Промышленная вентиляция кузнечного цеха в г. Рязань

 

Таблица№8 – Тепловой баланс цеха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Расчет газо-, паро- и пылевыделений

 

Количество подаваемого и удаляемого воздуха должно быть таковым, чтобы в воздухе помещения газо- и паровыделения были разбавлены до концентраций допустимыми санитарными нормами.

Расчет колчиества вредных газов, выделяющихся при горении углеводородного топлива, производится исходя из удельных выделений газов при сгорании топлива. В проектируемом цеху установлены газовые камерные печи. Принимаем количество вредностей, поступающих в цех, равное 5% от общего их выделения. Тогда Количество газов, поступающих в помещение, будет определяться как:

 

Где: q- удельные выделения газов при сгорании 1м3 газа, г/м3

Gт – суммарный расход топлива печами, м3/ч

 –процент  вредностей, поступающих в помещение  при данном виде местного отстоса

Тогда количество поступающего в помещение оксида углерода будет равно:

 

Окись озота:

 

 

 

Расчет выделения газов от остального технологического оборудования производится исходя из удельных выделений вредностей одной технологической установкой, принимаемых по справочной литературе [7] по формуле:

 

Где q – выделения газа одной технологической установкой, г/ч

N – количество установок, установленных в помещении, шт.

Расчет выделения газов сводим в таблицу№ 9.

 

N° п/п	Наименование оборудования	Кол. оборудования, шт	Наименование газа	Удельные выделения	Ед. изм. Удел. Выделений	Общее газовы-деле-ние газа, г/ч	Коэф. Эффективности М.О., %	Количество поступающих вредностей
								В	В	N°
								трубу	цех,	вент.
									г/ч	системы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Газовая камерная печь	5	Окись углерода	12,9	г/м3	325,73	90	293,15	32,57	В1
			Окись азота	2,15	г/м3	54,288	90	48,86	5,43
3	Шахтная электропечь США 3.12/6	4	Амиак	60	г/ч	240	60	144,00	96,00	В2
4	Селитровая ванна 500х700	2	Окись азота	0,051	г/ч	0,102	100	0,10	0,00	В3
9	Свинцовая ванна	1	Аэрозоль хлорида бария	0,4	г/кг	32	100	32,00	0,00	В6
			Водород хлористый	0,12	г/кг	9,6	100	9,60	0,00
10	Ванна соляная закалочная 350х450	1	Пары хлора	4,2	г/ч	4,2	100	4,20	0,00	В6
			Окись углерода	0,7	г/ч	0,7	100	0,70	0,00
11	Камерная закалочная печь СН3-6,5.13.4/10	1	Окись углерода	8,35	г/ч	8,35	90	7,52	0,84	В6
			Ангидрид сернистый	5,64	г/ч	5,64	90	5,08	0,56
13	Ванна маслянная СВМ-3,5.5\3М1	1	Пары масел	22,5	г/ч	22,5	60	13,50	9,00	В8
14	Шахтная печь СШЦ-0406/10/Ц-60	3	Углеводороды	0,4	г/ч	1,2	60	0,72	0,48	В7
			Окись углерода	0,02	г/ч	0,06	60	0,04	0,02
28	Бак масляный 1000х800	3	Пары масел	69	г/ч	207	60	124,20	82,80	В4, В8
			Окись углерода	25,8	г/ч	77,4	60	46,44	30,96

 

 

 

Таблица №9 - Газовыделения от технологического оборудования

 

Суммарные газовыделения в объем цеха составят:

Окись углерода: 64,39 г/ч

Окись азота: 5,43 г/ч

Амиак: 96,0 г/ч

Сернистый ангидрид: 0,56 г/ч

Углеводороды: 0,48 г/ч

Пары масла: 91,8 г/ч

 

 

4.Расчет  воздухообмена

4.1Выбор  ориентировочной схемы воздухообмена

 

В проекте предусматривается создание общеобменной приточной и вытяжной вентиляции, совмещенное с местной вытяжной вентиляцией и системой воздушногодуширования. В соотвтетствии с рекомендациями нормативной литературы [6] проектируется естественная приточная и вытяжная вентиляция. Однако в зимний период года в цеху наблюдаются теплонедостатки и, следовательно, естественный приток воздуха без подогрева его в калориферных секциях приточной камеры не может обеспечить требуемые параметры воздуха рабочей зоны.

 

В соответствии с изложенными данными принимаем в теплый период схему с естественной подачей воздуха через аэрационные проемы и вытяжку через аэрационный фонарь. В зимний период года предусматривается механическая приточная вентиляция и вытяжка через аэрационный фонарь. Вне зависимости от периода года предусматривается создание местной вытяжной вентиляции и душирование рабочих мест, подверженных интенсивному тепловому облучению.

 

 

4.2Выбор  производительности местных отсосов. Сводная таблица местных отсосов

Расчет комбинированного зонта к поз.1

 

Расход газа одной печью:  B=5,05 м3/ч

Размеры загрузочного отверстия:

Температура в печи: tп=9500С

 

Плотность продуктов сгорания и плотность воздуха рабочей зоны определяется по формулам:

 

 

Где: tп и tрз– температуры в печи и воздуха рабочей зоны, 0С

Избыточное давление в печи по оси струи определяется как:

 

 

Где: – Избыточное давление в топке печи, Па

 – высота  загрузочного отверстия, м

Находим среднюю скорость газов, выбивающихся из рабочего проема печи:

 

Эквивалентный по площади диаметр рабочего проема печи определяется как:

 

Определяем условный критерий архимеда:

 

Находим расстояние Х, на котором под действием гравитационных сил ось струи достигает всасывающего отверстия зонта:

 

 

где: m, n – коэффициенты изменения скорости и температуры в струе, значения которых при отношении высоты загрузочного отверстия к его ширине в пределах n/b = 0,5 … 1 принимаются равнымиm = 5, n = 4,2.

Диаметр струи на расстоянии х находится как:

 

Находим минимальный вылет зонта:

 

Принимаем ширину зонта, равную

 

Находим количество тепла, поступающего вместе с продуктами сгорания в зонт:

 

Масса воздушной смеси, поступающей в зонт, равна:

 

Где : – температура смеси газов и подсасываемого воздуха, 0С. Принимаем систему с искусственным созданием тяги, для которой максимальная0С.

Количество газов, выделяющихся в процессе сгорания топлива:

 

где Vт – удельный расход воздуха, потребный для сжигания единицы количества топлива;

Количество подсасываемого воздуха:

 

Расход воздуха, удаляемый местным отсосом, будет равен:

 

Скорость воздуха во входном сечении:

 

Т.к. скорость воздуха больше минимально допустимой по нормативам [7] 08 м/с, то принимаем зонт к установке с расходом воздуха 2470м3/ч.

 

Расчет зонта к поз.2

 

Радиус охладительного колодца: R=0,4 м

Количество охлаждаемого металла: 120 кг/ч

 

Т.к. деталь занимает не весь объем колодца, то площадь источника находится как:

 

Где: R – радиус колодца, м

Количество тепла, выделяющегося за 1 час определяется как:

 

где  См – теплоёмкость металла, кДж/кг·ºС.

Находим высоту установки зонта из условия:

 

Находим количество воздуха поступающего в конвективную струю:

 

Площадьзонта:

 

Принимаем ближайшее стандартное значение диаметра зонта D=1м. Тогда фактическая площадь зонта составит:

 

 

Количество воздуха, удаляемое местным отсосом:

 

Местные отсосы для остального технологического оборудования подбираются по альбому вентиляционного оборудования ОВ-02-148 и [7]. Подбор оборудования сводится в таблицу№ 10.

№ п/п	Наименование технологического оборудования	Количество шт.	Тип местного отсоса	Количество отсасываемого воздуха м3/ч	Коэффициент эффективности отсоса	Ссылка на нормативную литературу
1	Печь газовая  камерная	5	Зонт-козырек	2470	0,9
2	Охладительный колодец	5	Зонт над нагретой поверхностью	2410	1
3	Шахтная печь	4	Кольцевой отсос	7100	0,6	ОВ -02-148
4	Селитровая ванна	2	Укрытие	1500	1	ОВ -02-148
8	Моечная машина	1	Укрытие	1500	1	ОВ -02-148
9	Ванна свинцовая закалочная	1	Укрытие	1500	1	ОВ -02-148
10	Ванна соляная закалочная	1	Укрытие	1500	1	ОВ -02-148
11	Печь эл. Для подогрева	1	Зонт-козырек	2100	0,9	ОВ -02-148
13	Ванна мсляная	1	Бортовой отсос	8250	0,6	ОВ -02-148
14	Шахтная электропечь	3	Кольцевой отсос	3700	0,6	ОВ -02-148
19	Гидропескоструйный аппарат	3	Укрытие	1000	1	ОВ -02-148
25	Т.В.Ч.	2	зонт	452	0,9	АЗ-194
26	Полировальные бабки	3	Укрытие	2400	0,9	АЗ-194
28	Бак для масла	3	Бортовой отсос	3200	0,6	ОВ -02-148

Таблица№10 – Сводная таблица местных отсосов

Таблица№10 – Сводная таблица местных отсосов

Всего системами местной вытяжной вентиляции удаляется 105564 м3/ч

 

4.3Расчет  местной приточной вентиляции

 

В проектируемом цеху на ворота устанавливается воздушная завеса, обеспечивающая догрев воздуха, прорывающегося через ворота при их открытии, до требуемых параметров для создания допустимых параметров воздуха рабочей зоны вблизи ворот. При открытии ворот обеспечивается автоматическое включение завесы. Завеса забирает воздух непосредственно из помещения цеха и работает некоторое время после закрытия ворот для обеспечения нагрева прорвавшегося воздуха дотемпературу рабочей зоны, также ворота открываются периодически и на непродолжительное время. Все это позволяет не учитывать работу воздушной завесы в тепловом и воздушном балансе здания.

В соответствии с нормами [7] воздушные души предусматриваются на рабочих местах с интенсивностью облучения большей, чем 300ккал/ м2ч. Следовательно требуется предусмотреть душированиеу камерных печей (1,11), интенсивность облучения у которых составляет 1200-1800 ккал/ м2ч, шахтных печей (3,14) и охладительных колодцев(2)интенсивность облучения у которых составляет 600-1200 ккал/ м2ч. Т.к. колодцы установлены в непосредственной близости с печами (3,14), и работающий подвергается интенсивному облучению только в процессе переноски изделия из печей в колодцы, то для экономии средств воздушные души около них допускается не устанавливать. В соответствии с нормами  [5] и исходя из экономических соображений принимаем температуры на приточной струи для всей системы душирования одинаковую, удовлетворяющую санитарно-гигиеническим требованиям для всех интенсивностей облучения, встречающихся в цехе:

Вначале проверяем возможность использования адиабатического охлаждения воздуха в теплый период года, как самого экономичного варианта. Для этого наносим на I-d диаграмму точку (рис2), соответствующую расчетным параметрам наружного воздуха в теплый период по параметрам Б. Затем по адиабате строим линию до пересечения с φ=95% и определяем температуру охлажденной воды tохл=19,4

Рис.2 – Процесс адиабатического охлаждения наружного воздуха

Находим температуру воздуха на выходе из душирующего насадка по формуле:

t0 =  tохл+∆t=19,4+1,5=20,9 °С

Определяем отношение разности температур Рт по формуле:

 

где  tрз- температура в рабочей зоне цеха, °С,

t0  - температура воздуха на выходе из насадки,  °С,

∆t – нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах между оросительной  камерой и душирующим патрубком – принимается не менее 1.5 °С.

При Рт≈1 (Рт≥0,9) применение адиабатического процесса возможно, но в этом случае требуются большие по сечению и габаритам патрубки и большое количество воздуха, подаваемого ими.   Поэтому требуется прибегать к искусственному охлаждению.

Рассчитаем души для печей (1,11), имеющих одинаковую интенсивность облучения 1200-1800 ккал/ м2ч. Принимаем скорость на выходе из патрубка . Принимаем душирующий патрубок ПДн-3 и находим требуемею площадь по формуле:

 

Где: х – расстояние от патрубка до рабочего места, м

m – коэффициент, характеризующий затухание скорости при истечении воздуха из патрубка.

Т.к. требуемая площадь близка к фактической , то принимаем к установке выбранный патрубок.

Находим скорость воздуха на выходе из патрубка:

 

Следовательно определяем скорость по формуле:

 

 

Находим расход воздуха из душирующего патрубка

 

Определяем температуру воздуха на выходе из душирующего насадка:

 

 

По экономическим соображениям применяем патрубок ПДн-3 для всех рабочих мест, требующих душирование.

Рассчитаем души для печей (3,14), имеющих одинаковую интенсивность облучения 600-1200 ккал/ м2ч. Принимаем скорость на выходе из патрубка

Находим действительную скорость воздуха на выходе из патрубка:

 

Находим расход воздуха из душирующего патрубка

 

Определяем температуру воздуха на выходе из душирующего насадка:

 

 

Суммарная производительность системы душирования рабочих мест составляет:

Lд=12440 м3/ч

Для теплого периода года массовый расход составит: Gд=14939 кг/ч

Для холодного периода года массовый расход составит: Gд=14987 кг/ч

 

4.4Расчет  производительности общеобменной вентиляции

 

Выбор воздухообмена цеха следует согласно п.7.4.1 и 7.4.2. [2] или п.4.42 и 4.43 [1] определять с учетом санитарно- гигиенических норм и норм взрывопожарной безопасности отдельно по каждому из следующих факторов:

а) по разбавлению до допустимых концентраций вредных или взрывоопасных веществ (по “газам”);

б) по избыткам явной теплоты, с целью обеспечения требуемой 
постоянной температуры воздуха в рабочей зоне tрз  (по теплу);

в) по избыткам влаги, с целью обеспечения допустимых значений относительной влажности («по влаге»);

г) по компенсации местных отсосов и минимальной вытяжки (общеобменной) для предотвращения скопления вредностей в верхней зоне (если вредные вещества легче воздуха или в цехе значительные избытки явной теплоты) или из нижней зоны (если вредные вещества тяжелее воздуха или в цехе незначительные выделения тепла) («по местным отсосам»)

д) по нормативной крайности воздухообмена или по нормируемому удельному расходу приточного воздуха на 1 м2 площади пола или на 1 работающего («по нормам»)