Вентилация в машиностроителни предприятия

Вентилация в машиностроителни предприятия

Производствената дейност в машиностроителните предприятия е свързана с координираната работа на различни по предназначение цехове. Обикновено структурата на едно машиностроително предприятие включва механични, леярни, ковашко-пресови, термични, заваръчни, галванични и бояджийски цехове. Технологичните процеси в повечето от тях протичат с отделянето на топлина, влага, прах, пари, аерозоли и други. Част от тези вещества оказват отрицателно влияние върху здравето на хората, което налага максимално да се ограничи разпространението им. Именно за да се избегне възможността те да бъдат погълнати от хората, работещи в производственото помещение, изграждането на вентилационна инсталация в редица приложения е задължително. Задачата й е да осигури подходящи параметри на микроклимата, осигуряващи комфорт и висока работоспособност на хората.

За да изпълнява ефективно предназначението си, една вентилационна система следва да бъде проектирана в съответствие с няколко изисквания. За оптимални параметри на микроклимата се приема такова съчетание на температурата, относителната влажност и скоростта на въздуха в работната зона на производствените помещения, които при продължително и системно въздействие върху човека не оказват отрицателно въздействие върху здравето му. На практика, това са условия, които създават усещане за топлинен комфорт и са предпоставка за постигане и поддържане на висока работоспособност. Оразмеряването на системата се базира на основното изискване, работата й да не пречи на номиналната производителност на производствените процеси. От своя страна, изборът на местата и начините за подаване на пресен въздух и отвеждане на замърсения се съобразяват с вида и местоположението на отделяните вредни вещества. В зоните, характерно за които е образуването на значително количество прах, е необходимо да се предвиди местна смукателна инсталация, за да не се допусне разпространението му в помещението. При необходимост следва да се предвиди и система за филтриране на въздуха.

Организация на вентилацията в производствените помещения

За вентилиране на големи индустриални помещения се използват предимно смесени системи, които обединяват общообменна и местна вентилационна инсталация. В редки случаи, например, когато в помещението се отделя предимно топлина или образуването на вредни вещества не е концентрирано в определена зона на помещението, не е целесъобразно използването на местна смукателна вентилационна инсталация. В подобни приложения е подходящо прилагането само на общообменна вентилация. Съответно, ако технологичният процес е съпроводен с отделяне на значителни количества вредни газове, пари и прах, се препоръчва изграждането на смесена вентилационна система. Изключение правят производствени помещения, в които технологичните процеси протичат с отделянето на значително количесто прах, както и с образуване на особено вредни вещества. В този случай е добре да бъде инсталирана местна смукателна вентилация, а съответно използването на общообменна вентилация е нежелателно.

Принципно основната задача на всяка промишлена вентилационна инсталация е да улови отделяните вредни вещества или чрез подаване на пресен въздух да разреди концентрацията на останалите в помещението вредности до стойности, ненадвишаващи пределно допустимите концентрации.

Тъй като в повечето случаи образуването на вредни вещества е съпроводено и с отделянето и на топлина, част от вредностите, неуловени от местните смукателни устройства, се издигат към тавана на помещението. Поради тази причина в повечето производствени цехове зоната с максимална концентрация на вредни вещества е непосредствено под тавана. А зоната с най-малка концентрация се намира в частта от помещението, близо до пода. Това налага вентилационната инсталация да бъде проектирана така, че подаването на свеж въздух да бъде в ниската част на помещението на нивото на работната зона, а засмукването - в горната зона. Изключение правят помещения, в които се отделя тежък прах, отлагащ се в ниската част на помещението. В този случай ниската част на помещението се явява зоната с максимално замърсяване.

Изисквания към проектирането на инсталацията

Чрез общообменната вентилация се улавят вредности, отделяни равномерно в целия обем на помещението. Местната смукателна вентилационна инсталация се използва при съсредоточено отделяне на вредни газове, пари, аерозоли в определени участъци от помещението. Смукателните устройства се разполагат в близост до самите източници над тях или отстрани, в зависимост от вида на източника и протичащия технологичен процес, като могат напълно или частично да го покриват. По възможност смукателят би следвало най-пълно да изолира източника на вредни вещества от околния въздух. Обикновено местните смукатели се проектират като отворени - чадъри, бордови смукатели, смукателни маси и странични смукатели; полуотворени - смукателни шкафове и камери, смукателни кожуси и фасонни смукатели; затворени - капсуловки и технологично вградени смукатели - адаптирани в конструкцията на машината, която отделя опасни вещества. Сред основните изисквания, на които трябва да отговаря един смукател, са несложна конструкция, която да е достатъчно ефективна и да се характеризира с малко аеродинамично съпротивление. Смукателят следва да не нарушава протичането на нормалния технологичен процес, а също и да осигурява лесен достъп за монтаж, демонтаж и ревизия.

Засмуканият замърсен въздух следва да не преминава през зоната на дишане на хората, а опасните вещества по възможност да се улавят в посоката на тяхното естествено движение. Например, горещите газове и пари да се засмукват във възходяща посока, а тежките студени газове и праха - в низходяща посока. Следователно, когато се предвиждат местни смукатели, в процеса на проектиране на инсталацията е необходимо да се осигури съвпадане на посоката на контролиращия въздушен поток и тази на замърсения въздух. Също така, по възможност с минимален дебит засмукан въздух е добре да се постигнат параметри на микроклимата, които са подходящи за съответния производствен процес и за работниците. Не на последно място следва да се осигури възможно най-ефективно улавяне на замърсения въздух, малки загуби на налягане и ниско шумово ниво.

В редица случаи е препоръчително използването на въздушни душове, с които да се подава поток свеж въздух, насочен към лицето на човека на съответното работно място. Обикновено се практикува, когато е невъзможно по друг начин да се създадат приемливи условия на труд.

Смесени вентилационни инсталации в леярни цехове

Топене на метал, разливане във форми, избиване на отливките, приготвяне и транспортиране на формовъчните смеси са само част процесите, протичащи в леярните цехове. Това са процеси на термична обработка на материала, които логично протичат с отделяне на значителни количества лъчиста и конвективна топлина. Наред с топлината се образуват и вредни вещества като прах, вредни газове и пари. Вредните газове, които се отделят, са предимно въглеродни окиси (въглероден окис и въглероден диоксид), азотни окиси, железни окиси, фенол, метан, метанол и други. Зоните на образуване на вредни вещества, както и интензивността на образуването им, зависят основно от организацията на производствения процес и от капацитета на леярното производство. Влияние оказват и механизацията, и автоматизацията на технологичния процес.

За отстраняване на отделяните вредности е необходимо в леярните цехове да се предвиди вентилационна инсталация, която да включва както общообменна система, така и местни смукатели за отделните производствени съоръжения. Например, при използване на вагрянка за топене на чугун се препоръчва да се предвидят смукателни чадъри над улея за изпускане на чугун, както и над отвора за изпускане на шлаката. При ръчно зареждане на вагрянката се предвижда и чадър над отвора. За вентилиране на електродъгови пещи се предвижда въртящ се или подвижен чадър, монтиран над съоръжението. При високочестотните пещи се препоръчва използването на пръстеновиден бордови смукател, а когато се лее на каруселна машина, над машината се поставя смукателен чадър със спуснати странични щитове. Конвейерното леене налага използването основно на наклонени към работните места странични смукатели, както и на охладителен кожух, стигащ до пода. При този вид леене се препоръчва на работните места да се подава въздух по целия фронт на разливане. Използват се въздухоразпределителни устройства с равномерно подаване на въздуха.

Отделената топлина и неуловените от местните смукатели вещества се отстраняват чрез общообменна механична вентилационна система и посредством естествена вентилация. В големите леярни цехове, обаче, естествена вентилация би могла да се осигури само в зоните, намиращи се непосредствено до външните стени. В останалата част от цеховете се налага използването на механична нагнетателна и смукателна общообменна вентилация. В зоните, в които процесите протичат с отделяне на значителни количества прах, като смесоподготвителните и формовъчните отделения, се препоръчва разсеяно подаване на въздух с малка скорост в горната част на помещението.

Препоръчително е използването на въздушни душове в леярните цехове за работни места, характеризиращи се с продължителен престой на работници и с топлинно облъчване с плътност на потока, равна или по-висока от 350 W/m2.

Вентилацията в ковашко-пресови цехове

Технологичните процеси в ковашко-пресовите цехове са свързани с рязане, нагряване, коване или щамповане, термобработка. Протичането на описаните процеси е съпроводено с отделяне на големи количества конвективна и лъчиста топлина, вредни газове (предимно въглеродни окиси и серен двуокис), пари и прах. Технологичните процеси в ковашко-пресовите цехове са съпроводени също и с образуване на маслени аерозоли. Както при леярските цехове, за отстраняване на вредните вещества в ковашко-пресовите цехове се препоръчва използването на местна смукателна вентилация. Съответно за отстраняване на излишната топлина и на неуловените от местните смукатели вредни вещества се изгражда общообменна вентилационна инсталация. От местните смукатели основно намират приложение различни видове смукателни чадъри. Например, за камерните пламъчни пещи се препоръчва използването на комбиниран чадър или чадър-козирка над работния отвор. При процепните пламъчни пещи намират приложение предимно чадъри-козирка, разположени над работния процеп. Препоръчно е използването на шкаф-укритие с местоположение около матрицата при колянно-мотовилкови и ковашко-щамповъчни преси е препоръчително да се използва шкаф-укритие. В тези цехове, при определени условия, е възможно да се използва и естествена вентилация. В приложения, в които отсъстват подходящи условия за естествена вентилация, се изгражда смесена общообменна механична инсталация. За изхвърляне на замърсения топъл въздух е възможно инсталиране на аерационни ветрозащитени фонари, които се поставят на покрива. Ако в цеха има работни места с повишено топлинно облъчване, както и в случаите, когато температурата на въздуха е над допустимата, е препоръчително използването на въздушни душове.

Специфики на вентилацията в термични цехове

В термичните цехове протичат процеси, свързани предимно с термична обработка на материала, като нагряване, закаляване, цианиране, азотиране и други. Отделят се значителни количества конвективна и лъчиста топлина, вредни газове и пари. Вредните газове са предимно въглеродни и азотни окиси, амоняк, различни въглеводороди и водни пари. Също така, в някои производства се наблюдава прах, който съдържа селитра, цианови соли, варовик и други.

В термичните цехове също се препоръчва използването и на местна, и на общообменна вентилация. Местните смукатели, които се използват за пламъчни нагревателни пещи и за електросъпротивителни нагревателни пещи, обикновено са смукателни чадъри-козирка, монтирани над работния отвор. За вентилиране на различни видове вани се инсталират предимно смукателни шкафове с горно засмукване. Като добро техническо решение за ванните пещи се приемат пръстеновидни или полукръгли бородови смукатели.

При наличие на топлинно натоварване над 23 W/m2 и подходящо архитектурно оформление на сградата също е възможно използването на естествена вентилация. Когато условията не позволяват оползотворяване на възможностите, които предлага естествената вентилация, се препоръчва изграждането на общообменна механична вентилация. В термичните цехове нагнетателната вентилация трябва да осигурява разсеяно подаване на пресен въздух директно в работната зона или насочено отгоре към работната зона. Засмукването се реализира чрез аерационни фонари на покрива или посредством механична вентилация от горната зона на цеха.