第九章通風工程

1、第九章通風工程 在各種金屬的冶煉、鑄造、鍛壓和熱處理過程中要產(chǎn)生大量的熱量；在選礦、燒結(jié)、建筑材料和耐火材料的生產(chǎn)過程中要產(chǎn)生大量的工業(yè)粉塵；在各種化學工業(yè)某些車間中要產(chǎn)生大量的有毒氣體和蒸汽；在工業(yè)生產(chǎn)過程中，伴隨著某些產(chǎn)品的生產(chǎn)，將會有大量的熱、濕(水蒸氣)、粉塵和有毒氣體產(chǎn)生；對這些有害物如果不采取防護措施，將會污染和惡化車間的空氣和大氣的環(huán)境，對工作人員的身體健康造成危害，也會妨礙機器設備的正常運轉(zhuǎn)，甚至造成損壞，對產(chǎn)品的質(zhì)量也有影響。9.1.1通風的必要性 在車間內(nèi)，而且隨著室外空氣的溫度、濕度和清潔度在變化。不用說，一年四季春、夏、秋、冬，就是一天24h室外空氣的溫度也有很大的變化

2、，矛盾的焦點是：生產(chǎn)要求空氣環(huán)境基本恒定不變，而室內(nèi)外的空氣條件卻經(jīng)常變化著，若使空氣條件適應生產(chǎn)提出的要求，必須對空氣加以處理，隨室內(nèi)外空氣溫、濕度變化的情況進行調(diào)節(jié)，這就是空氣調(diào)節(jié)。空氣調(diào)節(jié)就是使室內(nèi)空氣溫度、濕度、清潔度等保持在一定范圍的通風技術。 綜上所述，通風是使工作人員具有良好的工作和勞動條件，使生產(chǎn)能正常運行和保證產(chǎn)品質(zhì)量，延長機械設備和使用年限，提高勞動生產(chǎn)率，加速經(jīng)濟增長速度，這就是通風的意義及其重要性。第一節(jié)、通風系統(tǒng)概述一、室內(nèi)空氣污染物種類 工業(yè)建筑中：粉塵、有害蒸氣和氣體 民用建筑中：二氧化碳、氮氧化物、甲醛、揮發(fā) 有機化合物、CO等 （三）、空氣中有害物含量與有關標

3、準 1.有害物濃度 一般用 質(zhì)量濃度、體積濃度兩種方法表示 2.衛(wèi)生標準 目的 ：保護工人、居民的安全和健康 3.排放標準 采用大氣排放總量控制 生活中常見的有自然通風和機械通風兩種辦法。 一.自然通風原理 主要是依靠風壓和熱壓來使室內(nèi)外的空氣進行交換，從而改變室內(nèi)空氣環(huán)境。 風壓是由空氣流動所造成的壓力，也稱風力。風力是人們常利用的一種最經(jīng)濟的動力，風車、帆船都是風力的利用。圖-1是利用穿堂風使房間通風換氣的示意圖。房屋在迎風面形成正壓區(qū)(大于室內(nèi)壓力)，風可以從迎風面門窗吹入，同時卻在背風面形成負壓，室內(nèi)空氣又可以從背風面的門窗壓出。9.1.2通風系統(tǒng)的分類第二節(jié)、自然通風第二節(jié)、自然通風

4、圖-1房間通風換氣示意圖(1)圖-2房間通風換氣示意圖(2) 屋頂上的風帽、帶擋板的天窗(見圖-1、圖-2)，則是利用風從它們的上部開口吹過時造成的負壓來使室內(nèi)空氣在室內(nèi)外壓差下排出，這也是一種利用風力的自然通風。 顯然，這種自然通風的效果取決于風力的大小。 熱壓是當室內(nèi)空氣溫度比室外空氣溫度高時，室內(nèi)熱空氣密度小，比較輕，就會上升從建筑的上部開口(天窗)跑出去，較重的室外冷空氣就會經(jīng)下部門窗補充進來(見圖-2)。熱壓的大小除了跟室內(nèi)外溫差大小有關外，還與建筑高度有關。這同煙囪的道理一樣，高度越高，溫差愈大，抽力就(即自然通風效果)愈好。 利用熱壓和風壓來進行換氣的自然通風對于產(chǎn)生大量余熱的生

5、產(chǎn)車間是一種經(jīng)濟而有效的通風降溫方法。如機械制造廠的鑄造、鍛工、熱處理車間，冶金工廠的軋壓、各種加熱爐、冶煉爐車間，化工廠的烘干車間以及鍋爐房等均可利用自然通風，這是一種既簡單又經(jīng)濟的辦法。在考慮通風的時候，應優(yōu)先采用這種方法。 自然通風也有其缺點： 1) 自然進入的室外空氣一般不能預先進行處理，因此對空氣的溫度、濕度、清潔度要求高的車間來說就不能滿足要求。 2) 從車間排出來的臟空氣也不能進行除塵，會污染周圍的環(huán)境。 3）受自然條件的影響，風力不大、溫差較小時，通風量就少，因而效果就較差。比如風力和風向一變，空氣流動的情況就變了，而且一年四季氣溫也總是不斷變化的，依靠的熱壓力也很不穩(wěn)定，冬季

6、溫差較大，夏季溫差較小，這些都使自然通風的使用受到一定的限制。 對于一般工廠來說，自然通風效果好壞還與門窗的大小、形式、位置有關。在有些情況下，自然通風與機械通風混合使用，可以達到較好的效果。自然通風設計計算 （1）計算全面通風量。)(jpttcQL車間的排風溫度有兩種車間的排風溫度有兩種1）溫度梯度法）溫度梯度法)2( httnp 2）有效熱量系數(shù)法）有效熱量系數(shù)法321*mmmmmttttwnwp（2）確定窗孔的位置，分配各窗孔的進排風量（3）確定窗孔的面積wnwaaaghGF1pnwbbbghGF2自然通風與建筑設計 1.建筑平面規(guī)劃 2.建筑形式選擇 3.工藝布置1.機械通風原理依靠通

7、風機所造成的壓力，來迫使空氣流通進行室內(nèi)外空氣交換的方式叫做機械通風。與自然通風相比較，由于靠通風機的保證，通風機產(chǎn)生的壓力能克服較大的阻力，因此往往可以和一些阻力較大、能對空氣進行加熱、冷卻、加濕、干燥、凈化等處理過程的設備用風管連接起來，組成一個機械通風系統(tǒng)，把經(jīng)過處理達到一定質(zhì)量和數(shù)量的空氣送到一定地點。機械通風具有許多特點：1) 送入車間或工作房間內(nèi)的空氣可以首先加熱和冷卻，加濕或減濕。2) 從車間排除的空氣，有時需要進行凈化除塵，保證工廠附近的空氣不被污染。3) 按能夠滿足衛(wèi)生和生產(chǎn)上所要求造成房間內(nèi)人為的氣象條件。第三第三節(jié)節(jié)、機械通風、機械通風 4) 可以將吸入的新鮮空氣，按照需

8、要送到車間或工作房間內(nèi)各個地點，同時也可以將室內(nèi)污濁的空氣和有害氣體，從產(chǎn)生地點直接排除到室外去。 5) 通風量在一年四季中都可以保持平衡，不受外界氣候的影響，必要時，根據(jù)車間或工作房間內(nèi)生產(chǎn)與工作情況，還可以任意調(diào)節(jié)換氣量。最先進、最完善的機械通風系統(tǒng)，是空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 按照通風系統(tǒng)應用范圍的不同，機械通風可分為局部通風和全面通風兩種。 1) 局部通風 通風的范圍限制在有害物形成比較集中的地方，或是工作人員經(jīng)常活動的局部地區(qū)的自然或機械通風，稱為局部通風。目的是改善這一局部地區(qū)的空氣條件，局部通風又可分為局部排風、局部送風及局部送排風。局部排風。圖4.3所示是一機械的局部排風系統(tǒng)。它是為了盡

9、量減少工藝設備產(chǎn)生的有害物對室內(nèi)空氣環(huán)境的直接影響，用各種局部排氣罩(或柜)，在有害物產(chǎn)生時就立即隨空氣一起吸入罩內(nèi)，最后經(jīng)排風帽排至室外，是比較有效的一種通風方式。有時為了不讓有害物污染周圍大氣和損壞風機，或者有經(jīng)濟價值的有害物應該回收時，應裝設排氣處理(凈化、除塵或回收)裝置。局部排風也可以是用熱壓及風壓作為動力的自然排風。局部送風。對于車間面積很大、工作地點比較固定的廠房，要改善整個車間的空氣環(huán)境是比較困難的。在這種情況下，可以向局部工作地點送風，造成對工作人員溫度、濕度、清潔度合適的局部空氣環(huán)境。這種通風方式叫做局部送風，直接向人體送風的方法又叫崗位吹風或空氣淋浴。圖4.3機械局部排風

10、1.工藝設備；2.局部排氣罩；3.局部排氣柜；4.風道；5.通風機；6.排風帽；7.排氣處理裝置崗位吹風分集中式和分散式兩種。圖4.4是鑄工車間澆注工段集中式崗位吹風示意圖。風是從集中式送風系統(tǒng)的特殊送風口送出的，系統(tǒng)應包括從室外取氣的采氣口，風道系統(tǒng)和通風機，送風需要進行處理時，還應有空氣處理小室設備。分散的崗位吹風裝置一般采用軸流風機，適用于空氣處理要求不高，工作地點不很固定的地方。局部送、排風。有時采用既有送風又有排風的局部通風裝置，可以在局部地點形成一道“風幕”，利用這種風幕來防止有害氣體進入室內(nèi)，是一種既不影響工藝操作又比單純排風更為有效的通風方式，圖4.5就是這樣一種通風裝置。圖4

11、.4所示的澆注工段面積較大時，也可以在工段的一邊裝一排送風口送風，而在相對的另一邊裝一排排風口吸風，防止?jié)沧r產(chǎn)生的有害氣體上升進入車間。圖4.4集中式崗位吹風示意圖圖4.5局部送、排風 2)全面通風 由于生產(chǎn)條件的限制，不能采用局部通風或采用局部通風后室內(nèi)空氣環(huán)境仍然不符合衛(wèi)生和生產(chǎn)要求時，可以采用全面通風，即在車間或房間內(nèi)全面地進行空氣交換。全面通風適用于：有害物產(chǎn)生位置不固定的地方；面積較大或局部通風裝置影響操作；有害物擴散不受限制的房間或一定的區(qū)段內(nèi)。這就是允許有害物散入車間，同時引入室外新鮮空氣稀釋房間內(nèi)的有害物濃度，使其車間內(nèi)的有害物的濃度降低到合乎衛(wèi)生要求的允許濃度范圍內(nèi)，然后再

12、從室內(nèi)排出去。 全面通風可以是自然通風或機械通風，圖4.2所示是自然的全面通風。機械的全面通風又分為下列幾種： 全面排風。為了使室內(nèi)產(chǎn)生的有害物盡可能不擴散到其他區(qū)域或鄰室去，可以在有害物比較集中產(chǎn)生的區(qū)域或房間采用全面機械排風。圖4.6所示就是全面機械排風。在風機作用下，將含塵量大的室內(nèi)空氣通過引風機排除，此時，室內(nèi)處于負壓狀態(tài)，而較干凈的一般不需要進行處理的空氣從其他區(qū)域、房間或室外補入以沖淡有害物。圖4.6(a)所示是在墻上裝有軸流風機的最簡單全面排風。圖4.6(b)所示是室內(nèi)設有排風口，含塵量大的室內(nèi)空氣從專設的排氣裝置排入大氣的全面機械排風系統(tǒng)。圖4.6全面機械排風全面送風。當不希望

13、鄰室或室外空氣滲入室內(nèi)，而又希望送入的空氣是經(jīng)過簡單過濾、加熱處理的情況下，多用如圖4.7所示的全面機械送風系統(tǒng)來沖淡室內(nèi)有害物，這時室內(nèi)處于正壓，室內(nèi)空氣通過門窗壓出室外。全面送、排風。在很多情況下，一個車間同時采用圖4.7的全面送風系統(tǒng)和圖4.6(b)所示的全面排風系統(tǒng)相結(jié)合的全面送、排風系統(tǒng)，這往往用在門窗密閉，采用自然通風比較困難的場所。根據(jù)送風量和排風量的不同，可以使房間保持正壓或負壓，不足的風量則是經(jīng)過圍護結(jié)構的縫隙滲入或擠出。凡是具有一定風量調(diào)節(jié)能力的通風(通風系統(tǒng)中利用調(diào)節(jié)閥門、自然通風利用窗戶的開啟程度)稱為有組織的通風；而經(jīng)過縫隙滲入或擠出的不能進行風量調(diào)節(jié)的通風稱為無組織

14、的通風。圖4.7全面機械送風1.通風機；2.風道；3.送風口；4.采氣口；5.處理小室第四節(jié)、通風系統(tǒng)的主要設備及管道 1.排風罩排風罩的作用是將污濁或含塵的空氣收集并吸入風道內(nèi)。排風罩如果用在除塵系統(tǒng)中，則稱作吸塵罩。 排風罩的種類有：(1)密閉罩 密閉罩是用于產(chǎn)生大量粉塵的設備上。它是將 產(chǎn)生粉塵的設備盡可能的進行全部密閉，以 隔斷在生產(chǎn)過程中造成的一次塵化氣流與室 內(nèi)二次塵化氣流的聯(lián)系，防止粉塵隨室內(nèi)氣 流飛揚傳播而形成大面積的污染?？梢韵胂?， 設備密閉得越好，只需要較小的風量就能獲 得理想的防塵效果。 圖9-3輪碾密閉罩(2)吹吸罩由于受生產(chǎn)條件的限制，有時用單純的吸氣罩不能有效地將距

15、離較遠的有害物吸入罩內(nèi)及時排出，這時采用吹吸罩能夠達到較理想的效果。吹吸罩是利用射流能量密度高、速度衰減慢的特點，用吹出的氣流把有害物吹向設在另一側(cè)的吸風口，如圖9-4所示。這種方式可以大大減小排風量，同時可以達到良好的控制污染的效果。圖9-4吹吸式排風罩1.吸風口；2.吹風口；3.插板閥；4.地下風道 (3) 條縫罩 圖9-5是條縫罩的示意圖。條縫罩多用于電鍍槽、酸洗槽上的有害蒸汽的排除。因含有酸蒸汽的空氣不能直接排入大氣，所以一般要設中和凈化塔對含酸蒸汽的空氣進行凈化處理，達標后才能排入室外的大氣中。 圖9-5條縫吸氣罩 (1) 傘形罩 傘形罩一般設置在產(chǎn)生有害氣體或含塵空氣的設備及工作臺

16、的上方，這樣可以直接將設備或工作臺產(chǎn)生的有害氣體或含塵空氣由設備的上部吸走排出，避免有害氣體或含塵空氣在室內(nèi)擴散，形成大范圍內(nèi)的污染。圖9-6是傘形罩的示意圖。圖9-6傘形排風罩 2、除塵器 將有毒氣體或含塵空氣凈化處理達標后排放到大氣中，而工程中常用的凈化設備主要是除塵器。除塵器是除掉空氣中的粉塵的一種設備，實際應用中又有以下幾種：1) 重力沉降室除塵器重力沉降室除塵器實際是一個比通風管道的斷面尺寸增大了若干倍的除塵小室。含塵空氣由除塵小室的一端上方進入，由于小室的過流斷面突然擴大，含塵空氣的流動速度迅速降低。在含塵空氣緩慢地由小室的一端流向另一端的過程中，空氣中的粉塵粒子在重力的作用下，逐

17、漸向灰斗里沉降，使得粉塵從空氣中分離出來，而凈化后的潔凈空氣由除塵小室的另一端的出口排出。圖9-7、重力沉降式除塵器在實際的應用中，為了提高除塵小室的除塵效果，常在除塵小室內(nèi)部增設一些擋板。重力沉降式除塵器的結(jié)構形式如圖9-7所示。2)旋風除塵器。旋風除塵器是利用含塵空氣在除塵器中的螺旋運動及離心力的作用達到分離塵粒使空氣得到凈化。旋風除塵器的結(jié)構簡單，在除塵過程中沒有機械運動部件，所以運行管理與維護方便；同時耐高溫；如果在旋風除塵器的內(nèi)壁上敷設耐磨襯，可以用于凈化含有高磨蝕性粉塵的煙氣。但對微細塵粒的除塵效率不高。旋風除塵器的結(jié)構形式參見圖9-8。圖9-8旋風除塵器1.進氣口；2.圓筒體；3

18、.圓錐體；4.排氣管；5.排塵口與集灰斗3) 袋式除塵器。袋式除塵器是利用棉布、毛呢和人造纖維布等做成濾袋，然后將濾袋按一定的排列規(guī)律設置在一個箱體內(nèi)，含塵空氣沿著預先設計好的道路，由箱體下部進入各條濾袋中，對含塵空氣進行過濾處理，使粉塵從空氣中分離出來，以達到凈化空氣的目的。袋式除塵器的除塵效率高，特別是對細微粉塵也有較高的效率，一般除塵效率可達到99%；且適應性強，可以捕集不同性質(zhì)的粉塵；空氣的處理范圍大，規(guī)?？纱罂尚?，因而使用靈活；結(jié)構形式參見圖9-9。其結(jié)構簡單、工作性能穩(wěn)定、管理維護方便。但受濾袋耐高溫和耐腐蝕性的局限，對溫度過高的煙氣及腐蝕性強的含塵氣體的處理不能使用袋式除塵器。圖

19、9-9袋式除塵器1.進氣口；2.箱體；3.濾袋；4.凈化氣體出口；5.振打裝置；6.灰斗；7.插板閥4) 吸收式凈化塔。這種設備是專門用于含有毒氣體的凈化處理，諸如充電車間的酸蒸汽的凈化處理等。由于有毒氣體的化學成分及化學性質(zhì)各種各樣，因此吸收式凈化塔的工作原理及構造也是不相同的。圖9-10示出湍球塔的結(jié)構形式。湍球塔是吸收設備的一種，塔內(nèi)設有開孔率較大的篩板，篩板上放置一定數(shù)量的輕質(zhì)小球。待有毒氣體通過篩板時，小球在其中湍動旋轉(zhuǎn)，相互碰撞；而吸收用的化學藥劑由上向下噴淋加濕小球表面進行吸收。在湍球塔內(nèi)有氣、液、固三相相接觸，小球表面的吸收用化學藥劑液膜不斷更新，以增大對有毒成分的吸收效率。另

20、外，在實際工程中還有很多種除塵效率很高的除塵器，如水膜除塵器，這里不再一一敘述。工程實際中用的除塵系統(tǒng)及有害氣體凈化系統(tǒng)，其設備與管道間的連接見圖9-10。圖9-10除塵系統(tǒng)與空氣凈化系統(tǒng) 其他除塵器： 濕式除塵器、靜電除塵器、 慣性除塵器、過濾式除塵器等。3.通風機通風機是機械送風系統(tǒng)中的動力設備，在工程中常用的風機有離心式風機和軸流風機。離心式風機的基本構造組成： 葉輪、機殼、吸入口、機軸等部分，其葉輪的葉片根據(jù)出 口安裝角度的不同，分為前向葉片葉輪、徑向葉片葉輪、后向葉片葉輪。離心式風機的機殼呈蝸殼形，用鋼板或玻璃鋼制成，作用是匯集來自葉輪的氣體，使之沿著旋轉(zhuǎn)方向引至風機出口。風機的吸入口是吸風管段的首端部分，主要起著集氣作用，又稱作集流器。風機的機軸是與電機的連接部位，電機與風機的連接方式有六種：A、B、C、D、E、F，其連接方式見圖9-11。圖9-11離心式風機六種傳動方式 4.通風管道 送風管道的作用是輸送空氣處理箱處理好的空氣到各送風區(qū)域。送風管道的形狀有矩形和圓形兩種，制作用材多為薄形鍍鋅鋼板或玻璃鋼復合材料等。送風管道的連接是用相同材質(zhì)的管件(彎頭、三通、四通等)法蘭螺栓連接，法蘭間加橡膠密封墊圈。圖9-12是矩形及圓形風管與部分管件示意圖。圖9-12矩形、圓形風管及管件第五節(jié) 建筑的防排煙 一 建筑火災煙