Промышленная вентиляция кузнечного цеха в г. Рязань

Т.к. в данном проекте влаговыделенияпринебрежительномалы, то допускается не производить расчет воздухообмена по ним.

 

4.4.1 Расчет  производительности общеобменной вентиляции по разбавлению газовыделений.

 

Расход приточного воздуха для разбавления, прорвавшихся в воздух помещения загрязняющих или взрывоопасных веществ (газов, паров, аэрозолей, пыли) до допустимых концентраций может быть определен:

где Gпp - суммарный приток воздуха, кг/ч;

М- количество загрязняющих веществ, г/ч;

ПДКрз, - допустимая концентрация вредного вещества в рабочей зоне, мг/м3;

rн - плотность наружного воздуха, кг/м3.

По ранее рассчитанным выделениям загрязняющих веществ определим потребный воздухообмен. Для окиси углерода:

Для окиси азота:

Для аммика:

 

Для сернистого ангидрида:

Для углеводородов:

Для паров масла:

 

Воздухообмен по разбавлению газовыделений требуется не менее 31160 кг/ч в теплый период и не менее 37480 кг/ч в холодный период года.

 

4.4.2 Расчет  производительности общеобменной вентиляции по компенсации действия местной вытяжной вентиляции

 

При наличии в помещении местных отсосов приток воздуха нужен, прежде всего, для компенсации воздуха удаляемого местной вытяжкой от технологического оборудования (технологическими отсосами). Однако, кроме местной вытяжки следует согласно [2] п. 7.5.9 удалять из верхней зоны в объеме не менее однократного обмена в 1 ч, а в помещениях высотой более 6 метров не менее 6 м3 /ч на 1 м2 помещения.Произведем расчет требуемого воздухообмена для теплого периода года.

Gвытоб = Gвзmin =Lвзminrух

Lвзmin³ V или Lвзmin³ 6F

где Gвз - массовый минимальный расход воздуха удаляемого из верхней зоны, кг/ч;

Lвз - минимальная общеобменная вытяжка из верхней зоны, м3 /ч

V - объем помещения, м3;

F - площадь пола, м2;

rух - плотность воздуха в верхней зоне помещения, кг/м3;

Gвытоб = Gвзmin =Lвзminrух=9792∙1,134=11105 кг/ч

Gвытоб = Gвзmin =Lвзminrух=6∙916∙1,134=5552 кг/ч

Принимаем Gвзmin =11105 кг/ч

 

Тогда воздухообмен (общий расход приточного воздуха) «по местным отсосам» равен

Gпр = Gмо + Gвзmin=123824+11105=134929 кг/ч;

 а расход  общеобменного притока:

Gпробщ = Gпр – Gд=134929-14936=119993 кг/ч.

 

Воздухообмен по компенсации действия местной вытяжной вентиляции не менее 134929 кг/ч в теплый период года.

 

4.4.3 Расчет производительности общеобменной вентиляции по ассимиляции теплоизбытков

 

Для нахождения требуемого воздухообмена по ассимиляции теплоизбытков для теплого периода года следует совместно рассмотреть уравнения массового и теплового балансов в вентилируемых помещениях. В холодный период года, как правило, воздухообмен по теплоизбыткам не считают, а принимают его по другим факторам, а из уравнений определяют требуемую для данных избытков тепла и принятого воздухообмена, температуру общеобменного притока.

Для принятой схемы вентиляции расчет воздухообмена по теплу для теплого периода года будет выглядеть в виде системы уравнений:

 

 

Где: – количество   воздуха,   подаваемого в верхнюю зону, кг/ч;

Gмо -   количество   воздуха,   удаляемого   местной   вытяжкой   и технологическими отсосами, кг/ч;

Gвз - количество воздуха, удаляемого из верхней зоны общеобменной вытяжкой, кг/ч;

Gд -   количество   воздуха,   подаваемого   местной   приточной вентиляцией в виде  воздушного душа, кг/ч.

tд - температура местного притока, °С.

- температура общеобменного притока, °С. Для теплого периода принимаем температуру притока, равную расчетной температуре наружного воздуха по параметрам А.°С.

 – избытки теплоты в помещении, кДж/кг

С – Теплоемкость воздуха.

Решим систему уравнений для теплого периода года:

 

Решая систему уравнений получим

=109272 кг/ч

=384 кг/ч

Для холодного периода принимаем расход приточного воздуха равный расходу для компенсации действия местных отсосов в теплый период. Тогда система будет выглядеть:

 

В результате получаем искомую температуру притока .

По результатам расчета принимаем требуемый воздухообмен по компенсации действия местной вытяжной вентиляции, как самый большой.

 

4.5Расчет  аэрации

 

Применение аэрации является предпочтительным вариантом при проектировании промышленных цехов, т.к. аэрация является самым экономически выгодным вариантов устройства вентиляции. При применении аэрации не требуется затраты электроэнергии на вентиляцию. Аэрация осуществляется под действием ветрового и теплового напоров. В курсовом проекте допускается расчитывать только аэрацию под действием теплового потока, т.к. при ветровых напорах будет осуществляться более интенсивных воздухообмен и, следовательно, будут создаваться более благоприятные условия в цехе.

Схема аэрации цеха приведена на рисунке № 3

Принимаем конструкцию окон, при которых открывающимися являются 40% от их общей площади окон первого яруса. Тогда площадь приточных проемов будет равна:

 

Принимаем следующую конструкцию аэрационного фонаря: высота открывающихся проемов h=1,4м; длина фонаря l=14м; проемы выполнены с обоих сторон фонаря. Тогда площадь вытяжных проемов будет равна:

 

 

 

Принимаем следующие конструкции приточных и вытяжных створок:

Приточные одинарные верхнеподвесные створки с b:l=1:1 и углом открытия α=150. При такой конструкции коэффициент расхода составит: µ1=0,25

Рисунок № 3 – Схема организации аэрации в цехе.

Вытяжные одинарные верхнеподвесные створки с b:l=1:2 и углом открытия α=150. При такой конструкции коэффициент расхода составит: µ1=0,24

При заданных значениях коэффициентов расхода коэффициенты β и γ, характеризующие процесс аэрации, будут равны:

 

 

Расстояние по вертикали между центрами приточных и вытяжных отверстий составляют H=8,35 м. Положение нейтральной плоскости может быть найдено из выражений:

 

Где: H2 - расстояния от вытяжного проема до нейтральной плоскости ,м

H1 - расстояние от приточного проема до нейтральной плоскости ,м

 

Откуда находим

Средняя плотность воздуха в помещении равна:

 

 

Разность плотностей, под действием которой осуществляется аэрация равна:

 

Для выбранных значений потребные площади проемов будут равны:

 

 

 

 

 

Вычисленные площади аэрационных проемов меньше предварительно принятых,следовательно будет обеспечиваться воздухообмен не менее расчетного.

 

4.6Составление  воздушного баланса помещения

 

Расход вытяжного воздуха определяется из условия баланса или условного баланса между массовым расходом приточного и вытяжного воздуха.

Воздушный баланс должен быть составляется для двух периодов года и указан в единицах объемного м3/ч и массового расходов кг/ч. Так как температура притока и вытяжки различны (то есть различны плотности воздуха),то суммарный объем притока  не равен суммарной вытяжки.

Результаты составления воздушного баланса заносятся в таблицу 11.

 

 

 

 

 

 

 

Период года	Параметры внутреннего воздуха		Приток, кг/ч, м3/ч					Вытяжка, кг/ч, м3/ч
			Местная		Общеобменная		Всего	Местная		Общеобменная		Всего
	tpз, °С	jн, %	мех.	Ест.	Мех.	Ест.		Мех.	Ест.	Мех.	Ест.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ТП	28,2	75	14936	-	-	119993	134929	123824	-	11105	-	134929
			12440	-	-	101025	113465	105654	-	9790	-	115444
ХП	17	75	14987	-	125297	-	140284	128606	-	11678	-	140284
			12440	-	103759	-	116199	105654	-	9792	-	115446

 

 

Таблица№11 – Воздушный баланс цеха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Расчет  воздухораздающих устройств

 

В холодный период года подача приточного воздуха осуществляется с помощью механической вентиляции, т.к. требуемая температура превышает расчетную наружную температуру в холодный период года. Раздача воздуха осуществляется сосредоточенно в верхнюю зону с помощью воздухораспределителей ВГК. Патрубки ВГК устанавливаются в совмещенных системах вентиляции и воздушного отопления производственных помещений.

Т.к. температура приточного воздуха в холодный период лежит в пределах допустимой температуры на постоянном рабочем мест, то допускается не расчитывать разность температур между средней температурой рабочей зоны и температурой приточного воздуха на выходе из патрубка.

Т.к. в проекте предусмотрены отгороженные от основного объема цеха помещения, то для них предусматривается создание приточной вентиляции. Расход воздуха, подаваемый в эти помещения, должен быть несколько меньше расхода воздуха, удаляемого местной вытяжной вентиляцией. Суммарный расход для вспомогательных помещений составит:

L=10800 м3/ч

Тогда расход воздуха, подаваемый одним патрубком ВГК-3, будет равен:

 

Где: – объемный расход общеобменной вентиляции,

n – количество устанавливаемых патрубков, шт

Находим площадь поперечного сечения помещения, приходящуюся на один патрубок:

 

 

Где: l – длина помещения, м

H – высота помещения, м

Определяем максимально допустимую скорость воздуха в обратном потоке по формуле:

 

Где: – максимально допустимая скорость на постоянных рабочих местах, м/с.

 – повышающий коэффициент

При выбранном числе патрубков максимальная отностельная скорость воздуха составляет: . По номограмме, составленной для данного типа патрубка, определяем отношение максимальной скорости в обратном потоке воздуха к относительной скорости:

 

Откуда:

 

Т.к, то подбор патрубков считаем законченным.

 

6.Компоновка  систем местной и общеобменной систем вентиляции

 

Расчетный воздухообмен цеха составляет 134929 кг/ч в летний период и 140284 кг/ч в зимний период года. В вентилируемом цехе запроектировано 2 приточных системы и 10 вытяжных систем с механическим побуждением.В цеху запроектировано воздушное отопление. В теплый период года подача и удаление воздуха общеобменной вентиляции осуществляются через аэрационные проемы. В холодный период года наружный воздух догревается в приточной камере.

Приточная система П1 осуществляет подачу воздуха в верхнюю зону помещения сосредоточенными струями. Для подачи воздуха используется приточная камера 2ПК-60.Производительность системы равняется 56520м3/ч. В качестве воздухораспределителей используются 2 патрубка ВГК-3. Система работает только в холодный период года.

Приточная система П2 подает воздух в верхнюю зону цеха, а также в отгороженные от основного объема цеха помещения для компенсации действия в них систем местной вытяжной вентиляции. Производительность системы равняется 62320 м3/ч. Система запроектирована с приточной камерой 2ПК-60.Воздух в верхнюю зону подается с помощью воздухораспределителя ВГК-3.В отгороженные помещения воздух подается с помощью пристенных воздухораспределителей ВП. Система работает только в холодный период года.

Приточная система П3 подает воздух к воздушным душам, установленным около рабочих мест с большой интенсивностью теплого излучения. Производительность системы составляет 12440 м3/ч. Система оборудована центральным кондиционером КТЦ-10 т.к. требуется искусственной охлаждение воздуха. Воздух подвергается тепловлажностной обработке в форсуночной камере, после чего догревается в калорифере второго подогрева для достижения расчетного значения температуры и влажности. В кондиционере используется искусственное охлаждение воды. Кондиционер располагается на первом этаже цеха в отгороженном помещении. В качетсве воздухораспределителей в системе исользуется патрубок ПДн-3.

Местная вытяжная система В1удаляет смесь воздуха с продуктами сгорания, вырывающихся из печи (1) при открытии загрузочного отверстия. Для удаления смеси воздуха и продуктов сгорания используется вентилятор Ц4-70№8, вынесенный за пределы цеха для уменьшения шума. Производительность системы составляет 12350 м3/ч.

Местная вытяжная система В2 удаляет горячий воздух от шахтных печей (3) и охладительных колодцев (2). Производительность системы составляет 27040 м3/ч. Вентилятор Ц4-70 №8 располагается на улице.

Местная вытяжная система В3 предназначена для удаления вредностей, выделяющихся при работе селитровых ванн (4). В качестве местных отсосов в системе используется шкаф, не допускающий распространения вредностей по объему цеха. Вентилятор Ц4-70№3.2 крепится к колонне цеха с помощью кронштейнов. Производительность системы составляет 3000 м3/ч.

Местная вытяжная система В4 удаляет смесь воздуха и паров масла, образующаяся при работе масляных баков (28). Воздуховоды проложены в подпольных каналах. В системе используется вентилятор Ц4-70№6,3. Перед вентилятором установлен фильтр ФЭКВ 10/3, отделяющий пары масла от общей смеси. Производительность системы составляет 6400 м3/ч.

Местная вытяжная система В5 удаляет смесь воздуха с водяными парами от местного отсоса, установленного на моечной машине (8). Вентилятор Ц4-70№2,5 крепится к колонне цеха с помощью кронштейнов.

Местная вытяжная система В6 соединяет местные отсосы, установленные на камерной печи (11), свинцовой ванне (9) и солевой ванне (10). Производительность системы составляет 5100 м3/ч. Вентилятор Ц4-70№5 для уменьшения уровня шума в цеху устанавливается на улице.