В сварочных цехах
необходимо применять общеобменную и
местную вентиляцию. Сварочные посты
всех видов сварки должны быть оборудованы
местной вентиляцией.
Расчет воздухообмена
в сварочных цехах можно производить по
удельному расчетному воздухообмену в
зависимости от свариваемых и сварочных
материалов для различных видов сварки
и тепловой резки:
на 1 кг израсходованного сварочного
материала, который определяют по таблицам
1, 2, 3, 4, 5, 6;
q
– расход сварочного материала, кг/ч,
который принимают по данным технологического
процесса для одного сварочного поста;
m
– количество сварочных постов;
n
– виды сварки.
При тепловой резке,
газосварке и плазменной обработке
расчетный воздухообмен определяют по
таблицам 1, 2, 5.
При расчете
потребного воздухообмена для разбавления
вредных газов и аэрозолей по ПДК принимают
количество приточного воздуха по тому
вредному веществу, которое требует
наибольших объемов (определяющее вредное
вещество).
При определении
величины общего воздухообмена необходимые
объемы воздуха для каждого вида сварки
суммировать.
Расчетные
удельные воздухообмены при проектировании
общеобменной вентиляции при электросварочных
и газорезательных работах
Расчетные
воздухообмены для проектирования
общеобменной вентиляции сварочных
цехов и участков
Валовые
выделения вредных веществ и количество
воздуха, необходимого для разбавления
их до ПДК при полуавтоматической сварке
в среде защитных газов
Валовые
выделения вредных веществ и количество
воздуха, необходимого для разбавления
их до ПДК при автоматической и
полуавтоматической сварке (наплавке)
под слоем флюса
Количество
воздуха, необходимого для разбавления
вредных веществ по ПДК при тепловой
резке, газосварке и плазменной обработке
Валовые
выделения вредных веществ при сварке
расходуемых сварочных материалов
Предельно
допустимые концентрации наиболее часто
встречающихся вредных газов и аэрозолей
в воздухе сварочных цехов (ССБТ ГОСТ
12.1.005-88)
Соседние файлы в папке 822
Сборочно-сварочные
цехи наряду с системами местных отсосов
оборудуются общеобменной приточно-вытяжной
вентиляцией, назначение которой —
разбавление пыли и газов, не уловленных
местными отсосами. Кроме того, на
судостроительных заводах в больших
сборочно-сварочных цехах приточная
система обычно полностью или частично
несет и функцию воздушного отопления.
Как известно, сварочно-сборочные цехи
относятся к «холодным» цехам и нуждаются
в отоплении в зимний период года. Удельные
тепловыделения в этих цехах незначительны.
Они не превышают 2,5— 3,0 ккал/м3час
и
не покрывают теплопотери здания даже
в переходное время года.
Кратность
воздухообмена в рассматриваемых цехах
невелика: рассчитанный по пыли воздухообмен
— двух-трехкратный, а в цехах большой
высоты иногда не достигает и однократного.
При
выборе рациональной схемы вентиляции
помещения и расчете воздухообмена
необходимо учитывать естественный
характер распространения выделяющихся
в нем загрязнителей — в данном случае
электросварочной пыли.
В
случае ручной электродуговой сварки
запыленность воздуха на рабочем месте
сварщика значительно превышает как
общую запыленность цеха, так и предельно
допустимые концентрации. По мере удаления
от сварочной дуги по горизонтали
запыленность воздуха, резко падает и
на расстоянии 1,5—2,0 м
приближается
к уровню общей запыленности помещения.
Изменение
пылесодержания по вертикали вдоль
поднимающегося над сварочной дугой
пылегазового потока подчиняется той
же закономерности, что и поле температур
в конвективной струе. Изменение
относительных осевых температур и
концентраций пыли при практически
неподвижном воздухе в помещении
характеризуется одной кривой, причем
по вертикали за счет подмешивания к
конвективной струе окружающего воздуха
величины запыленности и избыточных
температур падают весьма резко.
О
распределении концентраций пыли по
высоте цеха вне зоны сварочного факела
в литературе приводятся различные
данные. В сварочных цехах, где не было
организованной вентиляции, наблюдалось
возрастание концентрации пыли по мере
удаления от пола до максимума на
определенной для каждого теплового
режима сварки высоте.
Расчетные
воздухообмены для проектирования
общеобменной вентиляции при электросварочных
и газорезательных работах приведены в
таблице 1.22
Таблица
1.22 – Расчетные воздухообмены при
проектировании общеобменной вентиляции
Пример
1.9..
Расчет вентиляции сборочно-сварочного
цеха.
Требуется
спроектировать вентиляцию сборочно-сварочного
цеха. Цех имеет три пролета длиной 300 м,
шириной
до 28 м
и
высотой 20 м.
Теплопотери
цеха при t
=
16° составляют 5600000 ккал/час.
В
цехе производится сварка плоскостных
и объемных секций (ручная и полуавтоматическая:
в среде углекислого газа) и газовая
резка на нестационарных местах. Малярные
работы выполняются в специально
выделенном помещении. В цехе работают
в дневную смену:
75 сварщиков
электродами УОНИ-13/55 (из них 45 человек
пользуются местными отсосами);
55 сварщиков
электродами ЭА-606/11 (из них 35 человек
пользуются местными отсосами);
20 сварщиков на
прихватке электродами УОНИ-13/55;
20
сварщиков на полуавтоматической сварке
в среде СО
проволокой О9Г2С;
8
газорезчиков на стали марки 45Г17ЮЗ,
средняя толщина листов 15 мм;
26 газорезчиков на
углеродистых сталях.
Расход
электродов одним сварщиком составляет
(кг/час):
при прихватке
0,2
при
сварке в среде СО2
2,0
Средняя
производительность труда газорезчика
на стали марки. 45Г17ЮЗ — 3 пог.
м/час. Расход
ацетилена — 0,6 м3/час.
Местный
отсос
пыли и газов осуществляют высоковакуумные
установки от 80 постов ручной сварки (45
постов работают электродами УОНИ-13/55 и
35 постов электродами ЭА-606/11). Объем
местной вытяжки составляет 80
150=12000
м3/час.
Производительность
вытяжных агрегатов 12000
1,10=13200
м3/час.
Принимаются
к установке три многоступенчатые
центробежные машины ТВ-80-1,6 производительностью
по 5000 м3/час
с
электродвигателями мощностью 125
квт
и
3000 об/мин. Вакуум на всасывании 3000 кГ/м2.
Общеобменная
вентиляция
рассчитывается на разбавление аэрозолей,
выделяющихся при работе сварочных и
газорезательных постов.
Без
местных отсосов осуществляется ручная
сварка и прихватка: расход электродов
УОНИ-13/55 — 34 кг/час,
ЭА-606/11
— 20 кг/час;
расход
проволоки 09Г2С при полуавтоматической
сварке в среде углекислого газа — 40
кг/час.
Кроме
того, учитывается прорыв вредностей от
постов, снабженных местными отсосами,
в размере 25%.
34
7000
+ 45
0,25
7000
+ 35
0,25
10000
+ 20
10000
+ 40
4000
+ 11
3
3500
+ 26
0,6
5000
= 954000 м3/час
Вытяжка
осуществляется местными
вытяжными системами
в объеме 13200 м3/час
и
осевыми
вентиляторами из верхней зоны
940 800 м3/час.
Приток
в объеме 954000 м3/час
подается
сосредоточенно в верхнюю зону помещения.
Приточная система несет одновременно
и функцию воздушного отопления.
Избыточная
температура подаваемого в цех воздуха
Для локализации
поступления холодных токов воздуха в
зимнее время предусматриваются
воздушно-тепловые завесы у автомобильных
и железнодорожных ворот и воздушно-струйная
защита у больших выводны ворот.
Расчет сосредоточенной
подачи воздуха производится следующим
образом
Принимаем
максимальную подвижность воздуха в
рабочей зоне в соответствии с рекомендациями
ГПИ Сантехпроект равной 0,6 м/сек.
В
качестве воздухораспределителей
используем поворотные насадки ВНИИГС
— Проектпромвентиляции
(Рисунок 1.13), имеющие следующие
характеристики:
m
= 5,8 – скоростная характеристика потока
воздухораспределителя;
=1,1
– энергетическая характеристика потока
воздухораспределителя.
Рисунок
1.13 – Схема поворотной насадки
ВНИИГС-Проектпромвентиляция
В
таблице 1.23. приведены некоторые типы
воздухораспределительных насадков и
их парметры, используемые на судостроительных
и судоремонтных предприятиях.
Таблица
1.23. – Типы воздухораспределительных
насадков
Определяем
максимальную дальнобойность приточной
струи Х
исходя из соотношения максимальной и
минимальной скорости в рабочей зоне
Задаемся
местом расположения воздухораспределителей
у торцовых стен цеха с обеих сторон в
каждом пролете – всего n
= 6 шт. Необходимая дальнобойность струи
должна быть равна половине длины цеха,
т. е. 150 м.
Проверяем
дальнобойность струи при площади
поперечного сечения, обслуживаемой
одной струей,
Находим количество
воздуха, подаваемое одной струей,
Проверяем значение
критерия Архимеда
Тогда
приточная система подает в цех тепла 2
800 000 ккал/час
и
столько же тепла нужно подать с помощью
воздушно-отопительных агрегатов.
Пример
1.10.
Расчет вентиляции корпусообрабатывающего
цеха
Рассчитаем
вентиляцию корпусообрабатывающего
цеха. Цех имеет 4 пролета длиной 168 м,
шириной
по 24 м и высотой 15 м.
Теплопотери
цеха Q
при расчетной наружной температуре
-20°С и температуре в цехе +16°С составляют
1800 000 ккал/час.
В цехе производится
очистка и грунтовка листов и профиля,
а также раскрой листов и профиля с
помощью машинной и полуавтоматической
газовой резки; операции выполняются на
поточных линиях Поточные линии оборудуются
местными отсосами.
Объемы
удаляемого воздуха, необходимого для
улавливания пыли, газов и паров при
выполнении производственных операций,
приведены в таблице 1.24. Суммарный объем
местной
вытяжки
составляет 210000 м3/час.
Воздух
забирается из рабочей зоны.
Компенсация вытяжки
из помещения осуществляется
централизованными приточными системами,
которые одновременно выполняют и функции
воздушного отопления. Раздача нагретого
воздуха предусматривается сосредоточенная
выше рабочей зоны.
Автомобильные и
железнодорожные ворота оборудуются
постоянно действующими тепловыми
завесами.
Таблица 1.24 –
Объемы удаляемого воздуха из
корпусообрабатывающего цеха
Расчет
сосредоточенной подачи воздуха
производится по методу изложенному в
А.Г. Аверьянов и др. «Вентиляция цехов
судостроительных заводов».
В
качестве воздухораспределителей
выбираем поворотные насадки ВНИИГС —
Проектпромвентиляция (Рисунок
1.13),
имеющие следующие характеристики: m
= 5,8,
Определяем
максимальную дальнобойность приточной
струи Х
,
исходя из соотношения максимальной и
минимальной скорости в рабочей зоне
.
При установке воздухораспределителей
на высоте h
= 0,5H
Задаемся
местом расположения воздухораспределителей
у продольных стен цеха.Необходимая
дальнобойность струй равна ширине цеха,
т. е. 96 м.
Определяем
площадь поперечного сечения, обслуживаемую
одной струей F
Ширина участка
цеха, обслуживаемого одной струей
Выпуски располагаем
вдоль обеих продольных стен в шахматном
порядке.
Находим количество
воздуха, подаваемого одной струей,
Определяем
расстояние
от
воздухораспределителя до сечения, где
скорость в рабочей зоне имеет максимальное
значение,
Вычисляем
диаметр воздухораспределителя d,
скорость выпуска воздуха
и
сопротивление воздухораспределителя
Так
как полученное значение
= 0,009 превышает рекомендуемую предельную
величину 0,005, необходимо уменьшить
избыточную температуру приточного
воздуха.
Для догрева
помещения следует предусмотреть
установку рециркуляционных отопительных
агрегатов. Принимаем теплопроизводительность
агрегатов равной тепловой нагрузке
дежурного отопления, т. е.
Тогда приточная
система должна подать в цех тепла
Избыточная
температура приточного воздуха будет
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
им. В.Г. Шухова
Расчётно –
пояснительная записка
«Вентиляция кузнечного цеха машиностроительного завода»
Выполнил: студент
гр. ТВ-41
- Технологический
процесс
3 - Метеорологические
параметры воздуха
4 - Теплопоступления
4
- Теплопотери
9
- Баланс тепла
10
II.
Местная приточная вентиляция
11
2.1 Воздушные завесы
11
2.2 Воздушное
душирование рабочих мест
13
2.3 Вентиляция кабин
крановщиков
14
III.
Местная вытяжная вентиляция
16
IV.
Общеобменная вентиляция. Отопление
19
4.1 Характеристика
и интенсивность вредных веществ
19
4.2 Вытяжная
вентиляция
20
4.3. Приточная
вентиляция
21
V.
Аэродинамический расчёт систем вентиляции
22
5.1 Выбор и
компоновка вентиляционных систем
22
5.2 Расчёт приточной
системы
23
5.3 Расчет фильтра
и калориферной установки
24
5.4 Охрана воздушного
бассейна
27
5.5 Расчёт вытяжной
системы
27
5.6 Борьба с шумом
вентиляционных установок
27
5.7 Расчёт аэрации
28
5.8 Режим работы
отопительно-вентиляционного
29
Список использованной
литературы
30
Производственные
процессы в кузнечных цехах включают
резку и ковку холодных заготовок металла,
их нагрев, ковку и штамповку, очистку
кованых деталей.
Резка и правка
холодных заготовок металла производится
на гильотинных ножницах и правильных
плитах.
Нагрев заготовок
и слитков перед ковкой и штамповкой до
новых температур происходит в кузнечных
цехах в нагревательных печах.
Кузнечные печи
работают на твёрдом, жидком, газообразном
топливе. Для свободной ковки и горячей
штамповке используют пневматические
и паровоздушные молоты, кривошипные и
гидравлические прессы и др. Основные
производственные вредные выделения в
кузнечных цехах – это конвективное и
лучистое тепло, окись углерода, сернистый
газ, пыль окалины метала, пары и аэрозоли
кислоты в травильном отделении.
Метеорологические
условия в кузнечных цехах принимаются
как для помещений со значительными
избытками явного тепла и категории
тяжёлых работ. Во всех производственных
помещениях отопление совмещается с
приточной вентиляцией. Дежурное отопление
устраивают путём переключения на
рециркуляцию приточных или циркулирующих
систем.
Общий воздухообмен
кузнечнопрессовых цехов рассчитывают
на ассимиляцию теплоизбытков с проверкой
на растворение до уровня ПДК выделяющихся
вредных газов в холодный период года.
На рабочих местах,
где участки более подвержены тепловому
облучению, предусматривается воздушное
душирование.
Местную вентиляцию
устраивают под загрузочным отверстием
печей – зонты – козырьки и у горнов –
зонты.
Для компенсации
воздуха удаляемого местными отсосами,
предусматривают механическую приточную
общеобменную вентиляцию с раздачей
воздуха в рабочую зону. Во все периоды
года организуют аэрацию. Весь приточный
воздух, как летом, так и зимой, может
подаваться в цех через фрамуги окон.
Выбор схем общеобменной вентиляции
сварочных цехов
При выборе схем общеобменной
вентиляции необходимо учитывать, что
конвективные потоки, свойственные сварочным
и газорезательным процессам, выносят
вредные вещества вверх. Эти потоки можно
усилить за счет направленных струй приточного
воздуха, например, снизу вверх. Можно
также вредные вещества интенсивно направлять
струями к воздухозаборным панелям. Однако
следует иметь в виду, что нестойкие восходящие
потоки часто нарушаются движением масс
аэрационного воздуха, а также струями
охлажденного у перекрытий воздуха, который
с вредными веществами возвращается вниз.
Часто в помещении возникают горизонтальные
и вертикально-возвратные потоки, резко
меняющие картину распространения вредных
веществ по помещению и затрудняющие борьбу
с ними.
Если воздух помещения
искусственно перемешивается за счет
направленных струй, сосредоточенного
притока, а также за счет значительного
воздухообмена, то концентрации вредных
веществ по всей высоте помещения
практически выравниваются.
Так как сварочные процессы
сопровождаются большим пылевыделением,
как правило, общеобменная вентиляция
должна быть механической приточно-вытяжной
с подогревом воздуха в зимнее время.
В соответствии с указаниями
СНиП II-33—75 и санитарных правил при сварке
подача приточного воздуха в сварочных
цехах должна осуществляться в рабочую
зону. При этом допускается рассматривать
подачу воздуха из воздухораспределителей,
расположенных на уровне 6 м от пола, при
струях воздуха, направленных вертикально
вниз, а также при горизонтальных и наклонных
струях на уровне не более 4 м как подачу
воздуха в рабочую зону. Представляет
интерес применение в зарубежной практике
подачи воздуха параллельными струями,
которая выполняется в трех вариантах:
1) подача горизонтальными струями; 2) подача
вертикальными струями, направленными
вверх; 3) подача вертикальными струями,
направленными вниз.
При схеме вентиляции с
горизонтальными параллельными
потоками (рис. 68) скорость потока должна
быть достаточной для захватывания
загрязненного конвективного потока,
устремленного вверх. Экспериментально
установлено, что минимальная скорость,
при которой возможно вовлечение
загрязненного воздуха, равна 0,1 м/с,
то есть необходимая скорость параллельных
потоков подаваемого воздуха
должна быть равной или большей 0,1 м/с.
Рис. 69. Система подачи приточного
воздуха по схеме параллельных потоков,
направленных снизу вверх: 1 — воздухозаборный
короб; 2 — вытяжная установка; 3 —
приточная вентиляционная установка;
4 — воздухораспределительный короб
о приточными решетками в полу
При вентиляции с направленными
вверх параллельными потоками (рис.
69) условия являются наиболее благоприятными,
так как сварочные газы и аэрозоли
движутся в одном направлении
с создаваемыми потоками. Для наибольшей
эффективности масса параллельных потоков
должна быть меньшей или равной количеству
удаляемого из помещения воздуха.
Третья схема с подачей
воздуха вертикальными струями,
направленными вниз, является наименее
целесообразной. Здесь естественные
восходящие тепловые струи, возникающие
над местами сварки, опрокидываются
вниз, что способствует загрязнению
рабочей зоны и требует дополнительных
энергозатрат.
В зарубежной практике наибольшее
применение находит второй способ подачи.
Ниже приводится описание такого метода
вентиляции, осуществленной в новых
сварочных цехах судостроительной
фирмы «Хитати дзосен» (Япония). Через
мелкие отверстия в вентиляционной решетке
на полу помещения свежий воздух подается
в цех со скоростью в живом сечении решетки
4,5 м/с. Растекаясь над решеткой, он образует
вертикальные параллельные потоки, поднимающиеся
со скоростью 0,075 м/с, что обеспечивает
захват всех сварочных газов и аэрозолей.
Размеры вентиляционной решетки 23 500 X
43 500 мм, отверстия диаметром 50 и 40 мм расположены
с шагом 250 мм. Подачу чистого воздуха в
цех обеспечивают пять вентиляторов производительностью
680 м3/ч каждый, установленные в один
ряд под полом. 12 вентиляторов (три ряда
по 4 шт), установленные на крыше, производительностью
по 550 м3/ч каждый всасывают поднятый
сварочный дым, выбрасывая его наружу.
В течение 20 мин работы всей системы концентрация
вредных веществ снижается до 2 мг/м3,
затем снижение замедляется, при этом
обеспечивается практически поддержание
концентраций в допустимых пределах в
любое время года.
Система подачи воздуха горизонтальными
параллельными потоками смонтирована
в небольших сварочных цехах
этой же фирмы (43 X 30 X 20 м). Семь вентиляторов
производительностью 1000 м3/ч каждый,
установленных в один ряд на опоре с одной
стороны цеха, создают горизонтальные
потоки. Семь вентиляторов, установленных
на наружных стенах цеха с другой стороны
производительностью 1000 м3ч каждый,
обеспечивают удаление сварочных дымов.
При большой длине цеха (100 м и больше) расстояние
между нагнетающим и отсасывающим устройством
становится большим и не удается обеспечить
стабильность направленного потока, в
результате чего вредные вещества как
бы зависают и поднимаются вверх. В этом
случае рекомендуется на промежуточных
участках разместить дополнительные вентиляторы
(или струйные аппараты), ускоряющие поток
приточного воздуха (см. рис. 68).
Рис. 70. Схема подачи приточного
воздуха е зону максимальной концентрации
вредных веществ:
1 — воздухозаборный короб; 2 — система
забора приточного воздуха; 3 — нагнетательный
воздуховод; 4 — система подачи приточного
воздуха: 5 — воздухораспределительные
патрубки
В схеме, показанной на рис. 70,
сосредоточенная подача воздуха
происходит на высоте 4—6 м от уровня
пола, а отсос осуществляется расположенными
наверху вентиляторами. Скорость воздуха
при нагнетании принимается не менее
8 м/с. Нагнетательные отверстия оборудованы
регулируемыми жалюзи. Расстояние между
нагнетающими и отсасывающими устройствами
рекомендуется принимать в пределах
15—20 м (для конкретных условий нужен
расчет). Производительность отсасывающих
вентиляторов принимают на 10% больше
расчетного воздухообмена.
При устройстве воздушных
душей эти системы следует
располагать отдельно, не совмещая
их с системами приточной вентиляции.
При конструировании общеобменной
вентиляции нужно также учитывать возможность
естественного проветривания (особенно
в летнее время года и в южных районах).
В местностях с постоянными
ветрами, когда при проектировании
удается длинную боковую стену
цеха расположить с подветренной
стороны, можно в теплое время
года отказаться от нагнетательных устройств,
предусмотрев в стене проемы с
регулируемыми (и по необходимости
закрывающимися) жалюзи, используя
естественные потоки ветра. Аэрация
в сварочных цехах позволяет
обеспечивать дополнительный воздухообмен
для борьбы с тепловыделениями. Поэтому
создание рациональной конструкции
окон, фрамуг, фонарей, ворот, надежных
систем их открывания и регулировки
способствует эффективности цеховой
системы вентиляции.
