Вентиляция для металлургического цеха

Компания «Экоэнерговент» занимается установкой и модернизацией и обслуживанием систем вентиляции металлургический предприятий. Работаем на всей территории России.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задачи проектирования вентиляции металлургических цехов;
2. Расчет расхода местных установок отсоса;
3. Тепловой режим;
4. Удаление пыли;
5. Очистка воздуха;
6. Особенности вентиляции цехов металлургической отрасли.

Металлургия — одна из отраслей промышленности, где условия работы персонала очень сложные и тяжелые. Высокая температура воздуха, пыль, газ и дым — факторы, которые можно минимизировать при помощи оборудования качественной вентиляции. Задача системы вентиляции — максимально возможное устранения последствий влияния вредных факторов, повышающих уровень опасного воздействия на человека и оборудование. Особенность вентиляции металлургического цеха состоит в том, что здесь необходимо учитывать комплексное действие различных угроз:

• избыточного тепловыделения;
• паро и газовыделения;
• токсичные вещества;
• повышенный уровень запыленности;
• аэрозоли с повышенным содержанием твердых веществ;
• дым.

Также вентиляция должна обеспечить нормальную влажность в цехах, не ниже 60% и скорость движения воздуха в пределах 0,5 м/с, но без возникновения сквозняков.

Задачи проектирования вентиляции металлургических цехов

Промышленная вентиляция, в частности предприятий металлургии, должна представлять собой комплексную систему, в которой все части оборудования работают взаимосвязано и направлены на выполнение одной задачи — создание комфортного микроклимата для работающих. При проектировании учитывается и работа других защитных систем, от:

• инфракрасного излучения;
• повышенного шума;
• химических факторов;
• механических воздействий.

При проектировании вентиляции металлургических цехов работа ведется в трех главных направлениях:

• Расчет производительности и мощности системы, необходимой для создания комфортных условий работы персонала, учитывая необходимый запас прочности;
• Разработка оптимальных способов подачи и удаления воздуха с рабочих зон. Расчет системы аспирации — удаления загрязненных объемов воздуха непосредственно с мест генерации пыли и аэрозольных взвесей.
• Разработка мощных систем фильтрации приточного и вытяжного каналов.

Для металлургических цехов используются комбинированные системы вентиляции — общеобменные с активно действующими местными участками. Чистый воздух подается в рабочую зону, а загрязненный удаляется из участков, куда вытесняется приточным и удаляется при помощи зонтов, отсосов. Располагаются они таким образом, что загрязненный воздух не попадает в зону дыхания. Объем отсоса компенсируется таким же объемом притока.

Расчет расхода местных установок отсоса

В каждом промышленном цехе есть места, где уровень образования пыли, газов и других вредных факторов максимальный. Они должны быть оборудованы устройствами отбора воздуха, форма и размеры которых позволяют устранить опасность в максимально короткое время. Для этого рассчитывается объем воздуха, который должен быть удален, создаются условия для притока такого же объема и проектируется общеобменная система вентиляции, кратность которой составляет 2 – 3 единицы.

Для расчета количества воздуха, удаляемого посредством местного отсоса (зонта, укрытия, воронки, щелевого отсоса) разработаны специальные формулы. При правильном расчете, скорость воздуха на зонтах составляет 1, 1,5 м/с, укрытиях — 10 – 15 м/с, щелевых устройствах — 4,6 м/с. Работает система в постоянном режиме, что вызвано особенностями технологических процессов в металлургическом производстве.

Тепловой режим

Большинство оборудования металлургической промышленности активно выделяет тепловую энергию, ухудшая общий температурный фон помещений. Общеобменная вентиляция и местные отсосы позволяют обеспечить значительную долю теплоотвода от нагретых поверхностей. Если в воздухе отсутствуют пыль, механические примеси и масляный туман, или количество их незначительно и может эффективно задерживаться фильтрами, то в систему встраиваются рекуператоры.

Их роль состоит в том, что тепло отбирается от загрязненного воздуха и передается приточному, позволяя подавать в рабочую зону не только чистый воздух снаружи, но и прогретый до комфортной температуры. Это особенно актуально при работе вентиляции зимой. Учитывая значительные площади металлургических цехов и возможность сократить расходы энергии на подогрев приточного потока на 80%, экономия получается ощутимой. На каждый МВт тепла, идущего на подогрев воздуха в системе приточной вентиляции, расходоваться будет только 200 кВт, остальное поступит с рекуператора. Компания «ЭкоЭнергоВент», при разработке технических решений применяет наиболее выгодный и работоспособный тип рекуператора, обеспечивающий максимальную экономию тепла, гигиеничность и долговечность системы.

Большое значения имеет организация таких систем приточной вентиляции, как воздушные души. Это места, где человек находится в интенсивном потоке приточного воздуха. Существуют рабочие места, где находится человеку без воздушного душа очень сложно. Расход воздуха на подачу в таком устройстве рассчитывается в пределах 1700 – 2000 м3/ч.

Удаление пыли

Многие технологические процессы в литейных, дробильных, металлургических и других цехах связаны с образованием большого количества мелкой и крупной пыли. Вентиляция — один из способов борьбы с запылением. В промышленных цехах используется специальная разновидность пылеотсасывающей вентиляции — аспирация. Система оборудуется воздухопроводами, идущими под большим углом. Приток воздуха в помещения с угрозой высокого уровня образования пыли организован с малой скоростью, чтобы уменьшить возможность пыления. Если производство не слишком пыльное, воздуховоды вытяжной вентиляции расположены более близко к горизонтали.

Требования к системе аспирации:

• длина воздуховодов должна быть максимально короткой;
• горизонтальные участки сведены к минимуму, угол наклона 90 – 400 к горизонтали;
• одна система объединяет до шести местных узлов отсоса;
• толщина стали трубопроводов — до 0,7 – 1 мм, для абразивных сред — 1,5 – 2 мм.

Аспирационные установки рассчитаны на вытягивание больших масс пыли и твердых вкраплений в диапазоне от 2,5 до 20 кг на метр кубический воздуха. Обязательно устанавливаются специальные устройства для задержания пыли, чтобы она не выбрасывалась в атмосферу. Циклонные установки задерживают до 85% твердых частиц, матерчатые фильтры — до 99%.

Очистка воздуха

Жесткие требования к экологичности производства предусматривает использование фильтров и уловителей на всех системах вытяжной вентиляции. Пылеуловители конструктивно подразделяются на:

• осадительные камеры для удержания крупных фракций;
• инерционные циклонные камеры;
• волокнистые и тканевые фильтры (рулонные, ячеистые, рукавные, сетчатые…);
• электрические.

В системах вентиляции металлургических цехов используются все виды фильтров в различных комбинациях.

Особенности вентиляции цехов металлургической отрасли

Главные задачи вентиляции в горячих цехах — поддержание нормальной температуры и удаление пыли. Сложность состоит с том, что воздух помещения постоянно находится в соприкосновении с высокотемпературным оборудованием и, кроме принудительной вентиляции, в теплообмене участвуют и естественные конвекционные процессы.

Периодические выбросы пыли и газов при загрузке шихты или металлолома резко изменяют газовый состав атмосферы цеха и уровень запыленности. Интенсивное удаление воздуха крайне необходимо. Типовая схема металлургического цеха выглядит так:

• Вытяжная вентиляция каждой печи, включающая укрытие, расположенное над печью, систему воздуховодов, фильтры, вентиляторы и устройства управления;
• Система общеобменной вентиляции, устраняющая загрязнения, не уловленные локальной системой;
• Приточная вентиляция, мощность которой равна суммарной мощности местной и общей систем. Забор воздуха производится в местах, отдаленных от точек выхода воздуховодов из соседних цехов и участков.

Для вентиляции металлургических предприятий характерный большой расход воздуха — на тонну стали, получаемой после выплавки, необходимо удалить из цеха 6 – 10 0003 воздуха. Количество тепла тоже довольно значительно — например, в прокатный цех объемом 50 000 м3 поступает от оборудования и полуфабрикатов до 10 000 кВт тепловой энергии. Мартеновские, электросталеплавильные и конверторные цеха получают тепла больше на 30 – 40 %.

Рассчитывается переизбыток тепловой энергии по формуле:

Q = Qu + (3,6V — cQu * (Tz — Tp) / c * (T₁ — Tp), где:

• Qu (м3) — продуктивность местного отсоса;
• V (Вт) — коэффициент теплоотдачи условной единицы продукции;
• Tz (°С) — температура отработанного воздуха;
• Т₁ (°С) — температура воздуха в общей вытяжной системе на выходе;
• Тр (°С) — температура воздуха приточной системы вентиляции в точках выхода в цех.
• с (кДж) – теплоёмкость воздуха.

Нормативы СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» позволяют рассчитать мощность вентиляции цеха любого профиля, с учетом местных особенностей — конфигурации помещения, типа оборудования, вида продукции.