第九章通风工程

8/11/2019第九章通风工程•通风系统概述室内空气污染物种类•自然通风通风原理及设计计算自然通风与建筑设计•机械通风1.全面通风2.局部通风•通风系统的主要设备及管道1.排风罩、除尘器、通风机2.通风管道系统8/11/2019在各种金属的冶炼、铸造、锻压和热处理过程中要产生大量的热量；在选矿、烧结、建筑材料和耐火材料的生产过程中要产生大量的工业粉尘；在各种化学工业某些车间中要产生大量的有毒气体和蒸汽；在工业生产过程中，伴随着某些产品的生产，将会有大量的热、湿(水蒸气)、粉尘和有毒气体产生；对这些有害物如果不采取防护措施，将会污染和恶化车间的空气和大气的环境，对工作人员的身体健康造成危害，也会妨碍机器设备的正常运转，甚至造成损坏，对产品的质量也有影响。9.1.1通风的必要性8/11/2019•在车间内，而且随着室外空气的温度、湿度和清洁度在变化。不用说，一年四季春、夏、秋、冬，就是一天24h室外空气的温度也有很大的变化，矛盾的焦点是：生产要求空气环境基本恒定不变，而室内外的空气条件却经常变化着，若使空气条件适应生产提出的要求，必须对空气加以处理，随室内外空气温、湿度变化的情况进行调节，这就是空气调节。空气调节就是使室内空气温度、湿度、清洁度等保持在一定范围的通风技术。•综上所述，通风是使工作人员具有良好的工作和劳动条件，使生产能正常运行和保证产品质量，延长机械设备和使用年限，提高劳动生产率，加速经济增长速度，这就是通风的意义及其重要性。8/11/2019第一节、通风系统概述一、室内空气污染物种类工业建筑中：粉尘、有害蒸气和气体民用建筑中：二氧化碳、氮氧化物、甲醛、挥发有机化合物、CO等8/11/2019•（三）、空气中有害物含量与有关标准•1.有害物浓度一般用质量浓度、体积浓度两种方法表示2.卫生标准目的：保护工人、居民的安全和健康3.排放标准采用大气排放总量控制8/11/2019生活中常见的有自然通风和机械通风两种办法。•一.自然通风原理•主要是依靠风压和热压来使室内外的空气进行交换，从而改变室内空气环境。•风压是由空气流动所造成的压力，也称风力。风力是人们常利用的一种最经济的动力，风车、帆船都是风力的利用。图-1是利用穿堂风使房间通风换气的示意图。房屋在迎风面形成正压区(大于室内压力)，风可以从迎风面门窗吹入，同时却在背风面形成负压，室内空气又可以从背风面的门窗压出。9.1.2通风系统的分类第二节、自然通风8/11/2019图-1房间通风换气示意图(1)图-2房间通风换气示意图(2)8/11/2019•屋顶上的风帽、带挡板的天窗(见图-1、图-2)，则是利用风从它们的上部开口吹过时造成的负压来使室内空气在室内外压差下排出，这也是一种利用风力的自然通风。•显然，这种自然通风的效果取决于风力的大小。•热压是当室内空气温度比室外空气温度高时，室内热空气密度小，比较轻，就会上升从建筑的上部开口(天窗)跑出去，较重的室外冷空气就会经下部门窗补充进来(见图-2)。热压的大小除了跟室内外温差大小有关外，还与建筑高度有关。这同烟囱的道理一样，高度越高，温差愈大，抽力就(即自然通风效果)愈好。8/11/2019•利用热压和风压来进行换气的自然通风对于产生大量余热的生产车间是一种经济而有效的通风降温方法。如机械制造厂的铸造、锻工、热处理车间，冶金工厂的轧压、各种加热炉、冶炼炉车间，化工厂的烘干车间以及锅炉房等均可利用自然通风，这是一种既简单又经济的办法。在考虑通风的时候，应优先采用这种方法。•自然通风也有其缺点：•1)自然进入的室外空气一般不能预先进行处理，因此对空气的温度、湿度、清洁度要求高的车间来说就不能满足要求。•2)从车间排出来的脏空气也不能进行除尘，会污染周围的环境。8/11/2019•3）受自然条件的影响，风力不大、温差较小时，通风量就少，因而效果就较差。比如风力和风向一变，空气流动的情况就变了，而且一年四季气温也总是不断变化的，依靠的热压力也很不稳定，冬季温差较大，夏季温差较小，这些都使自然通风的使用受到一定的限制。•对于一般工厂来说，自然通风效果好坏还与门窗的大小、形式、位置有关。在有些情况下，自然通风与机械通风混合使用，可以达到较好的效果。8/11/2019自然通风设计计算•（1）计算全面通风量。)(jpttcQL车间的排风温度有两种1）温度梯度法)2(httnp8/11/2019•2）有效热量系数法321**mmmmmttttwnwp（2）确定窗孔的位置，分配各窗孔的进排风量8/11/2019（3）确定窗孔的面积wnwaaaghGF1pnwbbbghGF28/11/2019自然通风与建筑设计1.建筑平面规划2.建筑形式选择3.工艺布置8/11/2019•1.机械通风原理•依靠通风机所造成的压力，来迫使空气流通进行室内外空气交换的方式叫做机械通风。•与自然通风相比较，由于靠通风机的保证，通风机产生的压力能克服较大的阻力，因此往往可以和一些阻力较大、能对空气进行加热、冷却、加湿、干燥、净化等处理过程的设备用风管连接起来，组成一个机械通风系统，把经过处理达到一定质量和数量的空气送到一定地点。机械通风具有许多特点：•1)送入车间或工作房间内的空气可以首先加热和冷却，加湿或减湿。•2)从车间排除的空气，有时需要进行净化除尘，保证工厂附近的空气不被污染。•3)按能够满足卫生和生产上所要求造成房间内人为的气象条件。第三节、机械通风8/11/2019•4)可以将吸入的新鲜空气，按照需要送到车间或工作房间内各个地点，同时也可以将室内污浊的空气和有害气体，从产生地点直接排除到室外去。•5)通风量在一年四季中都可以保持平衡，不受外界气候的影响，必要时，根据车间或工作房间内生产与工作情况，还可以任意调节换气量。最先进、最完善的机械通风系统，是空气调节系统。8/11/2019•按照通风系统应用范围的不同，机械通风可分为局部通风和全面通风两种。•1)局部通风•通风的范围限制在有害物形成比较集中的地方，或是工作人员经常活动的局部地区的自然或机械通风，称为局部通风。目的是改善这一局部地区的空气条件，局部通风又可分为局部排风、局部送风及局部送排风。8/11/2019•①局部排风。图4.3所示是一机械的局部排风系统。它是为了尽量减少工艺设备产生的有害物对室内空气环境的直接影响，用各种局部排气罩(或柜)，在有害物产生时就立即随空气一起吸入罩内，最后经排风帽排至室外，是比较有效的一种通风方式。有时为了不让有害物污染周围大气和损坏风机，或者有经济价值的有害物应该回收时，应装设排气处理(净化、除尘或回收)装置。局部排风也可以是用热压及风压作为动力的自然排风。•②局部送风。对于车间面积很大、工作地点比较固定的厂房，要改善整个车间的空气环境是比较困难的。在这种情况下，可以向局部工作地点送风，造成对工作人员温度、湿度、清洁度合适的局部空气环境。这种通风方式叫做局部送风，直接向人体送风的方法又叫岗位吹风或空气淋浴。8/11/2019图4.3机械局部排风1.工艺设备；2.局部排气罩；3.局部排气柜；4.风道；5.通风机；6.排风帽；7.排气处理装置8/11/2019•岗位吹风分集中式和分散式两种。图4.4是铸工车间浇注工段集中式岗位吹风示意图。风是从集中式送风系统的特殊送风口送出的，系统应包括从室外取气的采气口，风道系统和通风机，送风需要进行处理时，还应有空气处理小室设备。分散的岗位吹风装置一般采用轴流风机，适用于空气处理要求不高，工作地点不很固定的地方。•③局部送、排风。有时采用既有送风又有排风的局部通风装置，可以在局部地点形成一道“风幕”，利用这种风幕来防止有害气体进入室内，是一种既不影响工艺操作又比单纯排风更为有效的通风方式，图4.5就是这样一种通风装置。图4.4所示的浇注工段面积较大时，也可以在工段的一边装一排送风口送风，而在相对的另一边装一排排风口吸风，防止浇注时产生的有害气体上升进入车间。8/11/2019图4.4集中式岗位吹风示意图图4.5局部送、排风8/11/2019•2)全面通风•由于生产条件的限制，不能采用局部通风或采用局部通风后室内空气环境仍然不符合卫生和生产要求时，可以采用全面通风，即在车间或房间内全面地进行空气交换。全面通风适用于：有害物产生位置不固定的地方；面积较大或局部通风装置影响操作；有害物扩散不受限制的房间或一定的区段内。这就是允许有害物散入车间，同时引入室外新鲜空气稀释房间内的有害物浓度，使其车间内的有害物的浓度降低到合乎卫生要求的允许浓度范围内，然后再从室内排出去。8/11/2019•全面通风可以是自然通风或机械通风，图4.2所示是自然的全面通风。机械的全面通风又分为下列几种：•①全面排风。为了使室内产生的有害物尽可能不扩散到其他区域或邻室去，可以在有害物比较集中产生的区域或房间采用全面机械排风。图4.6所示就是全面机械排风。在风机作用下，将含尘量大的室内空气通过引风机排除，此时，室内处于负压状态，而较干净的一般不需要进行处理的空气从其他区域、房间或室外补入以冲淡有害物。图4.6(a)所示是在墙上装有轴流风机的最简单全面排风。图4.6(b)所示是室内设有排风口，含尘量大的室内空气从专设的排气装置排入大气的全面机械排风系统。8/11/2019图4.6全面机械排风8/11/2019•②全面送风。当不希望邻室或室外空气渗入室内，而又希望送入的空气是经过简单过滤、加热处理的情况下，多用如图4.7所示的全面机械送风系统来冲淡室内有害物，这时室内处于正压，室内空气通过门窗压出室外。•③全面送、排风。在很多情况下，一个车间同时采用图4.7的全面送风系统和图4.6(b)所示的全面排风系统相结合的全面送、排风系统，这往往用在门窗密闭，采用自然通风比较困难的场所。根据送风量和排风量的不同，可以使房间保持正压或负压，不足的风量则是经过围护结构的缝隙渗入或挤出。凡是具有一定风量调节能力的通风(通风系统中利用调节阀门、自然通风利用窗户的开启程度)称为有组织的通风；而经过缝隙渗入或挤出的不能进行风量调节的通风称为无组织的通风。8/11/2019图4.7全面机械送风1.通风机；2.风道；3.送风口；4.采气口；5.处理小室8/11/2019第四节、通风系统的主要设备及管道•1.排风罩•排风罩的作用是将污浊或含尘的空气收集并吸入风道内。排风罩如果用在除尘系统中，则称作吸尘罩。排风罩的种类有：•(1)密闭罩密闭罩是用于产生大量粉尘的设备上。它是将产生粉尘的设备尽可能的进行全部密闭，以隔断在生产过程中造成的一次尘化气流与室内二次尘化气流的联系，防止粉尘随室内气流飞扬传播而形成大面积的污染。可以想象，设备密闭得越好，只需要较小的风量就能获得理想的防尘效果。图9-3轮碾密闭罩8/11/2019•(2)吹吸罩•由于受生产条件的限制，有时用单纯的吸气罩不能有效地将距离较远的有害物吸入罩内及时排出，这时采用吹吸罩能够达到较理想的效果。吹吸罩是利用射流能量密度高、速度衰减慢的特点，用吹出的气流把有害物吹向设在另一侧的吸风口，如图9-4所示。这种方式可以大大减小排风量，同时可以达到良好的控制污染的效果。8/11/2019图9-4吹吸式排风罩1.吸风口；2.吹风口；3.插板阀；4.地下风道8/11/2019•(3)条缝罩•图9-5是条缝罩的示意图。条缝罩多用于电镀槽、酸洗槽上的有害蒸汽的排除。因含有酸蒸汽的空气不能直接排入大气，所以一般要设中和净化塔对含酸蒸汽的空气进行净化处理，达标后才能排入室外的大气中。8/11/2019图9-5条缝吸气罩8/11/2019•(1)伞形罩•伞形罩一般设置在产生有害气体或含尘空气的设备及工作台的上方，这样可以直接将设备或工作台产生的有害气体或含尘空气由设备的上部吸走排出，避免有害气体或含尘空气在室内扩散，形成大范围内的污染。图9-6是伞形罩的示意图。8/11/2019图9-6伞形排风罩8/11/2019•2、除尘器•将有毒气体或含尘空气净化处理达标后排放到大气中，而工程中常用的净化