Организация производственной вентиляции при работе с радиоактивными веществами

 

3.2 Расчет  сечений воздуховодов

Воздуховоды являются составной частью системы  вентиляции. По воздуховодам удаляется  загрязненный воздух, либо подается свежий очищенный в помещение, где работает вентиляция. Воздуховоды бывают различными.

В данной курсовой были выбраны воздуховоды круглого сечения. Преимущества круглых воздуховодов перед прямоугольными в том, что при одинаковой площади сечения они создают меньшее аэродинамическое сопротивление, прочнее прямоугольных, менее трудоемки в изготовлении, а также требуют для изготовления на 18-20% меньше металла.

Рекомендуемые скорости определены из экономических  соображений с учётом акустических требований. Чтобы от скорости потока воздуха в воздуховодах не создавалось  шумность необходимо принимать скорость потока не более 5 м/с, в исключительных случаях 8 м/с.

Основная  формула для подсчёта систем вентиляции

 

где F – площадь  сечения воздуховода, v – скорость воздуха, м/с

 

 

 

3.3 Построение  аксонометрической схемы вентиляционной  сети

Необходимо  построить аксонометрическую схему  вытяжной вентиляционной сети. В данной курсовой рассматривается схема  трёхзональной планировки и, следовательно, три ветви вентиляции для каждой из зон можно объединить в одну общую вентиляция состоит из трёх ветвей (для каждой зоны). Длины участков выбираются произвольно. (Приложение 1)

После построения аксонометрической схемы определяются размеры поперечных сечений всех участков сети, выполняется трассировка  сети. Сеть воздуховодов разбивается  на отдельные участки и определяют расход воздуха на каждом из них. Значение расхода и длины каждого участка  наносятся на аксонометрическую  схему вентиляции.

 

 

3.4 Аэродинамический  расчёт вентиляции и определение  расчётного давления вентиляционной  сети

Движение  воздуха по вентиляционным системам подчиняется общим законам аэродинамики. Направленное движение воздуха в  вентиляционной системе обеспечивается при выполнении следующих условий:

- имеется вход и выход воздуха;

- существует разница давлений;

- расход воздуха в любом сечении вентиляционной системы постоянен.

Расчёт сети воздуховода сводится к определению  потерь давления в них при данном расходе воздуха. Потери давления при  перемещении воздуха складываются из потерь на трение и потерь на местные  сопротивления.

Суммарные потери давления в воздуховодах определяются по формуле:

 

где R – потери давления на трение на 1 погонный метр воздуховода, кг/м² (Приложение 2); l – длина воздуховода, м; Z – потери давления на местные сопротивления, кг/м².

Потери давления на местные сопротивления – это  потери в отдельных элементах  вентиляционной сети, связанные с  изменением параметров воздушных потоков: скорости, направления, разделения или  смещения потоков и т.д.

Потерю давления на местные сопротивления можно  определить по формуле:

 

где ξ –  коэффициент местного сопротивления  фасонной части воздуховода, зависящий  от формы местного сопротивления  и не зависящий от его размеров; v – средняя скорость воздуха  по сечению, м/с; ρ – плотность  воздуха (принимаем ρ = 1,2 кг/м³); g – ускорение (принимаем g = 9,81 м/с²).

Скорость  воздуха принимаем 5 м/с. В соответствии с таблицами (Приложение 3), получаем значение ξ.

Значение  также получаем, зная значения ξ и v (Приложение 3).

 

Потери давления на местных сопротивлениях составляют основную часть общих потерь давления в сети, причем, чем больше сечение  воздуховодов, тем больше возрастает значение местных потерь.

Местные сопротивления  – это сопротивления в отдельных  элементах вентиляционной сети, вызывающие перераспределение скоростей движения воздуха и вихреобразование. Причиной перераспределения скоростей движения воздуха могут быть расширение, сужение  или поворот потока, слияние или  разделение струй ит.п., т.е, в таких  местах, где скорость воздушного потока изменяется по значению и направлению.

Местные сопротивления  рассчитываются по трём основным участкам:

• на участках 1, 2, 4, 6, 8, 10, 11, 12, 14 присутствует плавный отвод для воздуховода круглого сечения с диаметром D равным радиусу R: ξ = a · b

где a – коэффициент, учитывающий радиус поворота (а = 0,25); b – коэффициент, учитывающий угол поворота – 90⁰ (b = 1,0)

ξ = 0,25 · 1,0 = 0,25

• на прямых участках 3, 5, 7, 9, 13 местные сопротивления незначительны и их не учитывают: ξ = 0

Для создания выровненного потока воздуха  используются специальные насадки. Выбираем простейшую насадку в виде уширяющегося патрубка – диффузора  для плавного перехода от диаметра на участке 1к диаметру фильтра

• диффузор на выровненном потоке (на участке 15) рассчитывается на основе отношения малой площади сечения воздуховода к большей по формуле:

 

Зная значение f/F и угол раствора диффузора α = 40⁰

 

После интерполяции получаем ξ = 0,103 (Приложение 3) Также необходимо учесть сопротивление фильтра от 30 до 150 кг/м².

№ участков	Q, м3/ч	l, м	D, мм	v, м/с	R, кг/м2	R·l	ξ		Z, кг/м2	R·l+ Z, кг/ м2
1	316	6	150	5	0,241	1,446	0,25	1,53	0,383	1,829
2	316	3	150	5	0,241	0,723	0,25	1,53	0,383	1,106
3	630	3	211	5	0,159	0,477	0	1,53	0	0,477
4	158	3	106	5	0,378	1,134	0,25	1,53	0,383	1,517
5	788	3	236	5	0,139	0,417	0	1,53	0	0,417
6	158	3	106	5	0,378	1,134	0,25	1,53	0,383	1,517
7	946	3	259	5	0,116	0,348	0	1,53	0	0,348
8	316	3	150	5	0,241	0,723	0,25	1,53	0,383	1,106
9	1361	3	310	5	0,108	0,324	0	1,53	0	0,324
10	315	3	149	5	0,238	0,714	0,25	1,53	0,383	1,097
11	1576	7	334	5	0,088	0,616	0,25	1,53	0,383	0,999
12	756	3	231	5	0,135	0,405	0,25	1,53	0,383	0,788
13	2332	5	406	5	0,063	0,315	0	1,53	0	0,315
1	316	6	150	5	0,241	1,446	0,25	1,53	0,383	1,829
2	316	3	150	5	0,241	0,723	0,25	1,53	0,383	1,106
3	630	3	211	5	0,159	0,477	0	1,53	0	0,477
4	158	3	106	5	0,378	1,134	0,25	1,53	0,383	1,517
5	788	3	236	5	0,139	0,417	0	1,53	0	0,417
6	158	3	106	5	0,378	1,134	0,25	1,53	0,383	1,517
7	946	3	259	5	0,116	0,348	0	1,53	0	0,348
8	316	3	150	5	0,241	0,723	0,25	1,53	0,383	1,106
9	1361	3	310	5	0,108	0,324	0	1,53	0	0,324
10	315	3	149	5	0,238	0,714	0,25	1,53	0,383	1,097
14	1576	2	334	5	0,088	0,176	0,25	1,53	0,383	0,559
15	3908	10	526	5	0,050	0,500	0,103	1,53	0,158	0,658
					Сопротивление фильтра				150	22,787
									Всего	172,787

Все вычисления сводим в таблицу аэродинамического расчёта.

 

 

 

 

4 Проектная  часть

4.1 Обоснованный  выбор вентиляционного оборудования

Системы вентиляции могут быть децентрализованными  и централизованными. При централизованной вентиляции для однородных потребителей всего здания или объекта в целом предусматривают одну единую систему. В этом случае число систем определяют не территориальными и конструктивными соображениями, а технологическими, пожарными и гидравлическими условиями.

Достоинства централизованных систем:

- надежность и бесперебойность работы вентиляционных систем;

- сосредоточение всех опасных выбросов в одном месте и устройство одной выбросной трубы;

- более целесообразное использование площадей;

- размещение вентиляционного оборудования вне основного здания позволяет полностью исключить или значительно упростить устройство для борьбы с аэродинамическим шумом, создаваемым вентиляторами.

К недостаткам  централизованных систем, кроме дополнительных затрат на устройство вентиляционных магистральных каналов большой  протяженности и повышенного  расхода электроэнергии на передвижение воздуха, в них следует отнести  увеличенные потери тепла и воздуха  для приточной и подсос для  вытяжной вентиляции.

Выбор вентилятора

Вентилятор  это механическое устройство, предназначенное  для перемещения воздуха по воздуховодам систем кондиционирования и вентиляции, это главная деталь вентиляционной системы. А также служит для подачи воздуха в помещение либо отсоса из помещения, и создающее необходимый перепад давлений.

Основные  параметры, по которым выбирается вентилятор для каждой системы - это производительность (т.е.количество воздуха, прокачиваемого вентилятором за час), полное давление (т. е. возможность вентилятора переместить воздух на нужное расстояние, преодолев сопротивление фильтра, воздуховодов, решёток), габариты и уровень шума.

По  конструкции вентиляторы делятся  на осевые (обычные бытовые вентиляторы) и радиальные (пустотелый цилиндр  с установленными на нём параллельно  оси вращения лопатками). У осевых вентиляторов - хорошая производительность, но низкое полное давление, поэтому  в системах вентиляции с сетью  воздуховодов используются радиальные вентиляторы.

Осевой вентилятор: 1 - обечайка; 2 - втулка; 3 - лопасти; 4 - электродвигатель; 5 - направление потока воздуха.	Радиальный вентилятор: 1 - лопастное колесо; 2 - спиральный корпус; 3 - входное отверстие; 4 - выходное отверстие.

Крышные вентиляторы являются разновидностью обычных вентиляторов. Они монтируются непосредственно на крыше здания, долговечны и стойки к атмосферным воздействиям. Обычно они выполняются из высококачественной стали с эпоксидным коррозоионностойким покрытием, либо гальванизированной. Существуют крышные вентиляторы как для систем общей вентиляции, так и специальные жаропрочные вентиляторы для высокотемпературных систем (вытяжки для камина или газового котла).

Вентиляторы подбирают по аэродинамической характеристике, показывающей зависимость между  производительностью, давлением, частотой вращения, мощностью и КПД вентилятора. При подборе вентилятора необходимо руководствоваться следующим: зона рабочих режимов вентилятора должна находиться в зоне максимальной эффективности вентилятора и быть за пределами срывного режима вентилятора.

Исходя  из расчётов производительность вентилятора  составляет не менее 3908 м³/ч и пропускная способность фильтра такая же. Напор вентилятора должен быть таким, чтобы преодолеть общее сопротивление сети, т.е. 172,787 м³/ч. Исходя из этого выбираем вентилятор (Приложение 4 и Приложение 5). Это может быть вентилятор ВР-86-77-4 типоразмера АИР100L2.

Выбор фильтра.

Правильная  организация системы вентиляции на предприятии очень важна с  точки зрения охраны труда и сохранения экологии. Качество вентиляции рабочих  мест, состояние вентиляционной системы  и правильный выбор способов фильтрации воздуха являются важнейшими аспектами  организации труда. Системы промвентиляции оснащаются несколькими видами фильтров.

Механические фильтры устанавливаются в системе вентиляции для очистки воздуха от крупных частиц. В производственных условиях это могут быть различные виды пыли, масляный туман, дым от пайки и точечной сварки, а также мелкие взвешенные опилки. Размер частиц, задерживаемых этими фильтрами, составляет от 200 до 0, 3 микрона. Механические фильтры нуждаются в частой и очень тщательной очистке.

Электростатические фильтры пользуются широкой популярностью благодаря способности улавливать частицы размером от 1 до 0,1 микрона. Эффективность очистки составляет около 94%. Этот тип фильтров очищает воздух не только от мелких частиц, но и от микробов и бактерий, которые погибают в его электростатическом поле. А при механической фильтрации микроорганизмы накапливаются на фильтре и могут стать причиной микробного загрязнения самой вентиляционной системы.

Пылеуловители (сухие циклоны) с механическим способом фильтрации используются для улавливания средних и крупных частиц сухой пыли, рассеянных в воздухе. Размер улавливаемых ими частиц превышает 10 микрон.

Кассетные фильтры представляют собой воздушные фильтры с системой самоочистки фильтрующих элементов. Эффективность составляет около 99% при диапазоне размеров улавливаемых частиц от 200 до 0,05 микрона. Плюсы этого вида фильтров в вентиляционной системе промышленных предприятий являются низкие эксплуатационные затраты и возможность построения фильтра с высокой производительностью с минимальной потерей давления воздушного потока в системе воздуховодов.

Так как  в воздухе рабочей зоны присутствуют радиоактивные газы, то необходимо выбрать фильтр, который обеспечивал  бы высокую эффективность очистки. Таким образом, наиболее целесообразно  применить фильтр аэрозольный ФАС-3500-Д (Приложение 6).

 

4.2 Монтаж и  эксплуатация вентиляционной системы

Монтаж  систем вентиляции является одним из самых важных этапов комплекса строительно-монтажных  работ. От того, насколько правильно  и точно произведен монтаж систем вентиляции, зависят не только технические  характеристики работы систем, заявленные в проектной документации, но и  последующие условия комфортного  пребывания людей в помещении. Процесс  монтажа это цепь технологических  операций, выполняемых в определенной последовательности. Все мероприятия по производству монтажных и пусконаладочных работ производятся строго согласно СНиП и другими нормативными документами. Только соблюдение последовательности и технологии может гарантировать надежность смонтированных систем вентиляции.

Монтаж  систем вентиляции включает в себя установку воздухораспределительной сети с использованием жестких или  гибких воздуховодов, распределителей  воздуха и фасонных изделий (переходники, тройники). Функцию равномерного распределения  воздуха выполняют диффузоры  и декоративные решетки - круглые, прямоугольные, настенные, потолочные. Основной причиной неэффективной работы и выхода из строя вентиляционного оборудования становятся ошибки монтажа именно на этих участках.

Надежность  систем вентиляции и кондиционирования  воздуха, их долговечность и эффективность  обеспечиваются системой проекта производственных работ (ППР). Система ППР включает межремонтное обслуживание и периодические плановые ремонтные операции: осмотр, чистку, ремонт (текущий и капитальный), испытания оборудования.

Плановое  межремонтное обслуживание выполняется  дежурными слесарями в течение  рабочей смены. Оно включает: пуск, регулирование и выключение установок; надзор за работой оборудования; контроль за соответствием параметров воздушной  среды и температурой приточного воздуха; устранение мелких дефектов и  выявление других неисправностей в оборудовании,

Периодические плановые осмотры вентиляционных устройств  производятся по графику слесарями-ремонтниками. При осмотрах определяют техническое состояние систем вентиляции и кондиционирования воздуха, выявляют дефекты, подлежащие устранению при очередном ремонте, производят частичную очистку и смазку отдельных деталей и узлов.

Периодическая чистка всех систем вентиляции и кондиционирования  воздуха осуществляется дежурными  слесарями или слесарями-ремонтниками по графику ППР. Чистка систем производится в соответствии с рабочей инструкцией, в которой указывается место и время выполнения работы (предпочтительно в нерабочее время), порядок разборки и сборки элементов, методы выполнения работ, рекомендации по использованию механизмов, приспособлений, инструмента.