Местные отсосы

В жилых и общественных зданиях источниками загрязнения воздуха являются бытовые и осветительные приборы, газовые и электрические плиты и печи, жарочные и сушильные шкафы и др. Основные вредные факторы в этих помещениях избыточное тепло, пыль, продукты неполны о сгорания бытового газа.
Химический состав воздуха в помещениях изменяется в процессе дыхания человека. Вследствие этого в невентилируемой среде происходит постепенное снижение содержания кислорода и возрастание содержания углекислого газа.
Одновременно в воздух помещения выделяются так называемые антропотоксины (аммиак, сероводород, летучие жирные кислоты), которые существенно нарушают ощущение комфортности.Взрослый человек в спокойном состоянии может выделять за 1ч около 22,6л углекислого газа, а ребенок до 12 лет — около 12л.
Действующими санитарными нормами установлено, что минимальное количество наружного воздуха, подаваемое на 1 человека, должно составлять при естественном проветривании помещения 20 - 40м3, но не меньше чем в размере величины компенсации удаляемого вытяжного воздуха приточным наружным. Компенсация приточным воздухом в холодный период года требует подогрева до приблизительной температуры в помещении до нормативного перепада (зависит от типа помещения). Классическим решением притока наружного воздуха является приточная установка.
   

Локализующая вентиляция. Местные отсосы

Местная вытяжная (локализующая) вентиляция удаляет загрязненный воздух от мест выделения вредностей (технологического оборудования, столов сортировки сырья, узлов пересыпки материалов и т. д.). Локализующая вентиляция — наиболее эффективный и экономичный способ вытяжной вентиляции, поскольку со сравнительно небольшим количеством воздуха удаляется значительное количество вредных веществ. Достигается это тем, что загрязненный воздух забирается непосредственно от мест выделения вредных веществ, где их концентрация наиболее высока. Благодаря этому полностью или в значительной мере предотвращается поступление вредных веществ в воздух помещений. Применение локализующей вентиляции весьма эффективно для удаления газов, паров, пыли, выделение которых может сопровождаться выделением теплоты.

Рис. 5. Схема механической вытяжной вентиляционной системы от местных насосов: 1, 2, 3, — местные отсосы (вытяжной шкаф, вытяжной зонт, бортовой отсос от технологической ванны); 4 — воздуховод; 5 — вентилятор (устройство для отчистки воздуха не показано).
Принципиальная схема механической вытяжной вентиляционной системы от местных насосов: 1, 2, 3, — местные отсосы (вытяжной шкаф, вытяжной зонт, бортовой отсос от технологической ванны); 4 — воздуховод; 5 — вентилятор (устройство для отчистки воздуха не показано).

Местные вытяжные системы применяются в сочетании с общеобменными. При их совместном действии можно обеспечить необходимые условия воздушной среды в помещениях.

Удаление воздуха производится с помощью местных отсосов. Местный отсос состоит из воздухоприемника и воздухоотвода, отводящего загрязненный воздух на очистку или непосредственно в атмосферу.

При разработке конструкции местного отсоса и определении места его установки нужно исходить из того, что радиус действия местного отсоса весьма ограничен. Этим спектры всасывания воздухоприемников резко отличаются от приточных струй, имеющих значительную дальнобойность.

Локализующая вентиляция может быть естественной и механической.
Практика показывает, что в производственных условиях применение локализующей вентиляции с естественным побуждением целесообразно при одновременном выделении с парами и газами теплоты. При этих условиях создается достаточное естественное давление. Если необходима очистка воздуха, применение естественного побуждения нереально. Удаление пыли от источника за счет естественного давления возможно лишь при одновременном интенсивном выделении теплоты в отношении мелкой и легкой пыли.

Объективным критерием эффективности местного отсоса является концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны по сравнению с их концентрацией при отключении отсоса.

СНиП 2.04.05-91* требует, чтобы в результате действия местного отсоса концентрация удаляемых горючих газов, паров, аэрозолей и пыли в воздухе не превышала 50% нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПРП) при температуре удаляемой смеси.

К установке местных отсосов предъявляют ряд требований, выполнение которых обеспечивает их эффективное действие.

Местный отсос не должен создавать помех ведению технологического процесса или отдельных технологических операций, исходя из принципа «вентиляция для технологии, а не наоборот». В противном случае он «нежизнеспособен».

Местный отсос должен быть установлен возможно ближе к источнику выделения вредностей (конечно, не в ущерб предыдущему требованию). Радиус действия местного отсоса невелик (см. выше), поэтому при его установке на значительном расстоянии от источника вредностей он уже не обладает локализующим действием.,

Конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь небольшое гидравлическое сопротивление, не создавать помех в снятии или установке отсоса при ремонте.

Конструкция и способ установки местного отсоса должны соответствовать характеру движения вредных веществ (конвективный поток, траектория пылевых частиц и т. д.).

Удаляемый местным отсосом воздух не следует направлять через зону дыхания людей в местах их постоянного пребывания.

Конструкции местных отсосов отличаются значительным разнообразием и могут быть разделены на закрытые — источник вредных выделений находится внутри укрытия (вытяжные шкафы, кожухи и укрытия технологического оборудования — дробилок, элеваторов и др.); открытые — воздухоприемник находится на некотором расстоянии от источника выделения вредных веществ (зонты, панели, бортовые отсосы и др.); полуоткрытые — источник частично закрыт, например зонт со свешивающимися фартуками.

Наиболее эффективны закрытые местные отсосы. Во многих случаях благодаря их применению исключается проникновение вредных веществ в помещение. Закрытым отсосам следует отдавать предпочтение. Однако по технологическим причинам их установка не всегда возможна (необходимость загрузки и выгрузки, наблюдения, перемешивания и т. д.), и приходится применять открытые отсосы. При правильном выборе и установке открытого местного отсоса количество вредных веществ, проникающих в воздух помещения, будет минимальным.

Местные отсосы — воздухоприемные устройства самой различной конструкции, которые встроены в технологическое оборудование и поставляются вместе с ним либо пристраиваются и закрепляются на оборудовании в виде стационарных конструкций или устройств, имеющих возможность перемещения в горизонтальном или вертикальном направлении. Эффективность местных отсосов (весовая доля уловленных отсосом вредных веществ по отношению к их общему количеству, выделяющемуся от оборудования) может колебаться в широких пределах от 40 до 100% в зависимости от типа используемого местного отсоса. Та часть вредных веществ, которая не улавливается местными отсосами, попадает в воздух помещения и должна быть удалена системами общеобменной В. От правильного подбора, расчета и эксплуатации местных отсосов зависит эффективность всей В. производственного помещения и в конечном итоге состояние воздушной среды в нем.

В зависимости от взаимного расположения источника вредностей и воздухоприемника обычно различают следующие типы местных отсосов: закрытые — полные укрытия, накатные укрытия, боксы, вентилируемые камеры; полузакрытые с рабочими или транспортными проемами:
- вытяжные шкафы (а);
- витринные укрытия (б);
- укрытия прядильных машин с открывающимися створками, окрасочные камеры; встроенные в технологическое оборудование отсосы - кожухи обдирочных, заточных, шлифовальных и полировальных станков,
коробчатые укрытия термопластоавтоматов (в);
- открытого типа — вытяжные зонты (г);
- зонты-козырьки или пристенные зонты над загрузочными отверстиями печей или сушил (д);
- вытяжные воронки (е);
- нижние отсосы (ж);
- боковые отсосы (з);
- наклонные панели равномерного всасывания (и);
- бортовые отсосы от гальванических и электролизных ванн (к, л);
- местные отсосы, встроенные в ручной инструмент при пайке (м), сварке, наплавке, резке металлов либо в режущий инструмент (пылестружкоприемники) при ручной и станочной обработке хрупких пылящих материалов.

            alt            

Вытяжные шкафы
Представляют собой укрытие с рабочим проемом для наблюдения и обслуживания технологического процесса и лабораторных исследований, сопровождающихся выделением вредных веществ. Вредные выделения удаляются вместе с воздухом. Свежий воздух поступает через рабочий проем.

Шкафы с механической вытяжкой устраивают с нижним, верхним и комбинированным отсосами. Нижний отсос применяют при процессах, связанных с выделением тяжелых газов, пыли (без выделения тепла). Комбинированный отсос — вытяжка из верхней и нижней зон (рис. 3.1).

Расход воздуха, удаляемого из шкафа, м³/ч, при механической вытяжке определяют по формуле:

L = 3600 v F,                    (3.1)

где v — средняя скорость воздуха в проеме, м/с; F — площадь открытого проема, м².

Скорость в проеме принимают в пределах 0,3-3,0 м/с в зависимости от степени опасности вредных веществ, выделяющихся в шкафу.

book_03_glava3-1

Рис. 3.1. Вытяжной шкаф с комбинированным отсосом:
1 — плоскость рабочего отверстия;
2 — люк;
3 — свободный конец стального листа для регулирования.


Вытяжные зонты — воздухоприемники, имеющие обычно форму пирамид, конусов. Расположены на некотором расстоянии от источника вредных выделений. Зонты широко распространены, несмотря на то, что они не всегда эффективны. Окружающий воздух свободно подтекает к источнику вредных выделений и при определенной скорости может отклонить поток от зонта. Расход воздуха через зонт вследствие подмешивания окружающего воздуха значительно больше, чем в закрытых отсосах. На рис. 3.2 показаны виды зонтов.

book_03_glava3-2

Рис. 3.2. Вытяжные зонты:
а — простой индивидуальный зонт;
б — зонт (козырек) над загрузочным окном печи;
в — активный зонт со щелями по периметру;
г — зонт с поддувом воздуха по обеим сторонам стола;
д — групповой зонт из рам с остекленными переплетами.

Различают также зонты стационарные и поворотные. Поворотные зонты устанавливают над оборудованием, обслуживаемым краном. Зонты устраивают с естественной и с механической вытяжкой. Естественное побуждение может дать эффект, если выделение вредных веществ сопровождается интенсивным выделением теплоты, то есть когда поток воздуха обладает собственной энергией. Зонты устанавливают на высоте 1,7-1,8 м от пола.

Размеры прямоугольного зонта в плане, м, можно определить из выражений:
А = а + 0,8 Н; В = b + 0,8 Н, (3.2)
где а и b — размеры источника вредных выделений в плане, м;
Н — расстояние от оборудования до низа зонта, м.

Диаметр круглого зонта
D3 = dи + 0,8 Н, м (3.3),
где dи — диаметр источника вредных веществ, м.

Для устойчивой работы зонта необходимо, чтобы конвективный поток имел скорость на уровне всасывающего отверстия зонта v e 0,5 м/с. При меньших скоростях, а также при скорости (подвижности) окружающего воздуха 0,4 м/с и более рекомендуется оснащать зонт откидными фартуками (свесами).

В общем случае расход воздуха через зонт, м³/ч, определяется по формуле (3.1).

Для того чтобы зонт работал полным воздухоприемным сечением, угол раскрытия зонта принимают, как правило, не более 60°. При больших углах фактически действует лишь центральная часть зонта, а на периферии создаются мертвые зоны.

При установке зонта над источником выделения вредных веществ, которое сопровождается выделением конвективной теплотыа, начальный расход воздуха, м³/ч, можно приближенно определить по формуле:

book_03_glava3-3(3.4)
где Q — тепловой поток, Вт;
F — площадь горизонтальной проекции источника тепловыделений, м²;
Н — расстояние от источника тепла до кромки зонта, м.

Формула применима для случаев, когда зонт расположен на расстоянии не более 1,5 F над источником. Для эффективного действия зонта необходимо, чтобы объем удаляемого воздуха был не меньше объема подтекающей струи, иначе загрязненный воздух переполнит зонт и поступит в помещение.


Вытяжные панели и бортовые отсосы

Рис. 2. Бортовые отсосы ванн: а — короткой; б — длинной.
Бортовые отсосы ванн: а — короткой; б — длинной.

Панель отличается от обычного зонта тем, что ее всасывающая плоскость, расположенная вертикально, горизонтально или наклонно, частично перекрыта специальными перьями. Скорость в образовавшихся щелях в несколько раз выше, чем скорость в отверстии зонта. Панели применяют при ручных операциях, сопровождающихся выделением газов, паров, мелкой легкой пыли, как правило, совместно с выделением теплоты.

Получила распространение панель конструкции С. А. Чернобереж-ского с горизонтальным и вертикальным расположением перьев во всасывающем отверстии (рис. 3.3). При значительной горизонтальной протяженности источника вредных выделений применяют батарейную установку панелей (рис. 3.4).

На рис. 3.5 изображены спектры скоростей панели равномерного всасывания размером 645x900 мм, установленной свободно и с экранами в виде двух перпендикулярных плоскостей. Как видно из рисунка, экраны несколько продлевают радиус действия панели в определенном направлении. Для сравнения на рисунке показаны кривые скоростей всасывания при установке данного воздухоприемника без решетки. Благодаря применению решетки поле скоростей всасывания выравнивается. Это видно на изображении.


Витринные отсосы
Применяют для удаления вредных веществ, выделяющихся при стационарных ручных работах (рис. 3.6). Габариты отсоса определяют из условий удобства работы. Объем воздуха, удаляемого отсосом, м³/ч, определяют по формуле (3.1), где v — скорость воздуха в рабочем проеме, м³/ч, принимается в пределах 0,5...1,5 м/с в зависимости от степени опасности вредных веществ.

book_03_glava3-4

Рис. 3.3. Всасывающая панель С. А. Чернобережского.

alt

Рис. 3.4. Батарейная установка всасывающих панелей.

 

 

book_03_glava3-6

Рис. 3.5. Спектр скоростей панели равномерного всасывания:
а — при свободной установке; б — при расположении у двух перпендикулярных плоскостей.


Местные отсосы при обеспыливании

book_03_glava3-7
Рис. 3.6.
Витринное укрытие с отсосом

Известно, что общеобменная вентиляция малоэффективна при пылеулавливании. В борьбе с пылевыделениями в производственных помещениях местная вытяжная вентиляция, удаляющая запыленный воздух от источников выделения пыли (аспирация), играет решающую роль.

Местные отсосы следует устраивать в производственных помещениях у всех точек пыления: технологического оборудования, столов сортировки сырья, мест пересыпки пылевидных материалов с конвейера на конвейер, мест перегрузки, дозирования, смешения, упаковки в мешки и другую тару, весов и т. д. Также точки пыления имеются практически на всех пищевых производствах.

Значительное снижение запыленности воздуха в производственных помещениях при применении местных отсосов может быть достигнуто, если одновременно проводятся технологические мероприятия по уменьшению пылеобразования и пылевыделения, устраивается вакуумная пылеуборка, не допускается накопление в помещении отложений пыли.

Для эффективного улавливания пыли конструкция и расположение местного отсоса относительно источника имеет особенно большое значение. Воздухоприемник целесообразно располагать не над источником пылевыделений, а под ним или сбоку.

В табл. 3.1 указаны виды воздухоприемников, укрытий, а также приведены скорости в проемах, щелях и неплотностях укрытий источников пылевыделения.


Определение поля скоростей и области гарантированного всасывания местного отсоса
Для выбора эффективных местных отсосов аспирационных систем и их рационального расположения относительно источника пылевыделений необходимо знать сферу действия местного отсоса при обеспыливании, то есть границы области гарантированного всасывания (ГОГВ) — такой области, попав в которую пылевая частица при данных условиях должна поступить во всасывающее отверстие местного отсоса. На основании теоретических и экспериментальных исследований нами определены границы области гарантированного всасывания для определенных условий.

В результате расчета выявлено: при улавливании пылей с диаметром частиц d до 50 мкм и плотностью р до 2000 кг/м, характерной Для большинства пылей пищевых производств, при прочих равных условиях положение границ области гарантированного всасывания (ГОГВ) почти не зависит от диаметра частиц и плотности пыли. Это объясняется тем, что при небольшой массе частиц силы Стокса явно преобладают над силой тяжести. С увеличением диаметра и плотности частиц область гарантированного всасывания сокращается. Начиная с некоторого значения массы частицы не всасываются даже в непосредственной близости от воздухоприемника.

Табл. 3.1 Виды воздухоприемников, укрытий и скорости в проемах, щелях и неплотностях укрытий

Производственная операция Виды воздухоприемников,
укрытий
пдк
пыли, мг/м³
Скорость воздуха,
м/с
Разгрузка пылящего материала, развеска Шкаф, кожух, укрытие-козырек 6-10 0,80-1,0
То же То же До 4 0,90-1,20
Разгрузка пылящего материала, развеска То же До 2 1,10-1,60
Просеивание и дробление, ручное и механическое Шкаф, кожух, укрытие-козырек 6-10 1,0
То же То же До 4 1,20-1,40
Просеивание и дробление, ручное и механическое То же До 2 1,30-1,70
Пылящие машины в укрытиях Укрытие сборно-разборное 6-10 1,50-2,0
То же То же До 4 2,0-2,5
Пылящие машины и укрытия То же До 2 3,0-4,0
Ручная работа с небольшим выделением пыли Витринное укрытие, козырек 6-10 0,60-0,90
То же То же До 2 1,0-2,0

При улавливании легкой пыли для частиц диаметром до 50 мкм положение всасывающего патрубка в пространстве, то есть величина угла ² не влияет на размеры ГОГВ.
Весьма существенное влияние на положение ГОГВ оказывает подвижность воздуха в рабочем помещении вблизи всасывающего отверстия.
Таким образом, в реальных условиях размеры и положение области гарантированного всасывания определяются конкретными значениями подвижности воздуха в помещении, массой пылевых частиц и положением всасывающего патрубка в пространстве (табл. 3.2).

Табл. 3.2 Размеры области гарантированного всасывания в зависимости от диаметра пылевых частиц, их плотности и положения всасывающего патрубка

Плотность pп ,
кг/м³

Диаметр пылевых частиц d, мкм

10

50

100

1

2

3

4

5

6

7

(3=0° (патрубок расположен горизонтально)

 

1500

3,7/6,0

2,2/3,2

3,4/5,4

2,1/2,8

3,0/4,1

1,8/2,0

2500

3,7/5,7

2,2/3,0

3,3/5,0

2,0/2,7

2,9/3,6

1,7/1,8

3500

3,6/5,5

2,2/2,9

3,2/4,5

2,0/2,5

2,7/3,0

1,6/1,4

²=90° (патрубок расположен вертикально)

 

1500

3,6/6,4

2,1/3,5

3,3/5,5

2,0/2,9

2,9/4,2

1,8/2,2

2500

3,6/6,0

2,1/3,4

3,2/5,2

1,9/2,8

2,8/3,7

1,6/1,9

3500

3,5/5,7

2,1/3,1

3,1/4,6

1,9/2,7

2,6/3,2

1,5/1,5

Примечания.
1. В графах 2, 4, 6 подвижность воздуха vc=0,5 м/с, а в графах 3, 5, 7 — 1 м/с.
В числителе — расстояние от центра патрубка до границы области гарантированного всасывания по горизонтали, в знаменателе — то же по вертикали.

На рис. 3.7 показаны границы области гарантированного всасывания при горизонтальном ²=0° и вертикальном ²=90° положениях всасывающего патрубка для частиц диаметром до 50 мкм и плотностью 1500, 2500, 3500 кг/м³. Для частиц другого диаметра и плотности положение ГОГВ определяется аналогично.

Воздушным потоком пыль может быть принесена к всасывающему патрубку со значительного расстояния, достигающего (15-20)b при устойчивом движении воздуха в помещении со скоростью 1 м/с. Однако вследствие неустойчивости направления движения воздуха в помещении к области гарантированного всасывания можно отнести лишь область, примыкающую к всасывающему отверстию (рис. 3.7).

Результаты исследований показывают, что подвижность воздуха в помещении оказывает существенное влияние на эффективность открытых местных отсосов, особенно при всасывании мелкой и легкой пыли. Всасывающее отверстие местного отсоса должно быть расположено так, чтобы источник пылевыделения находился в пределах границы области гарантированного всасывания (ГОГВ) данного отсоса (с учетом положения патрубка, дисперсности и плотности пыли).


Конструкции вытяжных панелей при обеспыливании
С учетом приведенных выше условий эффективной работы местных отсосов при обеспыливании на кафедре отопления и вентиляции РИСИ (ныне Ростовский Государственный строительный университет) был разработан, испытан и внедрен в системах аспирации табачных фабрик и в других отраслях ряд воздухоприемников-панелей.

Один из них показан на рис. 3.8. Габаритные размеры входного сечения 600x500 мм. Перья переменного сечения, установленные в вертикальной плоскости, позволяют создать в основной части всасывающего спектра такое скоростное поле, в котором вектор скорости потока направлен под углом к вертикали вниз. Во входной решетке отношение площади живого сечения верхней половины к площади живого сечения нижней половины принято 1:3. Площадь живого сечения решетки от ее габаритной площади составляет не более 25%. Воздухоприемник такой конструкции имеет ряд преимуществ: он несложен в изготовлении, вследствие своей компактности не мешает осуществлению технологического процесса, что весьма важно при открытых процессах. При обеспыливании рабочей зоны с помощью данного воздухоприемника не требуется большого расхода воздуха: при установке от источника пыления на расстоянии 600-700 мм расход воздуха составляет 800-1000 м³/ч.

Рис. 3.7. Границы областей гарантированного всасывания при горизонтальном (а) и вертикальном (б) положении щелевого патрубка для пыли с частицами диаметром до 50 мкм и плотностью р, кг/м³:

book_03_glava3-8

1 - 1500;
2 - 2500;
3 - 3500;
vc = 1,0 м/с.

 

Рис. 3.8. Воздухоприемник заданной неравномерности всасывания:

book_03_glava3-9

а — общий вид;
б — проекция;

1 — решетка;
2 — перья переменного сечения.


alt Зонты вытяжные кухонные с лабиринтными жироуловителями (основные типы)

 

 


Загрязненный воздух, содержащий высокие концентрации вредных примесей, удаляемый местными отсосами, перед выбросом в атмосферу необходимо подвергать очистке. Для очистки воздуха от газов используются самые разнообразные способы фильтрации, основанные на процессах адсорбции и абсорбции, каталитическом дожигании, химических реакциях циклического типа и др. Для очистки воздуха от пыли используют пылеулавливающее оборудование, работающее по принципу мокрого и сухого пылеулавливания и отличающееся большим диапазоном эффективности в зависимости от размера частиц пыли, содержащейся в очищаемом воздухе.

 

 


ООО "ИПЦ "ВЕКОТЕХ" производит местные отсосы и зонты промышленные основных типов или по схемам заказчика, системы приточной вентиляции на компенсацию удаляемого воздуха, при необходимости очистку в циклонах и фильтрацию вытяжного воздуха. Комплектуем объект или спецификацию "под ключ" от оборудования до монтажных материалов с доставкой.

JoomlaWatch 1.2.12 - Joomla Monitor and Live Stats by Matej Koval
YOOtheme design - Powered by Joomla