Проект расчетно-вытяжной вентиляции ремонтно-механического цеха

Газы и пары. Воздух рабочих помещений может оказаться насыщенным примесями вредных газов или паров, выделяющихся при производственных процессах. Так, например, на аккумуляторных зарядных станциях и цехах гальванопокрытий выделяются пары кислот, при проведении лакокрасочных и пропиточных работ – растворителей (бензол, толуол) при сварке и пайке – пары металлов.

Вредные пары и газы, проникая в организм человека при дыхании, заглатывании и  через кожу, вызывают отравления. Отравления, вызываемые промышленным ядами, называются профессиональными отравлениями. Симптомы отравления могут развиваться сразу или по прошествии некоторого скрытого периода. Острыми отравлениями называются заболевания, наступающие сразу же после воздействия яда. При одновременном воздействии на организм нескольких ядов, эффект, как правило, бывает усиленным. Опасность отравления зависит не только от концентрации и времени действия яда, но и условий окружающей среды – например, при высокой температуре воздуха ускоряется проникновение ядов в организм.

По физиологическому воздействию вредные вещества подразделяются на пять групп:

• раздражающие – поражают поверхность тканей дыхательного тракта, слизистых оболочек и кожи (кислоты, щелочи, аммиак, хлор, сернистые соединения);
• удушающие - физически инертные газы, разбавляющие содержание кислорода в воздухе (углекислый газ, азот, метан);
• яды, вызывающие повреждение внутренних органов, кровеносной системы (бензин, фенол) и нервной системы (спирты, эфиры); к ним относятся также пыли токсических металлов – олово, свинец, ртуть, марганец;
• летучие наркотики, оказывающие наркотическое действие, - ацетилен, летучие углеводороды;
• пыли – инертные или вызывающие аллергические реакции.

Учитывая  степень токсичности, физико-химические свойства, пути проникновения вещества в организм, согласно требованиям санитарии в воздухе рабочей зоны производственных помещений устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ.

Предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в воздухе рабочей зоны являются такие концентрации, которые при ежедневном восьмичасовой работе  в течение всего рабочего стажа не могут вызывать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ нормируются  в воздухе рабочей зоны. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

1.4 Защита  от вредных веществ, содержащихся  в воздухе

Защита от вредных  веществ осуществляется мероприятиями, которые в ряде случаев следует  применять комплексно. Основные из них:

• автоматизация и механизация процессов, сопровождающихся выделением вредностей;
• совершенствование технологических процессов и их рационализация (замена вредных веществ безвредными, отказ от применения пылящих материалов, переход  твердого топлива на газообразное и пр.);
• совершенствование конструкций оборудования, при которых исключаются или резко уменьшаются вредные выделения в окружающую среду, что возможно, например, при герметизации;
• применение газопылеуловливающего оборудования.

Защита от вредных газо-, паро- и пылевыделений предусматривает устройство местной вытяжной вентиляции для отсоса ядовитых веществ непосредственно от мест из образования. Местные отсосы следует по возможности устраивать конструктивно встроенными и сблокированными с оборудованием так, что агрегат нельзя пустить вход при выключенном отсосе.

Особые  требования предъявляются также  к устройству помещений, в которых  ведутся работы с вредными и пылящими веществами. Так, полы, стены, потолки  должны быть гладкими, легко моющимися. В цехах с большими выделениями пыли производят регулярно мокрую или вакуумную уборку.

В дополнением  к общим защитным средствам применяются  индивидуальные средства защиты.

• При работе с ядовитыми и загрязненными веществами пользуются спецодеждой – комбинезонами, халатами, фартуками и пр.;
• Для защиты от щелочей и кислот – резиновыми обувью и перчатками;
• Для защиты кожи рук, лица, шеи применяют защитные пасты: антитоксические, маслоустойчивые, водоустойчивые.
• Глаза от возможных ожогов и раздражений защищают очками с герметичной оправой, масками и шлемами.
• Дыхательные органы защищают фильтрующими и изолирующими приборами. Фильтрующие приборы – это промышленные противогазы и респираторы. Изолирующие дыхательные приборы, шланговые или кислородные применяют в случаях высоких концентраций вредных веществ.

1.5  Вентиляция

Любой технологический процесс сопровождается выделением в производственное помещение вредных веществ, опасных для жизнедеятельности человека (пыль, газы, пары, возгоны и т.п.), а также теплоизбытков и влажности. Одно из средств борьбы с вредными выделениями на производстве - вентиляция.

Вентиляция - это воздухообмен, перемещение воздуха из-за перепада давлений, вызванного работой вытяжных и приточных устройств (систем).

Промышленная вентиляция - воздухообмен в производственных помещениях для создания нормируемых санитарно-гигиенических и технологических параметров внутри и вне производственных помещений.

Промышленная  вентиляция может быть естественной, механической и смешанной.

1.5.1 Естественная вентиляция

Естественная вентиляция производственных помещений - аэрация -осуществляется за счет перепада давлений, обусловленных либо температурным, либо ветровым градиентом (подвижностью воздуха). При естественной вентиляции воздух поступает через дверные или иные проемы, при вытяжке - через аэрационные шахты или фонари. Приточный и удаляемый воздух не обрабатывается.

Естественная вентиляция дешева и проста в эксплуатации. Основной ее недостаток заключается  в том, что приточный воздух вводится в помещение без предварительной очистки и подогрева, а удаляемый воздух не очищается и загрязняет атмосферу.

1.5.2  Механическая  вентиляция

Комплекс  системы воздуховодов и вентиляторов, обеспечивающий поддержание постоянного  воздухообмена независимо от внешних метеорологических условий. Воздух, поступающий в помещение, при необходимости подогревается, охлаждается, увлажняется или осушается. Обеспечивается очистка воздуха, выбрасываемого наружу. Механическая вентиляция может быть приточной или вытяжной, а также приточно- вытяжной.

Вытяжная  система вентиляции удаляет загрязненный и перегретый воздух через сеть воздуховодов при помощи вентилятора. Чистый воздух

подсасывается через окна, двери, неплотности конструкций. Загрязненный воздух перед выбросом наружу очищается.

 

 

 

Местная вентиляция обеспечивает вентиляцию непосредственно  у рабочего места, а не в объеме всего цеха.

Вытяжную  вентиляцию делают непосредственно  в метах образования вредных  веществ – в нашем случае, это  место у сварочного поста.

Формы местных отсосов:

• вытяжные зонты;
• отсасывающие панели;
• бортовые отсосы;
• вытяжные шкафы;
• кожухи воздухоприемные;
• аспирируемые покрытия.

Эффективность местных отсосов, характеризуется  спектрами всасывания, проявляется  на небольших расстояниях от всасывающих отверстий. Местная вентиляция должна удалять 90-95% выделяющихся вредных веществ.

 

 

2 Разработка и расчет средств  коллективной защиты

 

2.1 Расчет местной  вытяжной вентиляции для сварочного  поста

2.1.1 Определение объема  отсасываемого воздуха и диаметра воздуховода.

Для удаления сварочной  аэрозоли от сварочного поста используем отсасывающую панель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.1.1 Схема установки  отсасывающей панели у рабочего места -  поста сварки

 

Отсасывающие панели используют для удаления увлекаемых тепловыми струями вредных веществ, когда более полное укрытие источника вредных выделений невозможно по условиям производства. Нижнюю кромку всасывающих отверстий панели располагают на уровне верха источника тепла. Панели размещают сбоку от источника вредных выделений вертикально.

Рассчитаем местную  вытяжную вентиляцию для сварочного поста.

Для этого необходимо рассчитать объем всасываемого загрязненного  воздуха с рабочей поверхности.

 

 

 

 

1 – столешница

 

 2 - решетка

 

 

 

Рисунок 2.1.2 Схема рабочей поверхности

 

Объем воздуха рассчитывается по формуле:

 

(1)

 

где L_отс. – количество проходящего воздуха (м³/ч);

      V_отс. – скорость отсасываемого воздуха, принимаем V_отс. = 1,2 м/с;

       F_реш. – площадь решетки (м²). F_реш=2,0*0,8

      3600 –  переводной коэффициент

 

L_отс = 3600*1,2*2,0*0,8 = 6912 (м³/ч)

Диаметр воздуховода  находим по формуле:

 

                              (2)

 

где  F_в – площадь воздуховода;

       p - число Пи, p = 3,14.

                                                                                 (3)

V_возд. – скорость в воздуховоде, принимаем V_возд. = 17 м/с

Тогда: (м²)

 (м) = 380 (мм)

По справочнику проектировщика выбираем диаметр из стандартных: при скорости 17 м/с, и количестве воздуха 6912 м³/ч ближайший подходящий диаметр это 355 мм (скорость 17 м/с, количество воздуха 6054 м³/ч), что говорит о правильно проведенном расчете.

Отсасывающая панель устанавливается на высоте 800 мм над столом.

2.1.2 Аэродинамический расчет системы механической вентиляции

Перемещение воздуха  обеспечивается работой вентилятора. Требуемое давление вентилятора  определяют из расчета воздуховодов, по предварительно принятой  скорости в воздуховоде. В системах, предназначенных  для перемещения запыленного воздуха скорость принимают не менее 15 м/с, из условия предотвращения осаждения пыли на стенках. В работе принята скорость 17 м/с.

При расчете следует  учитывать потери давления.

Общие потери давления  в сети воздуховодов для стандартного воздуха (t = 20⁰ C, g = 1,2 кг/м² ) определяется по формуле:

 

где – R – потери давления на трение на расчетном участке сети, кгс/м², выбираются из справочника и составляют R = 1,07 кгс/м²

   l – длина участка воздуховода, м l = 7,1 м;

  Z – потери давления на местные сопротивления на расчетном участке сети, кгс/м².

               

                      (2.1.5)

 

 åz - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода;

       - скоростное (динамическое) давление, кгс/м², находим в справочной литературе, = 17,68 кгс/м².

В нашем случае расчетный  участок один, потери давления происходят  на различного рода поворотах и при  присоединении к вентилятору  через диффузор.

Потери давления на местные сопротивления:

1. Конфузор(переходом):  α =10⁰ при соотношении L/d_Эν свыше 0,6

z =0,1

2. Прямой канал с решеткой при F_отв/F₀=0,4    z =4
3. Отвод из звеньев круглого сечения (нормаль серии АЗ-187), три поворота на  90⁰    z = 0,4

Тогда:

 åz = 0,1 + 4 + 0,4*3 = 5,3

 Z = 5,3 * 17,68 = 93,7 (кгс/м²)

 р = 1,07 * 7,1 + 93,7 = 101,3 (кгс/м²)

Принимая запас на неучтенные потери 10%, получаем L_отс. = 6912 * 1,1 = 7603 (м³/ч); р = 105,8 * 1,1 = 111,43 (кгс/м²).

2.1.3 Подбор вентилятора

Исходя из полученных данных подбираем вентилятор.

Вентиляторный агрегат (А6,3095-2) типа Ц4-70 № 6,3 (с промежуточными диаметрами колес) с колесом 0,95 D_ном., числом оборотов по первой характеристике (n = 1450 об/мин) и электродвигателем N_y = 3 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ вентилятора	Серия электродвигателя		H	h	b	b1	b2	b3	b4	C	C1	C2	C3	d	A	A1	C4	n	n1	D	D1	n2
	А02	4А
6,3	А02-31-6	4А90LА6	700-22	110	567	430	657	489	288	410	285	900	480	15	441	470	100	4	20	630	660	16