Вентиляция в столярной мастерской

Содержание

  1. Аспирация и вентиляция цеха деревообработки
  2. Особенности вентиляции деревообрабатывающих цехов
  3. Монтажные люки
  4. Аспирация
  5. Расчет системы вентиляции
  6. Какие решения являются оптимальными?
  7. Принцип действия аспирационных установок
  8. Очистка воздуха в циклонах и фильтрах с рециркуляцией
  9. 1. Обеспечение ПДК древесной пыли в воздухе рабочей зоны
  10. Литература

This server could not verify that you are authorized to access the document requested. Either you supplied the wrong credentials (e.g., bad password), or your browser doesn’t understand how to supply the credentials required.

Additionally, a 401 Authorization Required error was encountered while trying to use an ErrorDocument to handle the request.

Аспирация и вентиляция цеха деревообработки

Воздухообмен промышленных помещений призван обеспечить санитарную норму свежего воздуха для работников и способствовать ходу технологического процесса. Тип и специфика системы обусловлены технологией производства, выдвигающей собственные требования, нередко расходящиеся с общепринятыми нормативами. Деревообрабатывающие предприятия сильно отличаются друг от друга и выполняют разные задачи, поэтому системы вентиляции для каждого из них имеют собственный состав и конфигурацию.

Особенности вентиляции деревообрабатывающих цехов

Конструкция и состав вентиляционной системы деревообрабатывающего цеха выбираются исходя из технологии и вида обработки.

Основная задача системы — удаление выделяющихся вредностей, основной из которых является древесная пыль. При этом, цеха, работающие с сырой древесиной, не прошедшей сушку, нуждаются лишь в системах аспирации, отводящих опилки и мелкий мусор.

Монтажные люки

Особенностью транспортируемых отходов является большое содержание древесной смолы, из-за которой мелкие частицы прилипают к внутренним стенкам воздуховодов. На изгибах или примыканиях появляются скопления пыли и мусора, которые быстро увеличиваются в размерах и перекрывают сечение воздушного канала. Для устранения засоров по всей длине воздуховодов устанавливаются монтажные люки, через которые производится очистка.

Аспирация

Поскольку общеобменная вентиляционная система не используется для удаления пыли, основное внимание уделяется созданию качественной системы аспирации и местных отсосов. Роль общеобменной системы сводится к организации небольшой депрессии внутри технологических помещений. Это обеспечивает вытяжная линия, в результате чего исключается распространение пыли пол смежным помещениям или неконтролируемый вывод на улицу.

Учитывая условия и технологические требования, основной особенностью вентиляции деревообрабатывающих цехов можно назвать упор на местные отсосы и аспирацию, второстепенную роль общеобменной системы. Это обусловлено также и наличием больших технологических проемов для доставки материала, удаления крупных отходов и мусора. Поэтому большую часть воздушных потоков образует естественная вентиляция, оставляя для принудительных комплексов задачи по удалению пыли и мусора.

Расчет системы вентиляции

Общепринятой методики расчета вентиляционных систем деревообрабатывающего производства не существует. В задачу проектировщика входит решение конкретных вопросов, основанных на конструкции и производительности станочного парка, свойствах материала и технологических особенностях.

Вентиляция деревообрабатывающего цеха проектируется по техническому заданию от технологов или исходя из общих данных по параметрам оборудования. Основной расчет происходит по вытяжным и аспирационным комплектам, удаляющим отходы и пыль.

Объемы вытяжки, обеспечиваемые ими, чаще всего намного перекрывают потребности помещений, поэтому для компенсации излишнего перепада внутреннего и наружного давлений устанавливают приточную линию.

Основанием для выполняемых расчетов являются технические характеристики используемого оборудования, в особенности — пылеобразование. Кроме того, на каждую единицу оборудования приходится местный отсос, расположенный непосредственно в зоне образования отходов и оперативно их удаляющий. Существуют общие требования, оптимальным образом соответствующие условиям работы и технологическим особенностям производства:

  • скорость движения воздушных потоков не должна превышать 0,2-0,4 м/с
  • влажность — в пределах 65-75%
  • температура — 17-27°

Необходимо учитывать, что задачей расчетов в первую очередь становится организация вывода отходов. Местные отсосы образуют мощную и производительную вытяжку, поэтому для общеобменной линии остается лишь обеспечить достаточный приток (если он нужен), или снизить перепад внутреннего и наружного давлений. Кроме того, мощная вытяжка способствует активному выводу тепла, что требует качественной рекуперации в сочетании с фильтрацией.

Какие решения являются оптимальными?

Местные отсосы, рукава или отводы аспирационной системы должны обеспечить полноценное удаление мелких частиц, пыли и отходов. При этом, их разрешается подключать к общеобменным линиям, но только при условии отсутствия мелкой пыли, частиц лакокрасочных материалов и клеевых составов, подлежащих фильтрации.

Для удаления пыли и частиц с пола устанавливаются напольные или подпольные отсосы. Фильтрацию выводимого потока производят с помощью специальных пылеосадительных камер или, для более крупных отходов, циклонов.

Подача приточного потока не должна происходить сосредоточенным порядком. Это может повысить скорость движения воздуха внутри помещения, образовать турбулентные воронки, поднимающие пыль. Она обладает большой летучестью и вредна для здоровья человека, поэтому соблюдение санитарных требований очень важно. Необходимо обеспечить рассредоточенную подачу свежего воздуха, исключить образование потоков с высокой скоростью.

Для организации воздухообмена в больших или средних цехах рекомендованы потолочные вентиляторы (или душевая подача приточки), способствующие удержанию пыли и мелких частиц на уровне пола и предотвращающие ее распространение по смежным помещениям.

Читайте так же:  Почему остывает батарея отопления в квартире

Использование естественной вентиляции производится при отсутствии противопоказаний и возможности исключить теплопотери. Необходимо следить за отсутствием сквозняков, распространяющих пыль и мусор по всему цеху.

Принцип действия аспирационных установок

Действие аспирационных установок аналогично принципу работы обычного бытового пылесоса, но установленного стационарно. Система воздуховодов распределена по всему цеху с подключением к каждому станку. Все воздуховоды объединяются в общий канал, подключенный к специальному пылевому вентилятору, который на выходе присоединяется к приемному бункеру и циклону.

При включении вентилятора в воздуховодах создается вакуум, образующий всасывание воздуха и захват мелких частиц мусора и пыли. Они транспортируются по каналам, проходят сквозь рабочее колесо вентилятора и попадают в приемный бункер. Из-за резкого увеличения объема энергия потока падает, частицы под действием силы тяжести оседают на дно бункера, откуда, по мере наполнения, перегружаются в транспортировочные емкости, либо направляется на брикетирование и утилизацию.

Активный вывод теплого воздуха требует повышенной подачи притока. Для сохранения температуры приходится нагревать большое количество свежего воздуха, что нерационально и требует крупных расходов. Поэтому чаще всего применяют рекуперацию, то есть повторное использование выведенного теплого воздушного потока, прошедшего фильтрацию.

Этот способ эффективен, позволяет экономит большое количество тепловой энергии и, соответственно, денег. При этом, режим рекуперации необходимо тщательно настраивать, как и фильтрацию возвращаемого воздуха.

Конструкция вентилятора должна соответствовать техническим требованиям и специфике выполняемой работы. Пылевые вентиляторы имеют собственную конструкцию рабочего колеса с малым числом лопаток. Это позволяет исключить застревание между ними крупных частиц мусора, способствующее скоплению материала и образованию засора. Все воздуховоды также имеют конструкционные отличия, связанные с наличием люков для устранения засоров. Они располагаются равномерно по всей длине на расстоянии, позволяющем устранить образовавшиеся скопления в любой точке.

Очистка воздуха в циклонах и фильтрах с рециркуляцией

И. М. Квашнин, канд. техн. наук, ведущий специалист НПП «Энергомеханика»

Тема очистки воздуха от древесной пыли индивидуальными пылеуловителями была поднята в статье [1]. Они хорошо зарекомендовали себя в небольших мастерских. Для станков и линий с большим количеством образующихся отходов (шлифовальной пыли, опилок, стружек) следует применять централизованные аспирационные системы с выносом вентилятора и пылеочистного оборудования за пределы обслуживаемого помещения. В некоторых случаях, на наш взгляд, в холодный период года возможен частичный возврат теплого воздуха для повторного использования в этом или других помещениях.

Классическая схема организации воздухообмена в советское время была следующая: воздух местными отсосами-пылеприемниками забирается от станков и удаляется наружу пылевым вентилятором с последующей очисткой в циклонах, в редких случаях в рукавных фильтрах. С целью соблюдения уравновешенного воздушного баланса для компенсации аспирационного воздуха в верхнюю зону воздухораспределителями равномерной раздачи типа ВК или других типов подается приточный воздух. Воздухообмен осуществляется по схеме «сверху-вниз».

Подача воздуха компактными сосредоточенными струями не допускалась, для того чтобы пыль, в том числе осевшая на пол, не распространялась по всему помещению. Экологические требования и нормы были простыми. Экологическая отчетность (инвентаризация, проект нормативов ПДВ и др.) согласовывалась со службами Гидрометеоцентра. Аспирационная установка, оснащенная циклоном, вопросов не вызывала. Лишь в 1988 году образовался Комитет по охране природы (сейчас Росприроднадзор и Ростехнадзор).

Авторы [4, с. 11] в 1988 году писали: «На деревообрабатывающих предприятиях нашей страны в настоящее время применяются в основном прямоточные системы аспирации, чаще всего централизованные с постоянной производительностью. Рециркуляционные системы аспирации применяются крайне ограниченно из-за отсутствия отечественных рециркуляционных пылеуловителей, предназначенных для очистки аспирационного воздуха от древесных отходов». Следует отметить, что многие приточные вентиляционные установки работали неудовлетворительно или не включались. Громоздкие приточные камеры в соответствии с проектом требовали огромного количества теплоты. Сейчас, в условиях значительного роста цен на энергоносители и смены собственника, проблема поддержания температурных условий в цехе встала в полный рост.

В 90-х годах прошлого столетия произошел качественный скачок к допустимым требованиям по уровню концентрации древесной пыли в воздухе населенных мест. Ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ), который играет роль предельно допустимой концентрации (ПДК), ужесточился с 0,5 до 0,1 мг/м 3 , т. е. в 5 раз! Автор этих строк много лет занимался разработкой проектов нормативов ПДВ. На одной из мебельных фабрик было установлено 14 различных циклонов, суммарный выброс от которых вполне укладывался в допустимые нормативы. После введения нового ОБУВ при разработке очередного проекта норматива ПДВ, срок действия которого ограничен пятью годами, в плане мероприятий по снижению выбросов пришлось записать, что часть циклонов типа «К» следует заменить на более эффективные типа «УЦ», а на семи источниках установить вторую ступень очистки – рукавные фильтры. Проблематично было даже не вернуть, а произвести выброс пылевоздушной смеси в атмосферу. Притом что концентрация пыли на выходе из циклона в десятки раз может превышать ОБУВ, его соблюдение требуется после рассеивания выброса в приземном слое атмосферы на границе (и далее) санитарно-защитной зоны предприятия.

Читайте так же:  Почему газовый котел не держит давление воды

В 2002 году вышли новые гигиенические нормативы Роспотребнадзора (бывший Госсанэпиднадзор) ГН 2.1.6.1125–02, замененные позже на ГН [2], в которых произошла метаморфоза: ОБУВ для древесной пыли вновь увеличился с 0,1 до 0,5 мг/м 3 . Трудно однозначно сказать, с чем это связано, но даже неспециалисту ясно, что эта пыль не вреднее, чем, например, цементная, ПДК для которой 0,3 мг/м 3 . Возможно, предприятия стали массово штрафовать за невыполнение мероприятий по снижению выбросов, которые нереально выполнить как с финансовых, так и с технологических позиций. Под рукавный фильтр требуется достаточная площадь. Нужно увеличивать мощность вентилятора или ставить последовательно еще один.

1. Обеспечение ПДК древесной пыли в воздухе рабочей зоны

Для рабочей зоны производственных помещений существуют свои нормативы качества воздуха – среднесменная, или максимально разовая ПДК. У древесной пыли среднесменная ПДК равна Срз = 6 мг/м 3 [6] и сохраняется много лет. По СНиП [7] допустимая концентрация вредностей в приточном воздухе составляет 30 % от ПДК в воздухе рабочей зоны, т. е. в нашем случае Спр = 1,8 мг/м 3 .

При работе станков образуется пыль (размеры частиц до 200 мкм), опилки, стружка. Зону выделения пыли локализуют путем использования различных видов кожухов, укрытий. Кожух имеет выходной патрубок для подключения к аспирационной системе. Его ориентация в пространстве по возможности должна совпадать с траекторией движения образующихся частиц. Все это устройство называют пылеприемником, или местным отсосом. У одного станка может быть до пяти и более пылеприемников. Диаметр патрубка пылеприемника зависит от двух факторов:

– степени укрытия режущей части инструмента станка;

– количества выделяющихся отходов.

Полностью укрыть зону обработки не удается, т. к. необходимо подавать заготовку и убирать обработанную деталь. Путем отсоса воздуха в зазорах между кожухом и деталью требуется создать такую скорость движения воздуха, подсасываемого из помещения, чтобы воспрепятствовать выбиванию пыли наружу. Чем меньше зазоры и неплотности, тем меньше объем отсасываемого воздуха. В пылеприемнике, таким образом, создается пониженное давление – разрежение. Некоторые зарубежные станки оборудуются датчиками давления и вообще не включаются без эффективной работы аспирационной системы. Пылеприемники конструируют, испытывают и устанавливают на заводе-изготовителе.

Факел всасывания, в отличие от приточной струи, имеет очень маленький размер. Например, для круглой трубы на расстоянии одного диаметра (калибра) скорость всасывания составляет 7 % от скорости во входном сечении. По-этому эффективность улавливания пыли может резко снизиться при зазорах уже в несколько сантиметров. В реальности часть пыли все равно попадает в воздух помещения и на пол. До недавнего времени в нормативных документах эффективность пылеприемников устанавливалась на уровне 90 % [3]. Если учесть, что выделения пыли именно в деревообработке очень большие, то это очень низкий показатель. Четких цифр по эффективности работы местных отсосов ни в нормативной, ни в технической литературе автором не обнаружено.

Другой фактор, определяющий диаметр выходного патрубка, – это количество отходов, образующихся в единицу времени. В системах аспирации используются пылевые вентиляторы, развивающие относительно небольшое полное давление – до 4 000–5 000 Па. Поэтому масса отходов, перемещаемых 1 м 3 воздуха, ограничена. Напомним, что отношение массы перемещаемых отходов, кг/ч, к массовому расходу воздуха, кг/ч, называется расходной массовой характеристикой μ – безразмерная величина (1 м 3 воздуха при стандартных условиях, t = 20 ºС, имеет массу 1,2 кг). Если величина μ 3 /ч, от каждого местного отсоса. В качестве отходов в данной статье подразумеваются пыль, опилки, стружка, удаляемые аспирационной системой, но не крупные обрезки заготовок, удаляемые вручную или иным способом. Для транспортирования щепы используют, например, воздуходувки.

Читайте так же:  Как почистить газовый котел конорд

Исходя из уравнения расхода

можно выразить площадь патрубка пылеприемника F, м 2 , и, соответственно, его диаметр. Важной величиной является скорость воздуха в патрубке. Если определяющим фактором является большая масса образующихся отходов, то она должна быть больше или равна скорости их транспортирования, предотвращающей оседание отходов во избежание «забивания». По справочнику проектировщика [4] скорость транспортирования древесных отходов равна 17–18 м/с. Именно такую скорость, как правило, принимают в патрубках станков, в которых образуются опилки и стружка. При таком подходе не достигается высокая герметизация кожуха, мелкие фракции пыли попадают в рабочую зону помещения. В соответствии с конструктивными особенностями станка эту скорость иногда принимают равной 25 м/с, редко 30 м/с.

При операциях шлифования образуется мелкая пыль, которая долгое время может находиться во взвешенном состоянии. Именно ее присутствие нежелательно в рабочей зоне помещения. Скорость в зазорах кожуха и создаваемое разрежение должны быть по возможности максимальными. Однако достичь этого удается не всегда. Скорости в патрубках станков отечественного производства могут даже понижаться до 16 м/с, в соответствии со скоростью транспортирования этой пыли. Могут и увеличиваться до 30–35 м/с. Рекомендуемые значения L и υ приведены в [3, 4, 5]. Следует отметить, что в подавляющем большинстве станков зарубежного производства скорость высокая и равна 28–35 м/с.

Скорость воздуха в патрубке пылеприемника или объем удаляемого воздуха, реже – требуемое разрежение, определяются производителем и приводятся в паспорте станка.

Скорость движения воздуха в воздуховодах может отличаться от скорости в патрубках пылеприемников. Они соединяются между собой плавно расширяющимся переходом – диффузором. Как отмечалось, достаточная величина, υ = 17–18 м/с, может быть повышена до 20 м/с. Дальнейшее увеличение скорости связано со значительным повышением потерь давления в сети воздуховодов и соответствующими затратами электроэнергии на привод вентилятора. Мало того, при скорости в воздуховодах 30–35 м/с и их длине в несколько десятков метров давления, создаваемого отечественным пылевым вентилятором, может не хватить, с учетом потерь давления в циклоне.

Таким образом, мы установили, что даже при эффективной работе аспирационных систем часть выделяющейся при работе станков пыли поступает в воздух помещения. Далее пыль распространяется по помещению в соответствии с движением воздушных потоков, вновь попадает частично в этот и другие пылеприемники, частично оседает на пол, стены и оборудование.

Проанализируем пример, приведенный в [3, с. 119] по расчету выбросов древесной пыли в атмосферу системой аспирации и общеобменной вытяжной вентиляции. На участке имеется пять станков, которые выделяют 32,4 кг/ч опилок и пыли. С учетом неполной загруженности станков в расчетный 20-минутный интервал времени, одновременности их работы (три из пяти станков), удаления 95 % вредностей системой аспирации и 80 % оседаний неуловленной пылеприемниками пыли в воздух помещения поступает m = 0,0287 г/с = 103320 мг/ч. Это составляет 0,32 % от начальной величины отходов. Порядок цифр реальный для небольшой мастерской. Требуемый воздухообмен на разбавление вредностей до ПДК [7]:

(2)

где Lмо – объем воздуха, удаляемого местными отсосами, принимаем по прил. 12.1 [3].

Суд – концентрация пыли в удаляемом воздухе, мг/м 3 . Считаем, что пыль равномерно распределена в помещении, поэтому Суд = Срз = 6 мг/м 3 .

(3)

То есть дополнительно к системе аспирации должна быть предусмотрена мощная общеобменная система вентиляции, что на практике не делается. Для удаления всей пыли из воздуха помещения производительность системы аспирации должна быть

(4)

вместо имеющихся 4 400 м 3 /ч, т. е от каждого небольшого станка примерно по 5 000 м 3 /ч, что также нереально.

Заключение по части 1: Достижение ПДК воздуха рабочей зоны традиционно применяющимся оборудованием – трудновыполнимая задача.

Литература

2. ГН 2.1.6.1339–03. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

4. Александров А. Н., Козорис Г. Ф. Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения на деревообрабатывающих предприятиях: справочник / Под ред. А. Н. Александрова. – М. : Лесная промышленность, 1988.

5. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 /

В. Н. Богословский, А. И. Пирумов, В. Н. Посохин и др.; Под ред. Н. Н. Павлова, Ю. И. Шиллера. – 4-е изд. – М.: Стройиздат, 1992.

6. ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

7. СНиП 41-01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

Источник: iobogrev.ru

IFix