10790
.pdfПосле интегрирования балансового уравнения получим выражение:
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
вр |
+С |
|
−С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
Lух |
τ = −ln |
Lух |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
V |
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
||
nом |
|
|
|
|
вр |
+С |
|
|
−С |
|
||
|
|
|
|
|
|
пр |
||||||
|
|
|
Lух |
|
0 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
60
(5.7)
Отсюда можно выразить продолжительность изменения концентрации в заданных пределах:
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вр |
|
+ C |
|
|
− C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Lух |
|
|
0 |
|
|
||||
τ = |
Vпом |
ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.8) |
||||
L |
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ух |
|
|
|
|
|
вр |
+ C |
|
− C |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
Lух |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
В соответствии с понятием кратности воздухообмена, выразим кратность аварийного воздухообмена:
|
|
|
|
|
n |
|
|
= |
Lух |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
ав |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.9) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тогда из выражения для τ можно получить формулу для определения |
||||||||||||||||||||||||||
кратности аварийного воздухообмена: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вр |
+ C |
|
|
|
− C |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
0 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lух |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.10) |
||||||
|
nав = τ |
ln |
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вр |
+ C |
|
|
− C |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lух |
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Если необходимо определить изменение концентрации, то применяют |
||||||||||||||||||||||||||
выражение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−n |
τ |
|||||
С = |
|
вр |
+ Спр |
− |
|
|
|
вр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ав |
(5.11) |
|||
Lух |
|
Lух |
+ Cпр −C0 e |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Варианты графической интерпретации этой зависимости приведены на рисунке 5.2.
По графику (б) можно определить время эвакуации людей, то есть время, в течение которого концентрация не будет превышать ПДК, и находящиеся в помещении люди могут принять меры для защиты от отравления.
61
Рис. 5.2 Изменение во времени концентрации вредных веществ в помещении при наличии вентиляции
а) при начальной концентрации |
б) при наступлении аварийного |
Со = 0: |
режима (время эвакуации |
1 – при воздухообмене Lух1 ; |
рассчитывают по ф-ле (5.8)). |
2 – при воздухообмене Lух2 ; |
|
Lух1 > Lух2 |
|
Более сложную задачу представляет определение воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией при известных значениях τ, Со и Mвр .
Решение уравнения (5) относительно Lух невозможно из-за большого числа переменных. В инженерной практике для определения
производительности аварийной вентиляции предложено (инж. А.Ф. Маурер)
использовать систему относительных выражений: относительно концентрации,
времени и расхода.
|
|
|
C − Cпр |
|
|
|
τ Mвр |
|
|
|
|
|
|
|
Mвр |
|
|
|
||||||||
с = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
; τ = |
|
|
; L = |
|
|
|
|
(5.12) |
||||||||||||||||||
|
|
− C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
(C |
|
|
|
) |
|
|
|
|
||||||||||||||
C |
0 |
пр |
V |
о |
− C |
пр |
L |
yx |
(C |
о |
− C |
пр |
) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
nом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
На основе зависимостей (5.12) составлена номограмма для определения
требуемых расходов Lух (рис.5.3).
Из первых 2-х зависимостей системы определяют относительную
концентрацию и относительное время. Потом по графику находят значение
относительного расхода.
Найденное значение относительного расхода L подставляют в 3
выражение системы (10) и решают его относительно Lух.
62
Рис. 5.3 Номограмма для расчета воздухообмена
аварийной вентиляции
Размещение приемных отверстий систем аварийной вентиляции:
1.В рабочей зоне: при поступлении вредностей с удельным весом больше, чем удельный вес воздуха рабочей зоны.
1.1.Если для АВ используются местные вытяжные системы, то
удаление
выбросов осуществляется через местные отсосы;
1.2.Отверстия систем АВ размещают на уровне до 0,3 м от уровня
пола.
2.В верхней зоне: при поступлении вредностей с удельным весом меньшим, чем удельный вес воздуха рабочей зоны.
2.1.Не ниже 0,4 м от плоскости потолка или покрытия до верха отверстий
–при удалении взрывоопасных смесей газов, паров и аэрозолей (кроме смеси воздуха с водородом).
2.2.При выделении смеси воздуха с водородом:
-В зданиях высотой до 4 м - не ниже 0,1 м от плоскости потолка или покрытия до верха отверстий;
-В зданиях высотой более 4 м – не ниже 0,025 высоты помещения
(но не более 0,4 м) от плоскости потолка или покрытия до верха отверстий.
Организация выбросов за пределы здания
1. Срез шахты или низ отверстий для удаления загрязненного воздуха,
63
удаляемого АВ располагают на уровне не менее 3 м от уровня земли.
2.Не ближе 10 м по горизонтали, и выше 6 м (если горизонтальное расстояние меньше 10 м) по вертикали от воздухоприемных отверстий приточной вентиляции.
3.Не ближе 10 м от источников возможного воспламенения – при удалении взрывоопасных паров и газов.
4.Не допускается организовывать выбросы в места постоянного пребывания (прохода) людей и непроветриваемые зоны (зоны аэродинамической тени).
6.ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ОКРАСОЧНЫХ ЦЕХОВ
Окраска деталей применяется в различных производствах для защиты изделий от коррозии, а также для придания им определенного декоративного вида. С этой целью применяют окрасочные материалы различного состава и свойств: масляные (на основе олифы); на основе растворителей; битумные; нитроцеллюлозные и др.
Процесс окраски изделий включает следующие основные операции: 1. подготовка под окраску – механическая обработка для удаления окалины, пыли, жировых пятен и др.; 2. грунтование – покрытие специальным составом для улучшения связующих свойств краски;
3.шпатлевание и шлифовка – нанесение шпатлевок и мастик для окончательного выравнивания поверхности;
4.окраска;
5. сушка.
Наиболее распространены следующие способы окраски:
1. пневмораспыление; 2. струйный облив; 3. окрашивание кистями или валиками; 4. окунание; 5. электроосаждение.
64
Сушку осуществляют либо естественным путем – в помещении цеха или в специальных сушильных установках различных принципов действия
(конвекционные, индукционные, терморадиационные и др.).
Среди основных вредностей |
окрасочных цехов - пары растворителей и |
разбавителей, окрасочная пыль, как в жидком, так и в твердом состоянии. |
|
При расчете вентиляции метеорологические условия в окрасочных цехах |
|
должны принимаются как |
для помещений с незначительными |
тепловыделениями и категорией работ средней тяжести.
По взрыво-пожароопасности в окрасочных цехах встречаются помещения категорий А, Б, В, Г и Д.
Наиболее распространенными видами местных отсосов в окрасочных цехах являются вытяжные вентиляционные камеры.
Конструкция вытяжных вентиляционных камер зависит от способа окрашивания изделия или от способа нанесения на его поверхность различных составов.
Вытяжные вентиляционные камеры
Вытяжные вентиляционные камеры – полуоткрытые местные отсосы, оборудованные вытяжной вентиляцией, внутри корпуса которых проходят технологические процессы с выделением вредных или токсичных компонентов.
В настоящее время выпускаемые вытяжные венткамеры оборудуются
гидрофильтрами, через которые проходит воздух перед выпуском за пределы камеры.
Классификация вытяжных венткамер производится по конструкции гидрофильтров:
1. Вытяжная вентиляционная камера с лабиринтовым гидрофильтром
|
|
|
|
65 |
Рис. 6.1 Схема вытяжной камеры с |
|
|||
лабиринтовым гидрофильтром |
|
|||
1 – корпус камеры; |
2 – рабочий проем; |
|
||
3–технологический проем; 4–окрашиваемое |
||||
изделие; 5 – форсунки водяного экрана; |
|
|||
6 – форсунки гидрофильтр; 7 – |
||||
лабиринтовый |
гидрофильтр; |
8 |
– |
|
каплеуловитель; 9 – вытяжной вентилятор |
|
|||
(устанавливается в теплом помещении); 10– |
||||
вытяжная шахта; 11– трап; |
12 – водяной |
|||
отстойник. |
|
|
|
|
2. Вытяжная вентиляционная камера с каскадным гидрофильтром и переливом
Рис. 6.2 Схема вытяжной камеры с каскадным гидрофильтром
1 – корпус камеры; 2 – рабочий проем;
3–технологический проем;
4–окраши-ваемое изделие;
5 – перфорированный трап; 6 – каскад гидрофильтра;7 – перфорированная труба; 8 – водяной экран – перелив; 9 – каплеуловитель; 10 – вентилятор
(устанавливается в теплом помещении); 11 – вытяжная шахта; 12 – экран; 13 - водяной отстойник.
Отличительными конструктивными особенностями камеры являются:
1.каскадная конструкция гидрофильтра 6 с перфорированной трубой 7 для подачи воды на верхний каскад;
2. перфорированный |
трап 5 |
с экраном |
12, для |
обеспечения |
равномерного |
|
|
|
|
всасывания по всей |
площади |
трапа и |
исключения |
образование |
застойных зон в камере.
66
Подача воды осуществляется на верхний каскад сосредоточенно или через перфорацию. Переливные каскады создают сплошной экран воды на каждом уровне, что позволяет повысить степень очистки удаляемого воздуха.
Степень очистки газо-воздушной смеси зависит от скорости движения воздуха в сечении гидрофильтра.
Оптимальной считают скорость воздуха в гидрофильтрах
в пределах 5…6 м/с.
При этом степень очистки воздуха от лакокрасочного аэрозоля составляет 90…95 %, от паров растворителя – 30…35 %.
Степень очистки воздуха от окрасочной пыли можно определить по формуле:
&к = 65 + 5·v, |
(6.1) |
где v – скорость воздуха в сечении гидрофильтра, м/с. |
|
Аэродинамическое сопротивление гидрофильтра, Па, определяют по |
|
формуле: |
|
∆P = 16· v2, |
(6.2) |
где v – скорость воздуха в сечении гидрофильтра, м/с. |
|
Низкая степень очистки от паров растворителей |
в гидрофильтрах |
приводит к загрязнению окружающего воздуха. Для обеспечения безопасных концентраций в приземном слое атмосферы воздух, содержащий пары растворителей после гидрофильтров либо подвергают дополнительной очистке в фильтрах другого типа, либо устраивают “факельный выброс”.
Одним из способов дополнительной очистки является окисление паров растворителей методом каталитического дожигания.
Рис. 6.3 Схема каталитического дожигания паров растворителей:
1 – вентилятор; 2 – теплообменник;
3 - нагреватель; 4 – аппарат каталитического дожигания
67
Воздух на доочистку вентилятором 1 направляется в межтрубное пространство теплообменника 2, где нагревается до 300…350 оС за счет теплоты очищенного воздуха, проходящего по трубкам теплообменника 2. В электро - или газовом нагревателе 3 воздух нагревается до температуры 350…450 оС и направляется в контактный аппарат каталитического дожигания
4. В аппарате 4 происходит окисление паров растворителя с образованием углекислого газа и паров воды. Очищенный воздух поступает для охлаждения в теплообменник 2 и выбрасывается в атмосферу. Степень очистки достигает 99 %.
При выборе расчетных параметров воздуха рабочей зоны в окрасочных цехах принимают категорию работ средней тяжести II-а
по проектированию отопления и вентиляции окрасочных цехов и участков”).
Расчет производительности вытяжки из вентиляционных камер зависит от времени нахождения человека внутри камеры. В настоящее время существует два способа расчёта производительности вытяжной вентиляции из
вытяжных вентиляционных камер
Способ 1: Расчёт производительности вытяжных вентиляционных камер
при кратковременном пребывании человека в камере. |
|
|
Расчет производительности, м3/ч, |
вытяжной системы вентиляции |
|
производится по зависимости: |
|
|
Lух = υдоп · Fпр · 3600 |
(6.3) |
|
Значение допустимой скорости в |
рабочем проеме камеры |
υдоп |
принимается в зависимости от способа окрашивания изделия и от токсичности образующихся компонентов (табл. 6.1).
Способ 2: Расчет производительности вытяжных вентиляционных камер
при постоянном пребывании человека в камере.
Расчет производится по количеству образующихся вредных выделений
Gвр и предельно допустимым концентрациям соответствующих компонентов:
|
|
|
|
|
|
|
|
68 |
|
|
G |
10 6 |
|
||||
Gух = |
|
вр |
|
|
|
|
, |
(6.4) |
|
сПДК |
|
|
с |
|
|||
|
|
|
|
− |
в |
|
|
|
|
|
ρк |
|
ρв |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
Таблица 6.1
Допустимая скорость движения воздуха в рабочем проеме окрасочной камеры
№ |
Способ |
Применяемые материалы |
Расчетная |
|
средняя |
||||
п/п |
окрашивания |
|||
|
||||
|
скорость, м/с |
|||
|
|
|
||
|
|
Ручное окрашивание |
|
|
1. |
Электростатическое |
Различные |
0,4..0,5 |
|
|
распыление |
|
||
|
|
|
||
2. |
Кисть, окунание, |
Не содержащие ароматических |
0,5 |
|
|
облив |
углеводородов |
||
|
|
|||
|
|
Содержащие ароматические |
1,0 |
|
|
|
углеводороды |
||
|
|
|
||
3. |
Пневматическое |
Не содержащие соединений |
|
|
|
распыление |
свинца и ароматических |
1,0 |
|
|
|
углеводородов |
|
|
|
|
Эпоксидные, полиуретановые, |
1,7 |
|
|
|
акрилатные |
||
|
|
|
||
|
Автоматизированные методы |
|
||
1. |
Окунание, облив в |
Различные |
|
|
|
стационарной |
|
0,4…0,5 |
|
|
установке |
|
|
|
2. |
Безвоздушное |
Содержащие соединения |
0,5 |
|
|
распыление |
свинца |
||
|
|
|||
где Gвр – количество вредных выделений, образующихся в камере по каждому компоненту, кг/ч;
спдк, св – ПДК и концентрация данного компонента в рабочей зоне;
ρк, ρв – плотности воздуха в камере и в рабочей зоне, кг/м3.
Расчет по зависимости (6.4) производится по каждому компоненту вредных выделений с учетом суммации их действия на организм человека. За расчетное значение принимается большее из полученных значений.
69
Чтобы человек не получил профессиональных заболеваний концентрация вредных компонентов в камере не должна превышать предельно допустимой концентрации (ПДК).
Рис. 6.4 Схема вентиляции камеры окраски в электростатическом поле
1 – корпус камеры; 2 - транспортные про емы; 3 – воздухоприемные короба; 4 – вытяжной вентилятор; 5 – фильтр.
Схема вентиляции автоматических камер электростатической окраски
показана на рисунке 6.4. В подобных камерах вентиляция может быть как вытяжной, так и приточно-вытяжной в зависимости от технологии окраски и требований, предъявляемых к качеству продукции.
Скорость воздуха в транспортных проемах должна составлять 0,4…0,5 м/с. Это исключает возможность “вырывания” загрязненного воздуха смежное помещение. Одновременно необходимо контролировать, чтобы концентрация паров растворителей в удаляемом воздухе не превышала 20 % нижнего предела взрываемости.
При наличии приточной вентиляции воздух подают в верхнюю зону камеры так, чтобы в зоне краскораспылителей подвижность воздуха не превышала 0,5 м/с.
Окрашивание электроосаждением осуществляется в специальных ваннах.
Удаление воздуха осуществляется через бортовые отсосы из расчета 50 м3/ч на 1 м3 емкости ванны.
Приточный воздух подается в верхнюю зону в объеме 75 % от объема вытяжного воздуха, т.е. Lп = 0,75 Lух.