения:

Аппараты для очистки воздуха от пылевогозагрязнения

Аппараты для очистки от газового загрязнения

Теперь рассмотрим сами методы.

Основные способы очистки воздуха от взвешенных частиц

Осаждение — посторонние частицы отсеиваются от основной массы газа за счет воздействия определенной силы:

Инерционных сил в аппаратах-циклонах, в инерционных пылеуловителях в механических сухих пылеуловителях.

Примеры пылеосадительных камер

Фильтрование — посторонние частицы отсеиваются при помощи специальных фильтров, которые пропускают основную массу воздуха, но задерживают взвешенные частицы. Основные типы фильтров:

Рукавные фильтры — в корпусе таких фильтров расположены рукава из ткани (чаще всего используется орлон, байка или стекловолоконная ткань), через которые проходит поток загрязненного воздуха из нижнего патрубка. Грязь оседает на ткани, а чистый воздух выходит из патрубка в верхней части фильтра. В качестве профилактики, рукава периодически встряхиваются, грязь с рукавов падает в специальный отстойник.

Керамические фильтры — в таких устройствах используют фильтрующие элементы из пористой керамики.

Масляные фильтры — такие фильтры представляют собой набор отдельных ячеек-кассет. Внутри каждой ячейки располагаются насадки, которые смазываются специальной смазкой с высокой вязкостью. Проходя через такой фильтр, частицы грязи прилипают к насадкам.

Пример рукавного фильтра

Электрические фильтры — в таких устройствах газовый поток проходит через электрическое поле, мелкодисперсные частицы получают электрический заряд, после чего оседают на заземленных осадительных электродах.

Пример электрического фильтра

Мокрая очистка — посторонние частицы в газовом потоке осаждаются при помощи водяной пыли или пены — вода обволакивает пыльи с помощью силы тяжести стекает в отстойник.

Чаще всего для мокрой очистки газа используются скрубберы — в этих устройствах поток загрязненного газа проходит через поток мелкодисперсных капель воды, они обволакивают пыльи под действием силы тяжести оседают и стекают в специальный отстойник в виде шлама.

Существует около десяти типов скрубберов, различающихся по конструкции и принципу работы, отдельно стоит выделить:

1. Скрубберы Вентури — имеют характерную форму в виде песочных часов. В основе работы таких скрубберов — уравнение Бернулли — увеличение скорости и турбулентности газа вследствие уменьшение площади потока. В точке максимальной скорости, в центральной части скруббера, газовый поток смешивается с водой.

2.Форсуночные полые скрубберы — конструкция такого скруббера представляет полую цилиндрическую емкость, внутри которой расположены форсунки для распыления воды. Капли воды захватывают частицы пыли и под действием силы тяжести стекают в отстойник.

Схема форсуночного полого скруббера

3.Пенно-барботажные скрубберы — внутри таких скрубберов расположены специальные барботажные насадки в форме решетки или тарелки с ответсвиями, на которой находиться жидкость. Поток газа, проходя через жидкость на большой скорости (более 2 м/с), образует пену, которая успешно очищает поток газа от посторонних частиц.

4.Насадочные скрубберы, они же башня с насадкой — внутри таких скрубберов расположены различные насадки (седла Берля, кольца Рашига, кольца с перегородками, седла Берля и т.д.), которые увеличивают площадь соприкосновения загрязненного воздуха и очищающей жидкости. Внутри корпуса также расположены форсунки для орошения потока загрязненного газа.

Пример насадочного скруббера

Основные способы очистки воздуха от посторонних газов

Абсорбция — поглощение газа жидкостью с помощью растворения или же избирательной химической реакции.

Абсорбция бывает полной (газ растворяется полностью) или частичной (растворяется только часть газа). На уровень абсорбции влияют как химические факторы — тип поглощающей жидкости и газа, так и физические факторы — площадь соприкосновения газа и жидкость, температура и давление в рабочей камере.

Процесс абсорбции протекает в специальных устройствах — абсорберах, которые представляют из себя вертикальный корпус, внутри которого располагается тарелкообразные насадки, на которые поступает жидкость. Газ, контактируя с жидкостью, абсорбируется, после чего очищенный воздух выводиться в атмосферу.

Адсорбция — процесс поглощения газа из воздушного потока твердым веществом (адсорбентом). На сегодняшний день, самыми популярными адсорбентами являются активированный уголь и оксидные адсорбенты. Как и в случае с абсорбцией, качество очистки зависит от исходного материала, применяемого адсорбента, а также от физических показателей — температуры и давления (идеальные условия — низкая температура и высокое давление в рабочей камере).

Адсорбционная установка — аппарат для очистки воздуха путем адсорбции, представляет из себя емкость заполненную адсорбентом. Загрязненный поток газа подается под давлением на рабочую поверхность, очищенный газ выводится через патрубок в верхней части аппарата. Стоит отметить, что поглощающая способность адсорбера ограничена, тут можно провести аналогию с фильтром, который со временем забивается. Для достижения непрерывной работы существуют сдвоенные адсорбционной установки, которые состоят из двух емкостей работающих поочередно — пока в одной емкости очищается газ, в другой регенерирует адсорбент и наоборот.

Пример сдвоенной адсорбционной установки

Сжигание — способ очистки газа путем термической обработки. Очень эффективен для удаления горючих органических компонентов из газовой среды (например, попутного газа). Способ простой и действенный, но имеющий свои недостатки, так в процессе горения выделяется углекислый газ, оксид серы, хлористый водород и оксид азота, так что для полной очистки исходного материала потребуются дополнительные очистные средства.

Сжигание газа происходит в специальных печах, температура в рабочей камере примерно 600-800 градусов Цельсия. Для предотвращения образования сажи в рабочую камеру подают водяной пар, который улавливает мелкодисперсные частицы.

Пример печи для сжигания

Конденсация — метод очистки воздуха путем конденсирования необходимой газовой фракции. В основе метода — свойство вещества менять свое агрегатное состояние под воздействием температуры (самый просто пример вода, которая в зависимости от температуры существует в трех агрегатных состояниях — лед, жидкость, пар).

Способ не является универсальным в силу своей специфичности — необходимо, чтобы температура конденсации отделяемого газа была ниже, чем температура конденсации газа носителя. Если же температура конденсации газов близка, то их разделение с помощью конденсации невозможно.

Очистка происходит в специальных конденсаторах, внутри которых располагаются охлаждающие трубки, заполненные хладагентом. Поток воздуха проходит через конденсатор, газ конденсируется на трубках, а очищенный воздух выводиться из аппарата.

Катализация — процесс очистки воздуха, путем использования катализаторов — активных веществ, которые при взаимодействии с газами в воздушном потоке в ходе химической реакции преобразуют вещество в менее вредное или же полностью безвредное. К примеру, на предприятиях используют окись хрома для превращения опасной окиси углерода (угарный газ) в менее вредную двуокись углерода (углекислый газ).

Каталитическая очистка происходит в катализационных реакторах, которые представляют из себя вертикальные емкости, внутри которых назодится тарелкообразная насадка, где располагается химический катализатор. Реактор также может быть оснащен дополнительными устройствами для нагрева или охлаждения газа (если каталитическая реакция проходит при определенной температуре), отвода тепла (если каталитическая реакция — экзотермическая) и т.д.

На сегодняшний день производственная среда предприятий претерпевает существенные изменения. В сотни раз возросло применение химических соединений как по количеству, так и по ассортименту, который постоянно обновляется. Наряду с хорошо известными вредными физическими факторами (шум, вибрация, микроклимат) получили распространение такие факторы, как электромагнитные поля, лазерное излучение, ультразвук, инфразвук и тому подобное. Поиски альтернативных источников энергии, новых видов материала, технологий способствуют бурному развитию биотехнологий, а следовательно, актуализации проблем биобезопасности в современном обществе и на производстве.
Вредные изменения, происходящие в производстве в связи с научно-техническим прогрессом, добавляют динамику гигиене труда, требуют новых знаний, применения новых методологий и даже поиска новых идеологий в решении задач, которые возникают.
Это, в частности, касается разработки новой идеологии профилактической медицины, основой деятельности которой становится научная оценка профессиональных рисков здоровью.
Достижения научно-технического прогресса и процессы перестройки в сфере производства ставят перед органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы задачи своевременного и систематического проведения гигиенической оценки новых технологических процессов, материалов и оборудования, углубленного комплексного исследования условий труда в отдельных отраслях промышленности, оценки физиологических реакций работников при разных режимам труда и воздействии на них факторов производственной среды, разработки и внедрения профилактических мероприятий, организации рационального режима труда и отдыха.
1. Нормирование загрязнения воздуха в производственных помещениях (ПДК)

Гигиеническое нормирование вредных веществ проводят по предельно допустимым концентрациям (ПДК, мг/м3) в соответствии с нормативными документами: для рабочих мест определяется предельно допустимая концентрация в рабочей зоне – ПДКрз (ГОСТ 12.1.005188). Гигиеническое нормирование требует, чтобы фактическая концентрация загрязняющего вещества не превышала ПДК (Сфакт ≤ 1).
ПДКрз – это максимальная концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе продолжительностью 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего стажа (25 лет) не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследований в процессе работы или в отдаленный период жизни современного и последующих поколений.
По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:
1. Чрезвычайно опасные, имеющие ПДКрз менее 0,1 мг/м3 в воздухе (смертельная концентрация в воздухе менее 500 мг/м3);
2. Высоко опасные – ПДКрз = 0,1 ÷ 1,0 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе 500-5000 мг/м3);
3. Умеренно опасные – ПДКрз = 0,1 ÷ 10,0 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе 5000 ÷ 50000 мг/м3);
4. Мало опасные – ПДКрз > 10,0 мг/м3 (смертельная концентрация в воздухе > 50000 мг/м3).

2. Усовершенствование технологии производства

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

2. Усовершенствование технологии производства

Важнейшим направлением снижения промышленных выбросов является совершенствование технологии производства процессов и основного технологического оборудования. При выборе технологических агрегатов предпочтение следует отдавать более мощным агрегатам. Например, доменная печь объемом 5000 м3 заменяет целый доменный цех и только за счет сокращения источников пыле- и газовыделений значительно сокращаются выбросы пыли и оксида углерода.
Замена в металлургических агрегатах топлива электроэнергией существенно снижает выбросы пыли и вредных газов . Исключение излишних операций и промежуточных звеньев, связанных с пыле- и газовыделением, может способствовать значительному снижению выбросов.
Переход от периодических процессов к непрерывным позволяет сильно сократить пыле- и газовыделения. Например, переход в доменных цехах от скиповой подачи материалов к транспортерной сокращает пылевыделение в несколько раз. Оснащение технологических агрегатов противопылевыми устройствами значительно уменьшает выделение пыли в атмосферу. Примером подобного рода устройств могут служить аппараты для бездымной загрузки коксовых печей и многосопловые кислородные фурмы.
Сокращению количества выбросов способствует также работа на кондиционном сырье, соответствующем техническим условиям.

3. Производственная вентиляция

Производственная вентиляция – это организованный воздухообмен, который обеспечивает поддержание регламентированных гигиенических и технологических параметров воздуха в производственных помещениях, подземных горных выработках, кабинах пультов управления и на других объектах производственного назначения.
Воздух производственных помещений по своему химическому составу и физическому состоянию существенно отличается от внешнего, поскольку технологические процессы и оборудование нередко являются источниками чрезмерного выделения пара, газов, пыли, тепла, влаги и т.д.
Нормализацию производственного микроклимата и предотвращение поступления вредных веществ в воздух рабочих помещений обеспечивают прежде всего путем усовершенствования технологических процессов и оборудования, а также осуществление комплекса технологических и санитарно-технических оздоровительных мероприятий. Среди мероприятий, направленных на борьбу с вредными факторами производственной среды, вентиляция играет вспомогательную роль.

4. Основные виды вентиляции

В зависимости от способа перемещения воздуха различают естественную и искусственную (механическую) вентиляции, а по организации – местную и общеобменную, приточную и вытяжную.
Воздухообмен при механической вентиляции осуществляют с помощью вентиляционных систем (приточных и вытяжных), которые состоят из разнообразных вентиляционных установок, имеющих единое назначение. Вентиляционной установкой называют агрегат, который состоит из электродвигателя, возбудителя движения воздуха и воздуховодов.
Механическую вентиляцию применяют в случае, когда естественная вентиляция не обеспечивает такого состояния воздуха, которое регламентируют гигиенические нормативы.
К преимуществам механической вентиляции принадлежат возможность регулируемого направления приточного воздуха в определенные участки и зоны помещения и выведения воздуха из любой зоны помещения. Перемещаемый воздух может подвергаться обработке: приточный – нагреванию, охлаждению, высушиванию, очищению; тот, который выводится – очищению. Режим воздухообмена при этом виде вентиляции может быть постоянным в любое время года. При необходимости его можно изменить.
При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разницы между температурами внешнего воздуха и воздуха внутри помещения, и, следовательно, разницы в удельном весе наружного воздуха и воздуха помещения, то есть воздухообмен происходит вследствие действия гравитационных сил (теплового напора) и ветра (ветрового напора).
Организованную и управляемую естественную вентиляцию называют аэрацией

− физико-химические свойства пыли (морфологическое строение, химический состав, электрическое состояние).

ПДК асбеста и стекла – 2 мг/м3

ПДК нетоксичной сахарной и угольной пыли – 10 мг/м3

ПДК мучной пыли – 6 мг/м3

ПДК сажи – 4 мг/м3

ПДК антрацена – 5 мг/м3

ПДКр.з.(ПДК рабочей зоны) – это концентрация, которая при работе не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний у работающих и их детей.

На территории предприятия содержание примесей принимают равным 0,3ПДКр.з. Трехкратное снижение нормы содержания примесей в воздухе на территории предприятия по сравнению с ПДКр.з. вызвано тем, что этот воздух используется для вентиляции производственных помещений (приточная вентиляция). Поэтому он должен быть более чистым. На производстве в течение всего рабочего дня концентрации вредных веществ не бывают постоянными. Они либо нарастают к концу смены, снижаясь за обеденный перерыв, либо резко колеблются, оказывая на человека непостоянное действие, которое во многих случаях оказывается более вредным.

В городах предельно допустимое содержание нетоксической пыли в воздухе не должно превышать в среднесуточных пробах 0,15 мг/м3, а в максимально разовых пробах — 0,5 мг/м3.

Для помещений допустимая норма не должна быть выше 0, 15 мг/м3.

В производственных условиях количество нетоксической пыли в воздухе допускается в пределах 10 мг/м3, а силикатсодержащей — 1–10 мг/м3 в зависимости от процентного содержания в ней свободного диоксида кремния (нормирование такой пыли осуществляется с учетом ее фиброгенного действия). Органическая пыль животного и растительного происхождения в настоящее время нормируется с учетом аллергенного действия, при этом предельно допустимая концентрация пыли может быть снижена до 0,1 мг/м3 в зависимости от ее природы (мучная, лубяная, древесная, свиноводческого, птицеводческого производств и т. д.).

Из сказанного следует, что эффективная очистка воздуха от пыли, выбрасываемой предприятиями строительной индустрии; представляет собой важную народнохозяйственную задачу.

Промышленные производства и технологическое оборудование, являющиеся источниками загрязнения атмосферы, разделяются на четыре группы: 1) имеющие условно чистые выбросы, в которых концентрация вредных веществ не превышает гигиенических норм; 2) имеющие дурнопахнущие выбросы; 3) содержащие нетоксичные вещества; 4) имеющие выбросы, содержащие канцерогенные токсичные или ядовитые вещества.

Различают неорганизованные промышленные выбросы, поступающие в атмосферу в виде ненаправленных загрязненных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта, и организованные промышленные выбросы, поступающие в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы.

Выбросы в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по их агрегатному состоянию. В зависимости от агрегатного состояния вредных веществ выбросы подразделяются на следующие классы:

I – газообразные и парообразные; II – жидкие; III – твердые; IV – смешанные.

Выбросы по химическому составу делятся на группы, а в зависимости от размера частиц – на подгруппы. Твердые выбросы подразделяются на четыре подгруппы с размерами частиц, мкм: менее 1; 1-10; 10-50 и свыше 50.

При выбросе вентиляционного воздуха концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы не должна превышать значений, установленных санитарными нормами. Для обеспечения этого условия СНиП 11-33-75 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) выбросов в зависимости от объемов воздуха, удаляемого от технологического оборудования.

Предельно допустимая концентрация пыли С1, мг/м3, в очищенных вентиляционных выбросах при объеме воздуха более 15000 м3/ч определяется по формуле: С1 = 100 К (1)

Создание оптимального состава воздушной среды в помещении может осуществляться путем удаления образовавшихся тепло-, газо- и влагоизбытков, пыли и добавления необходимого количества свежего воздуха с предварительной его подготовкой (охлаждение или нагрев, осушка или увлажнение, фильтрация и др.). Эти процессы обеспечиваются с помощью систем вентиляции (СВ) и систем кондиционирования воздуха (СКВ) . При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривают технические решения, обеспечивающие нормируемые параметры воздушной среды.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..2
1. Классификация систем вентиляции……………………………………….4
2. Естественная вентиляция …………………………………………………. 7
3. Искусственная вентиляция …………………………………………………8
4. Основные требования к системам вентиляции………………………….11
5. Классификация систем кондиционирования воздуха……………………12
Заключение……………………………………………………………………….14
Литература……………………………………………………………………….15

Работа содержит 1 файл

Введение.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАФЕДРА ПЕДАГОГИКИ И ПСИХОЛОГИИ ИМ.З.Т.ШАРАФУТДИНОВА

132 группы 1 курса

Биктякова Екатерина Расимовна

Проверила: Ахкиянова Гузелия Равиловна

Г. Набережные Челны

Классификация систем вентиляции……………………………………….4
Естественная вентиляция …………………………………………………. 7
Искусственная вентиляция …………………………………………………8
Основные требования к системам вентиляции………………………….11
Классификация систем кондиционирования воздуха……………………12

Вентиляция – это организованный воздухообмен, предназначенный для создания воздушной среды, благоприятной для здоровья человека, а также отвечающей требованиям технологических процессов, сохранения оборудования, материалов, продуктов и др.
Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях температуры, влажности, чистоты, состава, скорости движения воздуха, которые являются наиболее благоприятными для самочувствия людей (комфортное кондиционирование) или ведения технологических процессов, работы оборудования и приборов (техническое кондиционирование). В соответствии с санитарно- гигиеническими требованиями наиболее благоприятная температура в общественных, административно-бытовых помещениях должна быть 20-22 о С, а допустимые колебания в теплый период – от 20 до 28 о С, в холодный и переходной периоды – от 18 до 22 о С.

1. Классификация систем вентиляции.

Нормативной классификации СКВ не существует, но на практике и в технической литературе сложились определенные терминология и классификация, которой мы будем придерживаться.

В зависимости от способа, вызывающего движение воздуха, системы вентиляции подразделяются на естественные (гравитационные) и исксственные (с механическим побуждением).
По назначению – на приточные, вытяжные и смешанные.
По зоне обслуживания – на общеобменные и местные.
По конструктивному исполнению – на канальные и бесканальные.

Воздухообмен при естественной вентиляции (аэрация) происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздух а или разности температур атмосферного воздуха и воздуха в помещении. В помещениях с большими тепловыделениями воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в помещение, вытесняет из него менее плотный воздух, вследствие этого в помещении возникает циркуляция воздуха, аналогичная той, которую искусственно создают вентилятором. В системах с естественной вентиляцией, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков не должна превышать 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах – 1 м. Аэрацию применяют в цехах, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 % от предельно допустимой в рабочей зоне. Если требуется предварительная обработка приточного воздуха, аэрацию не используют.

Иногда для организации потока воздуха в помещении используется явление ветрового давления, которое заключается в том, что на стороне здания, обращенной к ветру, образуется повышенное давление, а на противоположной – разрежение. Системы с естественной вентиляцией просты,не требуют сложного дорогостоящего оборудования и эксплуатационных затрат. Однако зависимость эффективности этих систем от внешних факторов (температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции. Поэтому применяют системы с механическим побуждением. В системах с механическим побуждением используется оборудование (вентиляторы), позволяющие перемещать воздух на нужные расстояния. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки: очистке, нагреванию, охлаждению, увлажнению, осушке. Вентиляцию с механическим побуждением можно разделить на местную и общеобменную: местной вентиляцией называется такая, которая обеспечивает подачу воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Местная вентиляция обеспечивает воздухообмен только в рабочей зоне, а общеобменная – во всем помещении. К местной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся тепловому облучению. К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы – участки помещений, отгороженные от остального помещения перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой. Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, входов, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при наличии вредных выделений (газов, влаги, тепла и пр.) обычно применяют смешанную систему вентиляции: общую – для устранения вредных выделений во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) – для обслуживания рабочих мест. Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места вредных выделений в помещении локализованы и нельзя допускать их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и тепла. Для удаления вредных выделений применяют местные отсосы.
Вредные выделения необходимо удалять от места образования в направлении их естественного движения: горячие газы и пары следует удалять вверх, а холодные тяжелые газы и пыль – вниз. При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из помещения воздух перед выбросом в атмосферу должен быть очищен с помощью фильтров. Если местной вентиляцией не удается обеспечить санитарно-гигиенические или технологические требования, применяют общеобменные системы вентиляции. Общеобменные вытяжные системы равномерно удаляют воздух из всего помещения, а общеобменные приточные – подают воздух и распределяют по всему объему вентилируемого помещения. При одновременной работе приточной и вытяжной вентиляции они должны быть сбалансированы по расходу воздуха.
Если воздух,подаваемый в помещение, образуется путем смешивания наружного воздуха и воздуха, забираемого из помещения, то такая система называется приточно-рециркуляционной.
Системы вентиляции,подающие и удаляющие воздух по каналам или воздуховодам, называют канальными, а не имеющие каналов – бесканальными.

2. Естественная вентиляция

Воздухообмен в производственных помещениях осуществляется с помощью естественной вентиляции или механических вентиляционных установок. Организованный воздухообмен при естественной вентиляции (аэрации) обеспечивается вследствие разности температур (плотности) воздуха, а также в результате действия ветрового напора.
Под действием тепла, выделяемого машинами и механизмами, нагретым углем (при сушке), людьми, а также нагретыми поверхностями повышается температура воздуха в производственных помещениях и становится выше температуры наружного воздуха.
Нагретый воздух в производственных помещениях поднимается кверху и через отверстия в перекрытиях (крыше) выходит наружу.
Холодный наружный воздух поступает в помещение через открытые проемы в нижней или средних зонах. В результате создается естественный воздухообмен, называемый тепловым напором.

Значение теплового напора определяется по формуле

где h – высота между центрами вытяжных и приточных отверстий, м; ρ_н и ρ_в – плотность наружного и внутреннего водуха, кг/м 3 ; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с 2 _. Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции неизвестные объемы воздуха поступают и удаляются из помещения, а сам воздухообмен зависит от случайных факторов (направления и силы ветра, температуры внешнего и внутреннего воздуха). Неорганизованная естественная вентиляция включает инфильтрацию – просачивание воздуха через не плотности в окнах, дверях, перекрытиях и проветривание, которое осуществляется при открывании окон и форточек.

3. Искусственная вентиляция.

Искусственная (механическая) вентиляция, в отличие от естественной, дает возможность очищать воздух перед его выбросом в атмосферу, улавливать вредные вещества непосредственно возле мест их образования, обрабатывать притекаемый воздух (очищать, подогревать, увлажнять), более целенаправленно подавать воздух в рабочую зону. Кроме того, механическая вентиляция дает возможность организовать забор воздуха в наиболее чистой зоне территории предприятия и даже за ее пределами.
Обще-обменная искусственная вентиляция. Общ е-обменная вентиляция обеспечивает создание необходимого микроклимата и чистоты воздушной среды во всем объеме рабочего помещения. Она применяется для удаления избыточного тепла при отсутствии токсичных выделений, а также в случаях, если характер технологического процесса и особенности производственного оборудования исключают возможность использования местной вытяжной вентиляции.
Если в производственных помещениях выделяются газы и пары с плотностью, которая превышает плотность воздуха (например, пары кислот, бензина, керосина), то обще-обменная вентиляция должна обеспечить до 60% воздуха из нижней зоны помещения и 40% – из верхней. Если плотность газов меньше плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха осуществляется в верхней зоне.
Приточная вентиляция. Схема приточной механической вентиляции включает: воздухосборник ; фильтр для очищения воздуха ; воздухонагреватель (калорифер) ; вентилятор ; сеть воздуховодов и приточные патрубки с насадками. Если нет необходимости подогревать приточный воздух, то его пропускают непосредственно в производственные помещения через обводный канал . Воздухозаборные устройства необходимо располагать в местах, где воздух не загрязняется пылью и газами. Они должны находиться не ниже 2 м от уровня земли, а от выбросных каналов вытяжной вентиляции по вертикали –ниже 6 м и по горизонтали – не более 25 м. Приточный воздух подается в помещения, как правило, рассеянным потоком для чего используются специальные насадки.
Вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция.
В условиях промышленного производства наиболее распространена приточно-вытяжная система вентиляции с общим притоком воздуха в рабочую зону и местной вытяжкой вредных веществ непосредственно из мест образования. В производственных помещениях, где выделяется значительное количество вредных газов, паров и пыли вытяжка должна быть на 10% больше чем притока, чтобы вредные вещества не вытеснялись в смежные помещения с меньшей вредностью. В системе приточно-вытяжной вентиляции возможно использование не только внешнего воздуха, но и воздух самих помещений после его очищения. Такое повторное использование воздуха помещений называется рециркуляцией и осуществляется в холодный период года для экономии тепла, израсходованного на подогревание приточного воздуха. Однако возможность рециркуляции обуславливается целым рядом санитарно-гигиенических и противопожарных требований.
Местная вентиляция.
Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.
Местная приточная вентиляция, при которой осуществляется концентрированное представление приточного воздуха заданных параметров (температуры, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес. Воздушные души используются, для предотвращения перегревания рабочих в горячих цехах, а также для образования так называемых воздушных оазисов (участков производственной зоны, которые резко отличаются своими физико-химическими характеристиками от остальных помещений). Воздушные и воздухо-тепловые завесы предназначены для предотвращения поступления в помещения значительных масс холодного наружного воздуха и необходимости частого открывания дверей или ворот. Воздушная завеса генерируется струей воздуха, которая подается из узкой длинной щели, Д под некоторым углом навстречу потоку холодного воздуха. Канал со щелью размещают сбоку или сверху ворот (двери)
Местная вытяжная вентиляция осуществляется с помощью местных вытяжных зонтов, всасывающих панелей, вытяжных шкафов, бортовых насосов Конструкция местной вытяжной вентиляции должна обеспечивать максимальное улавливание вредных веществ при минимальном количестве удаляемого воздуха. Кроме того, она не должна быть громоздкой и мешать обслуживающему персоналу работать и присматривать за технологическим процессом. Основными факторами при выборе типа местной вытяжной вентиляции являются характеристики вредных факторов (температура, плотность газов и паров, токсичность), положение рабочего при выполнении работы, особенности технологического процесса и оборудования. В случаях, если источник производственных помещений можно поместить внутри просторного, ограниченного стенками, местную вытяжную вентиляцию устраивают в виде вытяжных шкафов, кожухов, ветровых насосов. Если по условиям технологии или обслуживания источник происшествий нельзя изолировать, тогда устанавливают вытяжной зонт или всасывательную панель.

4. Основные требования к системам вентиляции.

Естественная и искусственная вентиляции должны отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям :
– создавать в рабочей зоне помещений нормальные климатические условия труда (температуру, влажность и скорость движения воздуха);
– полностью устранять из помещений вредные газы, пары, пыль и аэрозоли или разжижать их до предельно-допустимых концентраций;
– не допускать поступления в помещения загрязненного воздуха извне или путем притока загрязненного воздуха из смежных помещений;
– не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения воздуха;
– быть доступными для управления и ремонта во время эксплуатации;
– не создавать во время эксплуатации дополнительных неудобств (например, шума, вибраций, попадание дождя, снега).
Наиболее полно, выше перечисленным требованиям, отвечает система кондиционирования воздуха, которая также широко применяется на предприятиях. С помощью кондиционеров создаются и автоматически поддерживаются в производственном помещении заданные параметры воздушной среды.

5. Классификация систем кондиционирования воздуха.

Системы кондиционирования могут быть классифицированы следующим образом:
1. По степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении системы кондиционирования подразделяются на три класса: первого, второго и третьего.
2. По давлению, развиваемому вентиляторами, – низкого (до 1000 Па), среднего (до 3000 Па) и высокого (свыше 3000 Па) давления
3. По назначению объекта применения – комфортные и технологические.
4. По наличию источников тепла и холода – автономные и неавтономные.
5.По принципу расположения системы кондиционирования относительно обсслуживаемого объекта – центральные и местные.
6. По количеству обслуживаемых помещений – однозональные и многозональные.
7. По типу обслуживаемых объектов – бытовые, полупромышленные и промышленные.
Системы кондиционирования перв ого класса обеспечивают требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.
Системы второго класса обеспечивают санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.
Системы третьего класса обеспечивают допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.
Оптимальные параметры воздуха представляют собой совокупность условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей (область комфортного кондиционирования воздуха), или условий для правильного протекания технологического процесса (область технологического кондиционирования).

Читайте также: