摘 要:工業廠房種類豐富,結構相對復雜,廠房通風降溫工藝特點存在較大差異,所以各個類型的車間也產生了不同的通風系統。在工業通風系統中通風管道是主要內容,對其科學設計不僅可以合理分配風量,還可以合理確定通風管道的布置和尺寸。只有全面了解通風管道設計存在的問題,找出解決措施,才能提高通風系統應用水平,最大程度節省投入成本。

近些年來,工業經濟的快速發展相應增強了企業的生產能力,在技術改造過程中,直接影響了廠房內空氣質量,使操作人員感到不適,進一步降低了生產水平,因此,迫切需要研究怎樣優化廠房內部環境,而科學設計通風管道,可以驅散廠房內大量余熱、有害氣體等,從而提高室內的空氣質量。所以,結合實際情況,提出了解決通風管道設計問題的措施。
1 工業廠房通風管道設計與應用大部分廠房由于具有不同的使用功能,占地面積、柱間跨度和廠房高度相對較大,廠房內部存在復雜的工藝設備和平臺分布,同時擁有大量采光窗和工業門窗,如果廠房今后進行改建,設計通風管道時必須全面考慮各種因素,保證通風設置的合理性。當前普通廠房對自然通風優先考慮,當自然通風無法達到要求時需要設計通風管道,針對復雜工藝設備和管道的單層廠房,通常利用屋頂式排風機排風,側墻開進風百葉自然進風或設計屋頂進風機進風;谕L機設置在屋頂的方式,雖然可達到通風換氣的目的,但無法有效改善車間內部的空氣質量。此外,將通風機設置在屋頂時應避免發生短路現象。如果發生屋頂漏水問題,不僅要在土建施工中進行防水處理,還要在屋頂設計風機時安裝擋雨設備。
廠房內部具有很多工藝設備和管道,加之給排水管道和電氣的橋架,往往形成相對復雜的管路,但是通風管道尺寸相對偏大,管路需要較大的占地空間,因此廠房通風降溫的通風機設計的通風管道相對較短,如此有效消除了通風機之間的干擾。在設計通風管道時需結合廠房不同應用功能科學設定通風換氣的次數,對于一些時常要開啟較多門窗的廠房,必須仔細檢查門窗漏風量影響通風的情況。

2 工業廠房通風管道設計應注意的問題廠房一般利用土建的梁對防煙區域進行劃分,考慮到通風管道尺寸偏大,需要占用大量的空間,如果分開設置會浪費很多空間,因此通常利用通風聯合防排煙系統,但廠房一般是一套系統與多個防煙區域融合,如此一來通風兼具防排煙系統對控制電氣的要求更高,相應增加了控制難度。對于沒有設置通風兼排煙風機的應盡量選擇耐高溫的風機,根據規定要求,做好防火防煙工作。對車間的潔凈要求或有害氣體超標的部分,結合國家部門提出的環境污染要求,科學設計除塵凈化,通常開展全新風送風,處理回風后向室外排放,此時整體考慮除塵與通風的風量,科學設計送排風量,減少有害物污染室內環境,確?臻g通風達到潔凈的要求。
本文以某工業廠房廠房通風降溫為例,在設計通風管道時,首先標記各個管道,標出管道長度和排風點的位置,如圖 1 所示。確定最不利的環路,再結合各個管路的風量和設計流速,明確最不利環路的各管段斷面尺寸和單位摩擦阻力。結合管道的最小風速,考慮到管道漏風情況,計算管道局部摩擦阻力,如表 1 所示。

圖 1 通風系統2.1 通風系統劃分當廠房車間內產生不同的送風需求,或車間面積相對較大,產生很多的送排風點,為了提高管理運行水平,一般設計多個送排風系統。通常包括風機、管道和設備。劃分原則包括:①具有相同的處理空氣要求和室內參數的,可以劃定為一個系統;②具有相同的生產程序、運行班次和時間的,可以劃定為一個系統;③獨立設置排風系統的情況;④劃分除塵系統滿足不同的溫濕度,混合后極有可能造成管道內結露,應分別設計系統;⑤如果風機周圍出現較大排風量的排風點,最好與遠處排風量小的排風點共同設計一個系統,設置該排風點后提高了系統的總阻力。劃分系統的基本原則:車間排風點之間的距離不大,綜合考慮經濟效益,應設計一個通風系統。
管道斷面形狀的選擇管道斷面包括兩種,即圓形和矩形。二者比較,當斷面面積積相同時圓形的阻力小、材料省、強度大;當圓形風管直徑相對較小時,制造更容易,便于保溫。但是圓形管件增加了放樣和制作難度;在布置過程中難以有效配合建筑和結構,影響了布置的美觀度。當管道產生較高流速時,相應減小了直徑,所以選擇圓形管道。
2.2.2 廠房通風降溫的管道材料一般管道材料包括薄鋼板、耐熱耐磨合金鋼、礦渣石膏板、磚和混凝土等。在含塵氣體和粉塵溫度偏低的位置,管道材料僅需耐磨損,使用普通鋼管即可。在金屬熔化爐附近,考慮內部溫度達到 500 ℃,所以選擇的材料應耐高溫,由于包含粉塵所以應保持耐磨性,進一步選擇高硬度且耐磨的材料。根據這部分要求,采用耐磨耐熱的合金鋼。
2.3 科學布局通風管道在布置局部通風管道時要綜合考慮通風系統的整體設置,密切聯系其他專業,不僅要保證協調性,還要與各項規定相符。如果通風管道出現大量排風點,則選擇大斷面的集合管與各個支管直接聯系;布局通風管道時應盡可能保持順直,進一步防止局部管件出現復雜的設計;氣體在輸送過程中含有液滴,將通風管道設置成坡度,并將水封管安裝在通風管道的低處,從而更好地消除積液;在通風管道上安裝調節與測量設備,從而對運行中的系統進行有效控制。
2.4 保證通風管道的溫度平衡通風管道對空氣運輸時,相應消耗大量的熱量與冷量,注意維持空氣溫度的平衡,這就要求采取保溫手段處理通風管道。通風管道的保溫結構一般包括 3 個部分,即保溫層、防潮層和保護層。其中保溫層是通風管道的核心保溫部分,防潮層的作用是避免水或蒸汽與保溫材料接觸,保護層是避免損壞保溫層和防潮層。

2.5 廠房通風降溫的通風系統的進排風口在工業通風過程中,在室外空氣清潔區設置進風口,同時注意選擇在排風口上風向設置,高度明顯比排風口低,同時防止排風口與進風口發生短路問題。排出新污染源的氣筒一般不能低于 15 m。針對污染物相同的 2 個排氣筒,如果間距明顯比幾何高度之和小,可以將配氣筒等效合并為 1個。排風口通常排出包含毒害物質的空氣,應借助大氣有效稀釋和擴散,此時在氣流的正負壓區上設置排風口,禁止設置風帽,從而阻止通風管道內進入雨水。
2.6 做好防火與防爆工作當設計通風系統存在火災與爆炸危險時,不僅需風量達到標準,還要設置檢測可燃物和爆炸物濃度的設施,選擇防爆風機,安裝防爆門,同時在通風管道內避免產生積聚可燃物與爆炸物的死角。
3 結束語綜上所述,工業廠房通常室內空間相對較大,內部的污染源類型復雜,一般是集中分布處理,需要具有專業化的送排風系統。因此,在設計廠房通風降溫管道時,必須整體考慮,避免發生通風管道的設計問題。所以,科學設計通風管道,不僅要達到通風目標還盡可能壓縮成本,這也是廠房通風降溫需要考慮的問題。
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