4. Местная вентиляция

Местная вентиляция предназначена для удаления вредных веществ или тепла непосредственно из зоны их выделения, что предотвращает их распространение по всему объему производственного помещения. Местная вентиляция выполняется вытяжной в виде отсосов, шкафов, кожухов, зонтов и др. и приточной – в виде воздушных душей и завес.

Местная приточная вентиляция служит для создания требуемых условий воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения. К установкам местной приточной вентиляции относят: воздушные души и оазисы, ниспадающий поток, воздушные и воздушно-тепловые завесы.

Воздушный душ – это поток воздуха, направленный на рабочее место с целью создания улучшенных санитарно-гигиенических параметров производственной среды. Его обычно направляют на рабочего, обдувая открытые части тела, подвергающиеся тепловому воздействию (лицо, грудь, руки). Скорость обдува составляет 1...3,5 м/с в соответствии с интенсивностью теплового облучения. Установки воздушных душей могут быть стационарными и передвижными.

Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченной площади производственного помещения, которая для этого с трех сторон отделяется легкими передвижными перегородками высотой до 2 м и заполняется воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения.

Ниспадающий поток используют для обеспечения заданных параметров воздушной среды на фиксированных рабочих местах. Сущность метода заключается в том, что на работающего сверху вниз подается свежий воздух со сравнительно малыми скоростями струей большого диаметра. В настоящее время для подачи воздуха используют кольцевые насадки, которые позволяют создать узкий периферийный поток, отделяющий зону пребывания рабочего от окружающей среды. В центральную часть этой струи подается кондиционированный воздух, создающий заданные на рабочем месте скорость, температуру и концентрации пыли и газов.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы являются эффективным средством, уменьшающим или полностью предотвращающими перетекание воздуха через проемы в ограждениях.

Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах.

Воздушные завесы нашли широкое применение как устройства, препятствующие проходу воздуха через открытые проемы, которые из-за особенностей технологического процесса нельзя держать закрытыми, например: для предотвращения перетекания воздуха из одного помещения в котором имеется концентрация вредных паров, газов или пыли, в другое, где выделений этих нет.

Воздушно-тепловые завесы наиболее часто устраивают у ворот и проходов. Их работа основана на том, что нагретый воздух завесы, смешиваясь с наружным воздухом, повышает его температуру и тем самым устраняет неблагоприятное влияние на рабочие места помещений. Воздух в завесу подается с помощью вентилятора и трубопровода, имеющего продольную щель с встроенными направляющими лопатками.

Конструктивно воздушно-тепловые завесы выполняются по-разному: с подачей воздуха снизу (нижняя завеса), с одной боковой стороны (боковая односторонняя), сбоку с двух сторон (двусторонняя боковая) и сверху (верхняя завеса). При устройстве воздушных завес температура воздуха в помещении должна удовлетворять требованиям ГОСТ 12.1.005-88.

В настоящее время наиболее широко применяют нижние и двухсторонние боковые завесы, у которых струи воздуха выпускаются под разными углами к плоскости проема (ворот).

Нижние завесы наиболее целесообразно устанавливать в тех случаях, когда глубоко расположен уровень грунтовых вод, заводской двор асфальтирован с въезжающим транспортом не вносится большого количества грязи, транспорт не останавливается в воротах.

Боковые завесы следует устанавливать, когда есть опасения, что канал и воздуховыпускная щель, расположенные в полу, могут быть залиты водой (при высоком уровне грунтовых вод или отсутствии ливневой канализации) или забиты грязью, которая поступает с въезжающим в ворота транспортом.

Верхние завесы следует устраивать, когда подается воздух, нагретый до температуры 50-100⁰С. При такой подаче температура смеси на высоте человеческого роста снижается до 25-30⁰С, что устраняет опасность ожогов людей горячим воздухом.

Местная вытяжная вентиляция обеспечивает высокую эффективность улавливания вредных выделений вблизи мест их образования при относительно небольших расходах удаляемого воздуха. Ее основными элементами являются местные отсосы, воздуховоды всасывающего типа, вентилятор и выбросная шахта. При отсасывании сильно запыленного воздуха его перед выбросом в атмосферу очищают в пылеулавливающем аппарате, устанавливаемом до или после вентилятора.

Основным устройством, предназначенным для локализации вредных выделений, являются местные отсосы. Они многообразны по типу и конструкции, но должны во всех случаях удовлетворять основным требованиям, сводящимся к следующему: максимально возможное укрытие мест вредных выделений с минимальной площадью открытых проемов и отверстий; исключение возможности прохождения отсасываемых вредных веществ через зону дыхания работающих; организация отсоса вредных выделений таким образом, чтобы они в минимальных количествах попадали в производственное помещение.

Местные вытяжные устройства в зависимости от взаимного расположения источника выделения вредных веществ и насадка можно разделить на местные отсосы открытого, полуоткрытого и закрытого типа.

Местные отсосы открытого типа выполняют в виде насадка, расположенного на некотором расстоянии от источника вредных выделений. К ним относят: вытяжные зонты, козырьки, панели, бортовые отсосы.

Эффективность улавливания вредных веществ устройствами этого типа достигается при условии создания в приемном отверстии насадка скорости всасывания, достаточной для того, чтобы увлечь в насадок поток загрязненного воздуха. Потребный объем удаляемого воздуха может быть определен на основе решения задачи о взаимодействии источника выделения вредных веществ и стока, создаваемого вытяжным насадком.

Вытяжные зонты предназначены для локализации тепло- и газовыделений, при которых образующиеся потоки поднимаются вверх. Зонты могут быть открытыми и обдуваться свесами с одной, двух или трех сторон. Применение свесов повышает эффективность улавливания вредных выделений.

У загрузочных отверстий печей, сушил и другого оборудования для улавливания продуктов сгорания устанавливают зонты, выполненные в виде козырьков. Вылет козырька принимают равным удвоенной высоте проема печи, а ширину – равной ширине проема плюс 0,1 м с каждой его стороны.

Отсасывающие панели применяют для локализации вредных выделений, увлекаемых конвективными струями, когда более полное укрытие источника вредных выделений невозможно по условиям технологического процесса. Панели располагают за или сбоку от источника вредных выделений вертикально или наклонно. Нижнюю кромку всасывающих отверстий панели помещают обычно на уровне верхней границы источника тепловыделений.

Так, например, при производстве сварочных работ с мелкими изделиями на столах применяется панель равномерного всасывания С. А. Чернобережского. Наклонная панель принимается длиной на 200...400 мм меньше длины стола. Она изготавливается длиной 600, 750 и 900 мм. Ширина ее во всех случаях равна 645 мм. Рекомендуемый расход воздуха, отсасываемого от панели, составляет 3300 м³/ч на 1 м² габаритной площади всасывающего отверстия.

Бортовые отсосы от ванн применяют в тех случаях, когда по условиям технологии поверхность ванн должна быть открытой.

При травлении металлов и нанесении гальванопокрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении – цианистый водород, а при хромировании – окись хрома. Для локализации этих вредных веществ необходимо удалять значительные объемы воздуха.

Бортовые отсосы бывают простыми и опрокинутыми. Кроме того, они подразделяются на односторонние при расположении отсасывающей щели с одной стороны ванны и двусторонние при расположении отсасывающей щели с двух сторон. Последние обычно применяют при ширине ванны более 0,7 м. Иногда для повышения санитарно-гигиенического эффекта ванны оборудуют передувками, представляющими собой односторонний отсос, активированный плоской струей воздуха, выходящей из щели с противоположной стороны ванны.

Принцип действия состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает с собой вредные вещества, не давая им распространяться по помещению.

Объем воздуха, удаляемого бортовым насосом от ванны равен:

где

– коэффициент, зависящий от удельного расхода воздуха и определяемый по опытным графикам;

– температура жидкости в ванне, ⁰С;

– температура окружающего воздуха, ⁰С;

– коэффициент, учитывающий расстояние от поверхности жидкости до щели отсоса, мм;

– коэффициент, зависящий от подвижности воздуха в помещении, м/с;

– длина ванны, м.

В местных отсосах полуоткрытого типа источник вредных выделений находится внутри насадка, к ним относят: вытяжные шкафы, витринные отсосы и фасонные укрытия для улавливания пыли, например, защитно-обеспыливающие кожухи. Такие отсосы наиболее надежны и требуют минимальных расходов удаляемого воздуха, так как они имеют только рабочий проем.

Вытяжные шкафы применяют для улавливания в основном восходящих потоков вредных выделений, образующихся при тепловых и газовыделяющих процессах.

Необходимый объем отсасываемого воздуха в этом случае определяется по формуле:

где

– площадь открытых проемов шкафа, м²;

– коэффициент расхода, 0,75;

– высота рабочего проема шкафа, м;

– плотность воздуха в помещении, кг/м³;

– плотность воздуха, уходящего из шкафа, кг/м³.

Конструктивно вытяжные шкафы бывают с верхним отсосом (для вышеуказанных процессов), с нижним отсосом (при процессах, сопровождающихся выделением пыли и тяжелых газов), с комбинированным верхним и нижним отсосом.

При отсутствии тепловыделений расчет объемов удаляемого воздуха определяется исходя из минимально необходимой скорости всасывания воздуха в рабочем проеме, которая принимается равной: при выделении малоопасных паров и газов 0,5...0,7 м/с, при выделении особо опасных паров и газов, а также пылей 1...1,5 м/с.

Защитно-обеспыливающие кожухи. Такими кожухами оборудуют шлифовальные, обдирочные, полировальные и заточные станки.

Необходимый объем удаляемого из укрытия воздуха определяют по формуле:

L=3600VF

Объем удаляемого воздуха от шлифовального или полировального круга рассчитывают по эмпирической формуле:

L=kD

Приравнивая правые части уравнений и решая их относительно площади поперечного сечения воздуховода, получаем:

где

– коэффициент, равный для заточных и шлифовальных кругов 1,6-2,0 м³/ч мм, а для полировальных 4,0-6,0 м³/ч мм;

– диаметр круга, мм;

– скорость воздуха в воздуховоде, принимают равной 8-10 м/с.

Закрытые отсосы, как правило, являются составной частью машины или аппарата. Воздух в них засасывается через неплотности. К ним относят барабаны для очистки литья, дробилки и т.п.