Выбор схем общеобменной вентиляции сварочных цехов

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. 

Рис. 68. Схема подачи приточного воздуха параллельными горизонтальными потоками е цехе большой длины (>100 м):  
1 — основная система подачи приточного воздуха; 2 - дополнительные вентиляторы: 3 — раздаточные решетки; 4 — вытяжные вентиляторы

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.