Гузик Д.В., Кутний Б.А. (уклад.) Промислова вентиляція. Теплогазопостачання та вентиляція (укр.)
Подождите немного. Документ загружается.
Міністерство освіти і науки України
Полтавський національний технічний університет
імені Юрія Кондратюка
Кафедра теплогазопостачання та вентиляції
Посібник із курсового та дипломного проектування
з дисципліни
“ Промислова вентиляція ”
для студентів спеціальності 6.092100
“Теплогазопостачання та вентиляція”
денної і заочної форм навчання
Полтава 2007
Посібник із курсового та дипломного проектування з дисципліни
“Промислова вентиляція” для студентів спеціальності 6.092100
“Теплогазопостачання та вентиляція” денної і заочної форм навчання. –
Полтава: ПолтНТУ, 2007. – 82 с.
Укладачі: Д.В. Гузик , канд. техн. наук, доцент;
Б.А. Кутний, канд. техн. наук, доцент
Відповідальний за випуск: завідувач кафедри теплогазопостачання та
вентиляції А.Ф.Строй, доктор техн. наук, професор
Рецензент: О.Б.Чумуріна, ст. викладач
Затверджено радою університету
Протокол № від 2007 р.
Редактор Я.В. Новічкова
Коректор Н.О. Янкевич
2
З М І С Т
1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 Указівки щодо виконання курсового проекту . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Указівки щодо виконання відповідних розділів
дипломного проекту . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩО ДО УСТРОЮ ВЕНТИЛЯЦІЇ У ВИРОБ -
НИЧИХ ПРИМІЩЕННЯХ РІЗНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ . . . . . . . . . 7
3 ОЗНАЙОМЛЕННЯ ІЗ ЗАВДАННЯМ, ДОБІР
І ВИВЧЕННЯ ЛІТЕРАТУРИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4 ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕССІВ
(на прикладі термічного цеху) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5 ВИБІР РОЗРАХУНКОВИХ ПАРАМЕТРІВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.1 Розрахункові параметри зовнішнього середовища . . . . . . . . . . . . 15
5.2 Санітарно-гігієнічні умови в приміщенні . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6 СКЛАДАННЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСУ ПРИМІЩЕННЯ
В РІЗНІ ПЕРІОДИ РОКУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.1 Розрахунок тепловтрат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.2 Теплонадходження в приміщення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3 Складання теплового балансу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7 МІСЦЕВА ВЕНТИЛЯЦІЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.1 Місцева витяжна вентиляція . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.2 Повітряні душі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8 ПОВІТРЯНИЙ РЕЖИМ ПРОМИСЛОВОЇ СПОРУДИ.
ВИЗНАЧЕННЯ НЕОБХІДНИХ ПОВІТРООБМІНІВ . . . . . . . . . . . . 31
8.1 Визначення повітрообміну по боротьбі зі шкідливими
речовинами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.2 Визначення повітрообміну по боротьбі з надлишками тепла . . 36
8.3 Складання зведених теплоповітряних балансів . . . . . . . . . . . . . . 40
9 КОНСТРУЮВАННЯ ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМ . . . . . . . . . . . . 42
9.1 Конструктивні рішення систем вентиляції і опалення . . . . . . . 42
9.2 Розрахунок повітророзподілювачів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
9.3 Визначення площ аераційних отворів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
9.4 Розрахунок повітряно-теплових завіс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
9.5 Чергове опалення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
10 АЕРОДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ . 55
10.1 Загальні відомості . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
10.2 Визначення втрат повного тиску на окремій
ділянці повітропроводу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
10.3 Складання розрахункової схеми . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
10.4 Розрахунок систем природної вентиляції . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
10.5 Розрахунок систем механічної вентиляції . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3
11 ВИБІР ВЕНТИЛЯЦІЙНОГО ОБЛАДНАННЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
11.1 Підбір калориферів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
11.2 Підбір фільтрів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
11.3 Підбір пилоочисних пристроїв. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
11.4 Підбір вентиляторів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
12 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ТЕПЛО-
ПОСТАЧАННЯ КАЛОРИФЕРІВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
13 ВИКОНАННЯ КРЕСЛЕНЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
13.1 План-схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
13.2 Плани і розрізи будівель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
13.3 Схеми систем вентиляції та теплопостачання . . . . . . . . . . . . . 73
13.4 Припливна камера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
14 СКЛАДАННЯ СПЕЦИФІКАЦІЙ ВЕНТСИСТЕМ . . . . . . . . . . . . . 74
15 ОФОРМЛЕННЯ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ . . . . . . . . . . . . . 75
ДОДАТКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4
1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
1.1 Указівки щодо виконання курсового проекту
У якості об'єкта для розроблення курсового проекту з вентиляції
вибирається промислова споруда, що має технологічні процеси пов’язані з
необхідністю влаштування різноманітних вентиляційних систем.
Проект виконують на двох листах формату А1 (594
841мм) олівцем
або на ЕОМ, в об’ємі технічного проекту. Окремі вузли (по вказівці
керівника) розробляють детально.
Розрахунково-пояснювальна записка повинна містити пояснення до
проекту, обґрунтування прийнятих рішень і розрахунків. Її об’єм не
повинен перевищувати 40÷45 сторінок формату А4 (297
210 мм).
На першому листі зображаються: план-схема, план будівлі,
експлікація технологічного обладнання, окремі елементи, фрагменти
вузлів і деталей. На другому листі розтин будівлі, схеми вентиляційних
систем, схема теплопостачання калориферів, схема обвязки калориферів,
плани і розрізи вентиляційних камер, специфікації обладнання та
матеріалів.
Конструювання вентиляційних систем та зображення їх на планах і
розтинах та у вигляді схем обов'язкове для всієї будівлі. Розрахунки в
повному обсязі повинні бути виконані лише для 1-ї припливної системи, 1-
ї витяжної механічної системи та 1-ї витяжної гравітаційної системи. Для
цих же систем складаються специфікації на матеріали й устаткування. Для
всіх інших вентиляційних систем виконується підбір діаметрів
повітропроводів по обсягам та швидкостям повітря, підбір вентиляторів по
витратам повітря і максимальному ККД, підбір калориферів.
Роботу над проектом рекомендується вести у послідовності
викладеній нижче у таблиці 1:
Таблиця 1 – Трудомісткість робіт
Трудомісткість
№ Вид робіт Відсоток
по виду
робіт, %
Загальний
відсоток,
%
1 2 3 4
1 Ознайомлення із завданням, добір і
вивчення літератури. Вибір вихідних
даних.
5 5
2 Складання теплового балансу для 3-х
періодів року.
10 15
1 2 3 4
5
3 Визначення повітрообмінів для
місйцевої витяжної і припливної
вентиляції.
5 20
4 Визначення повітрообміну по шкідливим
газам.
5 25
5 Визначення повітрообміну по тепловому
балансу для 3-х періодів року
5 30
6 Складання зведених теплоповітряних
балансів.
5 35
7 Конструювання вентиляційних систем. 5 40
8 Аеродинамічний розрахунок систем
вентиляції.
10 50
9 Вибір вентиляційного обладнання. 10 60
10 Виконання креслень 1-й лист. 15 75
11 Виконання креслень 2-й лист. 15 90
12 Оформлення розрахунково-
пояснювальної записки
10 100
Проти кожного пункту зазначена трудомісткість його у відсотках до
всього проекту, а також трудомісткість наростаючим результатом.
При роботі над проектом рекомендується постійно користуватися
відповідними розділами ДБН, довідниками, підручниками, БНіП (СН, ВБН
та іншою літературою) з проектування промислових будинків даного
призначення. У наведених прикладах даються посилання на довідкову
літературу, що знаходиться в бібліотеці університету в достатній кількості.
1.2 Указівки щодо виконання відповідних розділів дипломного проекту
При виконанні відповідних розділів дипломного проекту з
вентиляції промислових будівель обсяг робіт (вид будівлі, архітектурно–
планувальні рішення або типовий проект) призначається керівником
(консультантом) студента-дипломника. Тому, обсяг аркушів креслень із
ДП та кількість сторінок розрахунково-пояснювальної записки може бути
встановлено остаточно лише при виконанні роботи.
Обсяг розрахунків, кількість систем, що тією чи іншою мірою
підлягають розрахункам, визначається керівником. Але, головним
завданням дипломника є демонстрація вміння виконувати різноманітні
проектні розробки та розрахунки. Саму роботу над відповідним розділом
дипломного проекту рекомендується вести у послідовності, що зазначена у
таблиці для курсового проектування.
6
Особливу увагу дипломникам слід звернути на ув’язку режимів
роботи вентиляційного обладнання, системи опалення та технологічного
обладнання в цеху. Рекомендується розглянути декілька варінтів
проектних рішень з вибором найбільш економічного. Бажане також
використання ЕОМ для підбору і розрахунку обладнання та систем
вентиляції. Позитивним моментом вважається використання нових видів
обладнання на яке є прайс-листи, каталоги, діски та інша довідникова
інформація.
2 РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО УСТРОЮ ВЕНТИЛЯЦІЇ У
ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕННЯХ РІЗНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Велике різноманіття технологічних процесів, режимів роботи
технологічного обладнання, виділення шкідливих речовин, теплової
енергії та водяної пари в різних цехах не дозволяє уніфікувати проектні
рішення. Тому в кожному випадку, як правило, доводиться застосовувати
свої, найбільш ефективні підходи до проектування вентиляційного
устаткування.
У першу чергу проектують місцеві витяжні та припливні вентиляційні
системи. Повітрообміни для місцевої витяжної вентиляції визначаються
типом місцевих відсмоктувачів, технологічним обладнанням, видом
шкідливих речовин та іншими факторами. Вони можуть задаватися
технологом цеха, визначатися за довідниковою літературою (для типового
устаткування) та на основі розрахунків (для місцевих відсмоктувачів чи
укриття виготовлених власними силами, на підприємстві).
На наступному етапі визначається можливість об’єднання місцевих
відсмоктувачів від різних видів обладнання в одну вентиляційну систему.
При цьому, необхідно враховувати ряд факторів: ритмічність роботи
технологічного обладнання та його розташування, вид шкідливих речовин,
механічне чи гравітаційне спонукання для вентиляційного устаткування.
Бажано об’єднувати між собою вентиляційні системи з механічним
спонуканням від однотипного обладнання та обладнання де виділяються
хімічні речовини, що не вступають між собою в хімічні реакції, та
знаходяться на невеликій відстані одна від іншої і мають приблизно
однаковий режим роботи. Від обладнання, шо виділяє гарячі гази бажано
влаштовувати гравітаційні витяжні системи, які не об’єднуються між
собою.
В дипломному проектуванні на такому обладнанні бажано
влаштовувати засоби утилізації теплової енергії, за умов переведення
самої системи на примусове спонукання руху повітря.
Біля устаткування, що інтенсивно виділяє тепло чи шкідливі речовини
необхідно встановлювати засоби місцевої припливної вентиляції (душі).
Вид душуючих патрубків та параметри повітря, що подається
7
визначаються розрахунком. Оскільки, як правило, повітря для душів
готується одним кондиціонером, бажано підбирати душуючі патрубки
таким чином щоб температура повітря, що подається з них була
однаковою. Крім того, для економії енергоресурсів ця температура
повинна бути такою, щоб в теплий період року можна було обійтися лише
адіабатним охолодженням зовнішнього повітря в кондиціонері.
Після визначення повітрообмінів переходять до проектування
загальнообмінних витяжних та припливних вентиляційних системи.
Необхідно враховувати, що в кожний період року може застосовуватися
своя схема роботи вентиляційного устаткування. Як правило, в теплий
період року застосовується аерація. При значних надлишках теплоти
аерацію також можна застосовувати і в перехідний період. В холодний
період, як правило, застосовується лише механічна загальнообмінна
вентиляція – хоча при певних умовах може бути застосована і аерація.
Температура припливного повітря, що подається механічними
системами загальнообмінної вентиляції визначається з системи рівнянь
теплового і повітряного балансу цеха. При значних теплових надлишках в
цеху ця температура може виявитися занадто низькою для якісної роздачі
повітря існуючими повітророзподілювачами. У цьому випадку
рекомендується виключити з теплового балансу систему опалення, або
перевести її на черговий режим роботи. Для “холодних” цехів характерною
є висока температура припливного повітря, що теж погано, оскільки
нагріте повітря має здатність підійматися вгору де видаляється засобами
загальнообмінної витяжної вентиляції. У цьому разі бажано знижувати
тепловтрати цеха (наприклад застосувавши локальний обігрів робочих
місць або за рахунок утеплення) або компенсувати тепловтрати за рахунок
роботи системи опалення.
Подача припливного повітря засобами загальнообмінної механічної
вентиляції залежить від температури припливного повітря та параметрів
мікроклімату, які необхідно створити в робочій зоні цеха. Для аерації в
теплий період відкривають вікна нижнього ярусу. Для аерації в перехідний
період відкривають вікна верхнього ярусу. В холодний період подачу
нагрітого повітря здійснюють в робочу зону, подачу оходженого повітря
похилими струменями по схемі зверху-вниз. При виділенні пилу, “важких”
шкідливих речовин подачу припливного повітря бажано застосовувати по
схемі зверху-вниз повітропроводами рівномірної роздачі.
Видалення повітря з верхньої зони засобами загальнообмінної
вентиляції виконується у всіх випадках. Додаткова загальнообмінна
витяжка з робочої зони встановлюється при виділенні “важких” газів та
парів. У випадку застосування аерації відкривають вікна аераційного
ліхтаря. Якщо застосовується механічна витяжка вмикають дахові
вентилятори. Розташування дахових вентиляторів повинне відповідати
двом вимогам: рівномірності їх розміщення по площі даху та переважній
8
локалізації біля джерел інтенсивних тепловиділень. Для великих цехів
кількість дахових вентиляторів приймається не менше двох (за умови
надійної роботи).
Ливарні цехи
В залежності від об’єму цеха він може містити: склад формувальних
матеріалів, землепідготовлююче відділення, відділення розмолу вугілля і
глини, плавлення і заливання металу, формування та сушки форм і
стержнів, очистки, обрубки, термообробки та лиття.
Шкідливими надходженнями у чавуно- і сталеварних цехах є
надлишкове конвективне і променеве тепло, пара, газ, пил.
Надлишкове конвективне і променеве тепло виділяється при
плавленні і заливанні метала, охолодженні залитих форм, сушінні форм і
стержнів.
Виділенням водяної пари супроводжуються процеси переробки
свіжої та обробленої землі , сушінні опок та стержнів.
Виділення газів (в основному СО) відбувається в періоди
завантаження вагранок, заливки метала у форми, сушінні форм.
Виділення пилу супроводжує приготування сумішей, формовку при
обробці висушених стержнів.
В складах формовочних матеріалів, металу, коксу, флюсу і
вуглекислоти для локалізації пилу використовуються місцеві
відсмоктувачі. Повітропроводи, що транспортують пилоповітряну суміш,
обладнують герметичними люками для очищення від пилу, що осів. Перед
викидом в атмосферу повітря очищується.
Коли виробничий процес супроводжується виділенням пилу і
вологи, додатково до місцевої витяжної вентиляції влаштовується витяжка
з верхньої зони з кратністю повітрообміну 5.
При надлишкових тепловиділеннях організацію повітрообміну
необхідно виконувати по схемі „знизу вгору” з видаленням повітря з
верхньої зони природним шляхом через ліхтар або шахту з дефлектором.
Ковальські цехи
Основні шкідливі виділення в ковальських цехах, окрім
конвективного і променевого тепла, - продукти горіння, що містять оксиди
вуглецю, сірчистий газ, дим.
Для локалізації шкідливих виділень використовують місцеві
відсмоктувачі- зонти, які встановлюються над горнами, зонти-козирки, які
розміщують над завантажувальними отворами печей, а також укритя і
бортові відсмоктувачі. Для асиміляції надлишкової теплоти широко
використовується аерація. Аераційне повітря подається через прорізи,
розташовані в нижній зоні приміщення на висоті 0,3÷0,8 м, з напрямком
9
потоку на робочі місця. З верхньої зони повітря видаляється через ліхтарі,
шахти або дахові вентилятори.
Термічні цехи
Основні шкідливі виділення :
а) тепловиділення від гарячих поверхонь печей і нагрітих виробів;
б) випромінювання з відкритих завантажувальних отворів печей,
розігрітих дверок і стінок;
в) оксиди вуглецю при неповному згоранні палива і витік газу в
робоче приміщення через нещільності печей;
г) пара і пил (свинцю, ціаністих з′єднань вуглеводнів) від ванних
печей при гартуванні виробів.
Для локалізації шкідливих виділень застосовують зонти, кільцеві
відсмоктувачі (для ванної печі), укриття ванної печі з верхнім або нижнім
відсмоктувачем. Також застосовується механічний і природний приплив
повітря і витяжка.
Гальванічні цехи
В приміщеннях гальванічних цехів виділяються різноманітні
шкідливості: тепло, волога, пара, гази, краплі, рідкі аерозолі, пил.
Особливою токсичністю вирізняються пари і аерозолі цианідів, солей
хромової та азотної кислоти.
Найбільш поширеними пристроями для локалізації шкідливих
виділень є бортові відсмоктувачі, які розміщують по довгій стороні ванни,
в деяких випадках, якщо дозволяє технологічний процес,- зонти і ширми,
що відділяють майданчик з обладнанням.
При виборі бортових відсмоктувачів перевагу слід надавати
„перевернутим” як найбільш ефективним. Місцеві відсмоктувачі від ванн
для обезжирення деталей органічними розчинами, від ванн з розчинами
цианідів, процесів хромування і нікелювання слід об′єднати в самостійні
вентиляційні установки. Системи місцевих відсмоктувачів від ванн з
ціаністими розчинами, азотною і соляною кислотою повинні мати резервні
вентилятори з автоматичним увімкненням їх при зупинці основного.
При виборі вентиляційного обладнання необхідно дотримуватись
правил пожежо- і вибухобезпечності: для витяжних систем, що виділяють
пари розчинювачів чи газів від електролітичних ванн, вентилятори і
електродвигуни виконують іскрозахищеними, повітропроводи
заземлюють.
Зварювальні цехи
Електричне дугове зварювання супроводжується виділенням у
повітря тепла, пилу, газів- оксидів азоту, оксидів вуглецю, фтористих
з”єднань. Основний принцип вентиляції зварочних цехів і відділень-
місцева витяжка від зварювальних постів та різки невеликих деталей, і
10