Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Местные отсосы -- устройства для улавливания вредных и взрывоопасных газов, пыли, аэрозолей и паров непосредственно у мест их образования. Согласно СП 60.13330.2020, к местным отсосам относятся зонты, бортовые отсосы, вытяжные шкафы, кожухи-воздухоприемники и аналогичные устройства, присоединяемые к воздуховодам систем местной вытяжной вентиляции.
Главное преимущество местной вытяжной вентиляции перед общеобменной -- возможность удалять вредные вещества до их распространения по помещению. Это позволяет обеспечить нормативные параметры воздуха в рабочей зоне при расходах воздуха в 5-15 раз меньших, чем при общеобменной вентиляции.
По степени укрытия источника вредных выделений местные отсосы подразделяются на три группы:
Проектирование систем местной вытяжной вентиляции регламентируется комплексом нормативных документов. Основной действующий свод правил -- СП 60.13330.2020 (актуализированная редакция СНиП 41-01-2003) с изменениями N 1-4. Документ устанавливает общие требования к системам местных отсосов, в том числе требование п. 7.1.22 о том, что концентрация удаляемых горючих веществ в воздуховодах не должна превышать 50% НКПРП.
Методики расчёта местных отсосов основаны на работах отечественных исследователей -- В.В. Батурина, В.Н. Посохина, В.Н. Талиева, М.М. Баранова, И.Л. Виварелли. Основные расчётные методы изложены в справочнике "Отопление и вентиляция" (под ред. Павлова и Шиллера), а также в справочнике проектировщика "Вентиляция и кондиционирование воздуха" (И.Г. Староверов). Среди зарубежных источников эталонным является руководство ACGIH "Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design" (31st ed.).
Вытяжной зонт -- местный отсос в форме усечённого конуса или пирамиды, расположенный над источником вредных выделений на некотором расстоянии от него. Зонты используются для улавливания конвективных потоков тепла, влаги и вредных веществ, когда полное укрытие источника невозможно по условиям технологического процесса.
Характерная особенность зонтов -- наличие открытого пространства между источником и приемным сечением, через которое воздух помещения свободно подтекает к зонту. Из-за этого зонты требуют значительно большего расхода воздуха, чем закрытые укрытия, и чувствительны к поперечным воздушным потокам в помещении.
Размеры приёмного сечения зонта должны превышать размеры источника вредных выделений. Для определения габаритов зонта необходимо учитывать расширение конвективной струи по мере подъема от источника. Свесы зонта относительно краёв источника должны составлять:
Наиболее распространённый инженерный метод расчёта расхода воздуха для вытяжного зонта основан на обеспечении необходимой скорости всасывания в рабочем сечении зонта:
где: L -- расход удаляемого воздуха, м3/ч; Fз -- площадь приёмного сечения зонта, м2; vвс -- средняя скорость всасывания в приёмном сечении зонта, м/с.
Рекомендуемая скорость всасывания vвс зависит от характера вредных выделений:
При расчёте зонта, установленного над тепловым оборудованием, расход часто определяют по скорости воздуха в боковых и фронтальных плоскостях между краями зонта и оборудования:
где: Fпр -- суммарная площадь открытых проёмов между зонтом и оборудованием, м2 (стороны, примыкающие к стенам, не учитываются); vпр -- рекомендуемая скорость в проёме, м/с.
Для источников со значительным тепловыделением расход воздуха определяется с учётом мощности конвективной струи:
где: L -- расход воздуха в конвективной струе на уровне зонта, м3/с; k -- коэффициент, зависящий от формы источника (k = 0,063 для круглого, k = 0,08 для прямоугольного); Qк -- полный конвективный тепловой поток от источника, кВт; h -- расстояние от источника до приёмного сечения зонта, м; a -- виртуальное начало конвективной струи (для плоских источников a ≈ 2√F, где F -- площадь источника).
Бортовые отсосы -- устройства открытого типа, предназначенные для удаления вредных выделений от поверхности растворов в промышленных ваннах. Принцип действия основан на создании мощной горизонтальной воздушной струи над зеркалом ванны, которая увлекает восходящие испарения к щелевому воздухоприёмнику.
Бортовые отсосы широко применяются в гальванических цехах, травильных отделениях, химических производствах -- везде, где используются ванны с горячими или агрессивными растворами.
При высоком стоянии уровня раствора (расстояние H от поверхности раствора до верхнего края борта ванны составляет 80-150 мм) применяют простые бортовые отсосы с вертикальной щелью. При более низком стоянии (H = 150-300 мм и более) значительно меньшего расхода воздуха требуют опрокинутые бортовые отсосы, у которых щели расположены горизонтально в плоскости, параллельной зеркалу ванны.
Ширина всасывающей щели b определяется шириной ванны B и типом отсоса. Рекомендуемые значения:
Расход воздуха бортового отсоса определяется с учетом ряда факторов: ширины и длины ванны, температуры раствора, высоты уровня раствора, подвижности воздуха в помещении, токсичности выделений. Общая расчётная формула (по методу Проектпромвентиляции):
где: L -- расход воздуха, удаляемого бортовым отсосом, м3/ч; q -- удельный расход воздуха на 1 м длины ванны, м3/(ч·м), определяемый по графикам в зависимости от ширины ванны B и высоты допустимого подъема вредных выделений h; l -- длина ванны, м; KH -- поправка на расстояние от поверхности раствора до борта ванны; Kv -- поправка на подвижность воздуха в помещении (зависит от vпом и Δt = tв - tпом); KПДК -- коэффициент токсичности (для ванн с особо токсичными растворами KПДК = 1,5-2,0); K1 -- коэффициент, учитывающий барботаж (при наличии K1 = 1,0; без барботажа K1 = 1,2); K2 -- коэффициент укрытия поверхности поплавками (без поплавков K2 = 1,0; с поплавками K2 = 0,75).
При ширине ванны более 1,5 м применяется бортовой отсос с передувкой (активный отсос). Расход воздуха на сдув определяется по формуле:
где: Lсд -- расход воздуха на передувку, м3/ч; K -- коэффициент, зависящий от температуры раствора (K = 100-200 при t = 40-90 °C); B -- ширина зеркала ванны, м; l -- длина зеркала ванны, м.
Расход воздуха на отсос: Lотс = Lсд + расход присоединённого к струе воздуха.
Кольцевой отсос -- щелевой воздухоприемник, расположенный по периметру круглой ванны, печи или иного источника цилиндрической формы. Применяется для круглых закалочных ванн, шахтных печей и аналогичного оборудования.
Расчёт кольцевых отсосов выполняется по методу ЛИОТ (проф. В.П. Титов). Расход воздуха, удаляемого кольцевым отсосом, определяется через расход в конвективной струе над источником:
где: Lконв -- объёмный расход воздуха в конвективном потоке на уровне щели отсоса, м3/ч; Lотс/Lконв -- относительный расход, определяемый по графикам в зависимости от безразмерных параметров H/D и y/D; H -- расстояние от щели отсоса до зеркала раствора, м; D -- диаметр зеркала ванны, м; y -- допустимая высота подъема спектра вредных выделений, м.
При относительной неравномерности всасывания по длине щели более 20% необходимо увеличивать расчётный расход на 20%. Если кольцевой отсос выполнен незамкнутым (из одного-двух элементов), угол охвата должен составлять не менее 270 градусов -- в этом случае дополнительные поправки не вводятся.
Скорость всасывания (capture velocity) -- скорость воздушного потока в точке образования вредных выделений, необходимая для улавливания и транспортирования вредностей к приёмному отверстию местного отсоса. Ниже приведена таблица рекомендуемых скоростей по руководству ACGIH IVM и отечественным нормативам.
Решение:
1. Определяем размеры зонта с учётом свесов: Aз = 0,9 + 2 · 0,15 = 1,2 м; Bз = 0,8 + 0,15 = 0,95 м (одна сторона у стены).
2. Площадь открытых проёмов (три стороны):
Высота проёма: hпр = √((0,15)2 + (1,0)2) ≈ 1,01 м
Fпр = 2 · 0,95 · 1,01 + 1,2 · 1,01 = 1,92 + 1,21 = 3,13 м2
3. Принимаем скорость в проёме vпр = 0,5 м/с (электроплита).
4. Расход воздуха: L = 3600 · 3,13 · 0,5 = 5634 м3/ч
Если бы зонт примыкал к стенам с двух сторон (угол), расход был бы: L = 3600 · (0,95 · 1,01 + 1,2 · 1,01) · 0,5 = 3913 м3/ч -- на 30% меньше.
1. Тип отсоса: ширина ванны B = 800 мм -- двухбортовой простой.
2. По графикам для простого двухбортового отсоса при B = 800 мм и h = 40 мм: q ≈ 600 м3/(ч·м).
3. Δt = 55 - 18 = 37 °C. Коэффициент Kv ≈ 1,4 (по графику при vпом = 0,3 м/с и Δt = 37 °C).
4. KH ≈ 1,0 (при H = 100 мм для простого отсоса).
5. KПДК = 1,75 (хромовый ангидрид, 1 класс опасности).
6. K1 = 1,0 (барботаж присутствует); K2 = 1,0 (без поплавков).
7. Расход: L = 600 · 1,0 · 1,0 · 1,4 · 1,75 · 1,0 · 1,0 = 1470 м3/ч
Вытяжной зонт -- полуоткрытый местный отсос, расположенный над источником на некотором расстоянии. Между зонтом и источником имеется открытое пространство, через которое свободно подтекает воздух помещения. Вытяжной шкаф -- закрытый (или полузакрытый) отсос, в котором источник вредных выделений практически полностью заключён внутри короба с рабочим проёмом. Шкаф значительно эффективнее зонта по улавливанию вредностей и требует меньшего расхода воздуха (в 2-5 раз), однако не всегда применим из-за ограничений технологического процесса.
Бортовые отсосы применяют для удаления вредностей от промышленных ванн, когда зонт невозможен или нерационален: необходим свободный доступ к ванне сверху (погружение/извлечение деталей краном), источник выделений -- горизонтальная поверхность жидкости (не конвективный поток), или когда зонт потребовал бы чрезмерно большого расхода воздуха. Бортовые отсосы создают горизонтальную воздушную завесу над зеркалом ванны, не препятствуя технологическим операциям.
Бортовой отсос с передувкой (активный) -- это однобортовой отсос, дополненный приточной щелью на противоположной стороне ванны. Приточная щель создаёт плоскую струю, которая "сдувает" испарения с поверхности раствора к вытяжной щели. Применяется при ширине ванны более 1,5 м, когда обычные двухбортовые отсосы уже не обеспечивают эффективного улавливания. Расход воздуха на сдув определяется отдельным расчётом; суммарный расход на отсос равен расходу сдува плюс воздух, присоединившийся к струе на пути к щели.
Подвижность воздуха в помещении -- один из ключевых факторов, влияющих на эффективность местных отсосов. Поперечные потоки воздуха могут отклонять конвективную струю от приёмного сечения зонта или "сдувать" защитную завесу бортового отсоса. При скорости воздуха в помещении vпом > 0,4 м/с расход бортовых отсосов может возрасти в 1,5-2 раза. Рекомендуется располагать ванны и источники вредных выделений в зонах с минимальной подвижностью воздуха, удалённых от ворот, проёмов, приточных решёток.
При низком уровне раствора в ванне (расстояние H от поверхности раствора до борта более 150 мм) простой бортовой отсос с вертикальной щелью теряет эффективность, так как горизонтальная воздушная завеса формируется выше зеркала раствора. Опрокинутый отсос имеет щель, расположенную горизонтально (параллельно зеркалу ванны), что позволяет "прижать" поток испарений к поверхности раствора. В результате при одинаковых условиях опрокинутый отсос требует на 25-40% меньшего расхода воздуха по сравнению с простым.
Общие требования к устройствам для улавливания вредных веществ устанавливает ГОСТ 12.4.021-75 "Системы вентиляционные. Общие требования". Определение местного отсоса, требования к системам местных отсосов и ограничения по концентрации горючих веществ в воздуховодах содержатся в СП 60.13330.2020 (с изменениями N 1-4). Конкретные методики расчёта расходов воздуха для зонтов, бортовых и кольцевых отсосов содержатся в справочной литературе (Посохин, Батурин, Староверов) и руководстве ACGIH IVM.
Основные способы снижения расхода: применение поплавков (шариков) на поверхности горячих ванн (снижение на 25%); переход с простого на опрокинутый отсос при низком уровне раствора; поддержание высокого уровня раствора (H ≤ 80 мм); исключение сквозняков в зоне ванн; снижение температуры раствора, если это допустимо технологически; применение крышек или экранов на ваннах в период простоя.
Кольцевые отсосы применяются для круглых ванн (закалочных, промывочных), шахтных печей и другого оборудования цилиндрической формы. Щелевой воздухоприемник располагается по всему периметру источника, обеспечивая равномерное улавливание вредных выделений со всех сторон. Существуют три основных типа: обычный (с вертикальной щелью), заглубленный и с экраном. Заглубленные и экранированные конструкции обеспечивают улавливание при меньших расходах воздуха.
Скорость воздуха в воздуховодах систем местных отсосов должна обеспечивать транспортирование уловленных частиц без их осаждения в воздуховодах. Для паров и газов (без аэрозолей) минимальная скорость составляет 6-8 м/с. Для аэрозолей (туманы кислот, щелочей) -- 8-12 м/с. Для пылевоздушных смесей -- 15-20 м/с в зависимости от плотности и дисперсности частиц. Конкретные значения определяются справочными данными для каждого типа транспортируемого загрязнителя.
Да, установка регулирующих заслонок (шиберов) на ответвлениях к каждому бортовому отсосу обязательна. Заслонки необходимы для пусконаладочных работ -- балансировки расходов воздуха по проектным значениям, а также для отключения отсосов от неработающих ванн. Без возможности индивидуального регулирования невозможно обеспечить расчётные расходы воздуха на каждом отсосе при работе общей вытяжной системы.
Данная статья носит исключительно информационно-справочный характер и не является проектной документацией, техническим заданием или руководством по проектированию систем вентиляции. Приведённые формулы, коэффициенты и рекомендации являются справочными и могут не учитывать все факторы конкретного производственного объекта.
При проектировании систем местной вытяжной вентиляции необходимо руководствоваться действующими нормативными документами (СП, ГОСТ, СанПиН), учитывать конкретные условия размещения оборудования и выполнять полный инженерный расчёт с привлечением квалифицированных специалистов. Автор и редакция не несут ответственности за последствия применения изложенной информации без надлежащей инженерной проработки и проверки по первоисточникам.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.