工業(yè)通風(fēng)第二章

第二章控制工業(yè)有害物的通風(fēng)方法1把局部地點或整個房間的污濁空氣經(jīng)處理后排至室外，把新鮮的或經(jīng)過處理符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的空氣送入室內(nèi)。前者稱為排風(fēng)，后者稱為送風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)：實現(xiàn)通風(fēng)所需要的設(shè)備、管道及其部件組成的整體。第二章控制工業(yè)有害物的通風(fēng)方法21房間通風(fēng)的主要方法2全面通風(fēng)（重點）主要內(nèi)容全面通風(fēng)風(fēng)量的計算全面通風(fēng)的氣流組織全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡計算全面通風(fēng)系統(tǒng)的組成3§2.1房間通風(fēng)的主要方法一.通風(fēng)方法分類通風(fēng)方法分類按通風(fēng)的動力分為按通風(fēng)系統(tǒng)作用范圍分局部通風(fēng)全面通風(fēng)事故通風(fēng)自然通風(fēng)機械通風(fēng)自然通風(fēng)特點機械通風(fēng)特點4二.自然通風(fēng)定義：依靠室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓和室內(nèi)外空氣溫度差所造成的熱壓使室內(nèi)外的空氣進行交換,從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。特點：不需動力，經(jīng)濟；但進風(fēng)不能預(yù)處理，排風(fēng)不能凈化，污染周圍環(huán)境；且通風(fēng)效果不穩(wěn)定。5三.機械通風(fēng)定義：依靠風(fēng)機動力使空氣流動進行通風(fēng)換氣的方法。特點：進風(fēng)和排風(fēng)都可進行處理，能對空氣進行加熱、冷卻、加濕、凈化處理，而且通風(fēng)參數(shù)（如通風(fēng)量）可根據(jù)要求調(diào)節(jié)，能保證通風(fēng)效果，廣泛應(yīng)用于各類廠房車間的通風(fēng)。但通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，投資費用和運行管理費用大。

6四.局部通風(fēng)局部排風(fēng)系統(tǒng)和局部送風(fēng)系統(tǒng)局部排風(fēng)：在有害物生產(chǎn)地點直接把它們捕集起來，經(jīng)過凈化處理，排至室外。這是防毒,排塵最有效的通風(fēng)方法。局部排風(fēng)系統(tǒng)所需要的風(fēng)量小，效果好，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮。1.局部排風(fēng)系統(tǒng)7局部排風(fēng)系統(tǒng)的組成8風(fēng)管：通風(fēng)系統(tǒng)中用來輸送氣體的管道。風(fēng)管通常用薄鋼板，聚氯乙烯板，混凝土、磚等材料制作。凈化設(shè)備：除去排氣中的粉塵和有害氣體。風(fēng)機：為空氣流動提供動力的設(shè)備。局部排風(fēng)罩：捕集有害物的。局部排風(fēng)系統(tǒng)的組成9局部排風(fēng)系統(tǒng)的組成10局部排風(fēng)系統(tǒng)的組成11局部排風(fēng)系統(tǒng)的組成122.局部送風(fēng)系統(tǒng)13局部送風(fēng)：向局部工作地點送風(fēng)，在局部地帶造成良好的空氣環(huán)境。主要用于局部降溫。分散式2.局部送風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)式是空氣經(jīng)集中處理后送至工作地點。局部送風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)式14系統(tǒng)式局部送風(fēng)系統(tǒng)的組成15分散式是借助軸流風(fēng)扇或噴霧風(fēng)扇,直接將室內(nèi)空氣吹向作業(yè)地帶進行循環(huán)通風(fēng)。分散式局部送風(fēng)系統(tǒng)軸流風(fēng)扇噴霧風(fēng)扇適用于氣溫不大于35℃，且非產(chǎn)塵的車間。噴霧風(fēng)扇適用于高溫、強熱輻射的工作地點。用于溫度高于35℃，輻射強度大1400W/m2，細(xì)小霧滴對生產(chǎn)工藝無影響的中、重作業(yè)16五.全面通風(fēng)全面通風(fēng)就是對整個車間進行通風(fēng)換氣，以稀釋室內(nèi)有害物濃度,消除余熱、余濕，使之符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。全面通風(fēng)所需要的風(fēng)量大大超過局部通風(fēng)。由于生產(chǎn)條件限制、有害物產(chǎn)生位置不固定等原因，不能采用局部通風(fēng)系統(tǒng)。采用局部通風(fēng)后，室內(nèi)有害物的濃度仍超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。全面通風(fēng)適用于17全面通風(fēng)的分類通風(fēng)動力自然通風(fēng)機械通風(fēng)具體實施方法全面送風(fēng)全面排風(fēng)全面送排風(fēng)全面送，局部排風(fēng)混合對有害物控制機理or氣流組織的不同稀釋通風(fēng)單向流通風(fēng)均勻流通風(fēng)置換通風(fēng)18為了使室內(nèi)產(chǎn)生的有害物盡可能不擴散到其他區(qū)域或鄰室去，可以在有害物比較集中產(chǎn)生的區(qū)域或房間采用全面機械排風(fēng)。全面機械排風(fēng)系統(tǒng)(a)在墻上裝有軸流風(fēng)機的最簡單全面排風(fēng)。(b)室內(nèi)設(shè)有排風(fēng)口，室內(nèi)空氣從專設(shè)的排氣裝置排入大氣的全面機械排風(fēng)系統(tǒng)。全面排風(fēng)19當(dāng)不希望鄰室或室外空氣滲入室內(nèi)，而又希望送入的空氣是經(jīng)過簡單過濾、加熱處理的情況下，多用全面機械送風(fēng)系統(tǒng)來沖淡室內(nèi)有害物，這時室內(nèi)處于正壓，室內(nèi)空氣通過門窗排到室外。全面機械送風(fēng)系統(tǒng)全面送風(fēng)20稀釋通風(fēng)稀釋通風(fēng)是對整個房間進行通風(fēng)換氣，用新鮮空氣把車間的有害物濃度稀釋到最高允許濃度以下。該方法所需要的全面通風(fēng)量較大，控制效果較難。21單向流通風(fēng)單向流通風(fēng)通過有組織的氣流運動，控制有害物的擴散和轉(zhuǎn)移。保證操作人員的呼吸區(qū)內(nèi)，達到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。這種方法具有通風(fēng)量較小、控制效果較好等優(yōu)點。22均勻流通風(fēng)均勻流（活塞流）通風(fēng)速度和方向完全一致的寬大氣流稱為均勻流，用它進行的通風(fēng)稱為均勻流通風(fēng)。它的工作原理是利用送風(fēng)氣流構(gòu)成的均勻流把室內(nèi)污染空氣全部壓出和置換，這種通風(fēng)方法能有效排出室內(nèi)污染空氣。23置換通風(fēng)置換通風(fēng)是通過把較低風(fēng)速的新鮮空氣送入人員工作區(qū)，利用擠壓的原理把污染空氣擠到上部空間排走的通風(fēng)方法，適用于產(chǎn)生余熱的車間。與傳統(tǒng)的稀釋通風(fēng)方式相比，它具有節(jié)能、通風(fēng)效率高等優(yōu)點。24兩種通風(fēng)方式的原理(左：稀釋通風(fēng)；右：置換通風(fēng))25兩種通風(fēng)方式的原理(左：混和通風(fēng)；右：置換通風(fēng))26排風(fēng)柜排風(fēng)量全面排風(fēng)量排風(fēng)柜送風(fēng)量全面送風(fēng)量排風(fēng)柜排風(fēng)柜用于凈化實驗室內(nèi)的空氣用于化學(xué)實驗操作的排風(fēng)柜兩類獨立的通風(fēng)系統(tǒng)27六.事故通風(fēng)事故排風(fēng)的室內(nèi)排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在有害氣體或爆炸危險物質(zhì)散發(fā)量可能最大的地點，事故排風(fēng)不設(shè)進風(fēng)系統(tǒng)補償，而且一般不進行凈化處理。事故排風(fēng)的室外排風(fēng)口不應(yīng)布置在人員經(jīng)常停留或經(jīng)常通行的地點，而且應(yīng)高出20m范圍內(nèi)最高建筑物的屋面3m以上。當(dāng)其與機械送風(fēng)系統(tǒng)進風(fēng)口的水平距離小于20m時，應(yīng)高于進風(fēng)口6m以上。事故排風(fēng)必須的排風(fēng)量應(yīng)由經(jīng)常使用的排風(fēng)系統(tǒng)和事故排風(fēng)的排風(fēng)系統(tǒng)共同保證。事故排風(fēng)的風(fēng)機應(yīng)分別在室內(nèi)、外便于操作地點設(shè)置開關(guān)。事故排風(fēng)的排風(fēng)量應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計所提供的資料通過計算確定。當(dāng)工藝設(shè)計不能提供有關(guān)計算資料時，應(yīng)該每小時不小于房間容積的12次換氣量確定。<20m>6m進風(fēng)口排風(fēng)口28§2.2全面通風(fēng)全面通風(fēng)的效果與通風(fēng)風(fēng)量大小，氣流組織形式及房間內(nèi)熱濕和有害物的產(chǎn)生量等因素有關(guān)。全面通風(fēng)風(fēng)量的計算全面通風(fēng)的氣流組織全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡計算全面通風(fēng)系統(tǒng)的組成29一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算全面通風(fēng)所需要的風(fēng)量應(yīng)能確保把車間內(nèi)的各種有害物(包括有害氣體，粉塵，余熱，余濕等)全部稀釋或排除，使室內(nèi)有害物濃度不超過國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。為了分析室內(nèi)空氣中有害物濃度y(g/m3)與通風(fēng)量L(m3/s)之間的關(guān)系，需要建立車間的全面通風(fēng)模型和全面通風(fēng)的微分方程式。30x(g/s)通風(fēng)風(fēng)量L(m3/s)有害物濃度y(g/m3)通風(fēng)風(fēng)量L(m3/s)有害物濃度y0(g/m3)房間體積Vf(m3)車間全面通風(fēng)模型一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算31全面通風(fēng)的微分方程:假設(shè)室內(nèi)空氣中有害物濃度分布均勻；送風(fēng)氣流與室內(nèi)空氣的混合是在瞬間完成；送排風(fēng)氣流是等溫的。根據(jù)“物質(zhì)平衡”原理在d

時間內(nèi)有：有害物送入量+散發(fā)量-排走量=變化量一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算32L

y0d

+xd

-

L

yd

=Vf

dy

(2-1)上式為全面通風(fēng)的基本微分方程式，它反映了在任何瞬間內(nèi)室內(nèi)空氣中有害物濃度y(g/m3)與通風(fēng)量L(m3/s)之間的關(guān)系。一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算送入量：L

y0d

(g)

散發(fā)量:xd

(g)排走量:L

yd

(g)變化量:d(Vf

y)=Vf

dy

(g)則：有害物送入量+散發(fā)量-排走量=變化量x(g/s)通風(fēng)風(fēng)量L(m3/s)有害物濃度y(g/m3)通風(fēng)風(fēng)量L(m3/s)有害物濃度y0(g/m3)房間體積Vf(m3)33全面通風(fēng)微分方程式的求解:(2-2)(2-3)一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算L

y0d

+xd

-

L

yd

=Vf

dy

(2-1)34通風(fēng)量L一定時，任意時刻室內(nèi)的有害物濃度y2:y1=0時

時(2-4)(2-5)(2-6)一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算實際上，室內(nèi)有害物濃度趨于穩(wěn)定的時間并不需要

，當(dāng)

時，exp(-3)=0.04971，可以近似認(rèn)y2為已趨于穩(wěn)定。35根據(jù)上式，室內(nèi)有害物濃度y2隨通風(fēng)時間

變化的曲線:

y1y20一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算y1=036全面通風(fēng)風(fēng)量的計算：室內(nèi)有害物濃度處于穩(wěn)定狀態(tài)時，所需要的全面通風(fēng)風(fēng)量的計算公式為：m3/s(2-7)考慮到室內(nèi)有害物分布及通風(fēng)氣流的不均勻性，需要增加一個安全系數(shù)K=3～10，則m3/s(2-8)一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算3738消除余熱風(fēng)量公式：G—全面通風(fēng)風(fēng)量，kg/s；Q—室內(nèi)余熱量，kJ/s；c—空氣的質(zhì)量比熱，c=1.01kJ/kg℃；tp—排氣溫度，℃；t0—進氣溫度，℃。kg/s(2-9)一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算39消除余濕風(fēng)量公式：G—全面通風(fēng)風(fēng)量，kg/s；W—室內(nèi)余濕量，g/s；dp—排氣含濕量，g/kg干空氣；d0—進氣含濕量，g/kg干空氣。kg/s(2-10)一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算40同時存在多種有害物時，全面通風(fēng)風(fēng)量的確定原則：(1)分別求出排除每種有害物所需要的風(fēng)量Li；(2)毒性作用相加的有害物：如苯、醇、醋酸等溶劑類蒸氣；S2O3、SO3、HF等刺激性氣體，按求和計算全面通風(fēng)的風(fēng)量L=∑Li(3)毒性無相加作用的有害物：取最大者為全面通風(fēng)的風(fēng)量L=max{Li}一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算41一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算有害物散發(fā)量無法確定時，全面通風(fēng)風(fēng)量的確定原則：按經(jīng)驗式計算：L=nVf(m3/h)n—換氣次數(shù)，(次/h)；Vf—房間體積，(m3)。（1）此法適用于有害氣體散發(fā)量無法確定的情況（2）對于鞋廠、化工、輕工等，可以用換氣次數(shù)6～12次/h估算（3）蓄電池間等房間的換氣量可按10～12次/h估算（4）如果是凈高大約3m的廠房，按12次/h估算（5）對于一個排風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量不宜過大，一般以7000m3/h合適，若大面積車間或廠房，最好分成若干較小區(qū)域(面積150～200m2)設(shè)置送排風(fēng)系統(tǒng)，過大風(fēng)量引起噪聲增加，造成運行成本的浪費（可以用玻璃墻或輕質(zhì)板材分隔）4243【例2-3】某車間同時散發(fā)幾種有機溶劑的蒸汽，它們的散發(fā)量分別為：苯2kg/h；醋酸乙脂1.2kg/h；乙醇0.5kg/h。已知該車間消除余熱所需的全面通風(fēng)量為80m3/s。求該車間所需的全面通風(fēng)量?！窘狻坑筛戒?查得三種溶劑蒸汽的容許濃度為：苯40mg/m3；醋酸乙脂300mg/m3；乙醇，未作規(guī)定，不計風(fēng)量。進風(fēng)為清潔空氣，上述三種溶劑蒸汽的濃度為零。取安全系數(shù)K＝6。按公式計算把三種溶劑的蒸汽稀釋到容許濃度所需的通風(fēng)量。

一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算44因為幾種溶劑同時散發(fā)對人體危害作用相加的蒸汽，所需風(fēng)量為各自風(fēng)量之和，即

這風(fēng)量已能滿足消除余熱的需要，故該車間所需的全面通風(fēng)量為90.01m3/s。

一、全面通風(fēng)風(fēng)量的計算45二、全面通風(fēng)的氣流組織氣流組織：合理布置送、排風(fēng)口的位置，分配風(fēng)量以及選用風(fēng)口形式。一般通風(fēng)房間的氣流組織有多種方式，設(shè)計時要根據(jù)有害物源的位置、工人操作位置、有害物性質(zhì)及濃度分布等具體情況確定。合理的氣流組織：使送入室內(nèi)的新鮮空氣以最短的路程流到工作區(qū)，使污濁空氣以最短的路程排出室外。避免有害物向工作區(qū)彌漫和二次擴散。氣流組織的一般原則：排風(fēng)口應(yīng)盡量靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域，把有害物迅速從室內(nèi)排出；送風(fēng)口應(yīng)盡量接近操作地點。清潔空氣要先經(jīng)過操作地點，再經(jīng)過污染區(qū)域排至室外，避免把有害物吹向操作區(qū)；確保在整個房間內(nèi)送風(fēng)氣流均勻分布,盡量減少渦流區(qū)。46氣流組織方式：二、全面通風(fēng)的氣流組織47氣流組織方式：二、全面通風(fēng)的氣流組織48氣流組織方式：二、全面通風(fēng)的氣流組織49二、全面通風(fēng)的氣流組織50氣流組織的比較二、全面通風(fēng)的氣流組織51（1）當(dāng)有害氣體和蒸氣密度比空氣小，或在相反情況下，但車間內(nèi)有穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部地帶排出；（2）當(dāng)有害氣體和蒸氣密度比空氣大，車間內(nèi)不會形成穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間下部地帶排出所需風(fēng)量的三分之二，上部地帶排出所需風(fēng)量的三分之一，房間上部地帶排出風(fēng)量不應(yīng)小于每小時一次換氣；（3）當(dāng)人員活動區(qū)有害氣體和空氣混合后的濃度未超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且混合后氣體的相對密度與空氣密度接近時，可只設(shè)上部或下部區(qū)域排風(fēng)。根據(jù)采暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，機械送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)方式應(yīng)符合下列要求：（1）放散熱或同時放散熱、濕和有害氣體的生產(chǎn)廠房及輔助建筑物，當(dāng)采用上部或上、下部同時全面排風(fēng)時，宜送至作業(yè)地帶；（2）放散粉塵或密度比空氣大的氣體或蒸氣，而不同時放散熱的生產(chǎn)廠房及輔助建筑，當(dāng)從下部地帶排風(fēng)時，宜送至上部地帶；（3）當(dāng)固定工作地點靠近有害物放散源，且不可能安裝有效的局部排風(fēng)裝置時，應(yīng)直接向工作地點送風(fēng)。設(shè)計規(guī)范還規(guī)定，采用全面通風(fēng)消除余熱、余濕或其它有害物質(zhì)時，應(yīng)分別從室內(nèi)溫度最高、含濕量或有害物質(zhì)濃度最大的區(qū)域排風(fēng)，并且排風(fēng)量分配應(yīng)符合下列要求：二、全面通風(fēng)的氣流組織52二、全面通風(fēng)的氣流組織在工程設(shè)計中，一般采用以下的氣流組織方式1）有害物源散發(fā)的有害氣體溫度比周圍空氣溫度高，或者車間存在上升氣流，不論有害氣體密度大小，均應(yīng)采用下送上排的方式；2）如果沒有熱氣流的影響，當(dāng)散發(fā)的有害氣體密度比空氣小，則應(yīng)采用下送上排的方式，比空氣密度大時，應(yīng)當(dāng)采用上下兩個部位同時排出的方式，并在中間部位將清潔空氣直接送到工作地帶。53三、全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡根據(jù)“物質(zhì)平衡”原理，在穩(wěn)態(tài)情況下，各種進風(fēng)量與各種排風(fēng)量應(yīng)相等，這就是室內(nèi)風(fēng)量平衡的原則。1風(fēng)量平衡Gzj

+Gjj=Gzp+Gjp機械通風(fēng)和自然通風(fēng)54不設(shè)置有組織自然通風(fēng)時室內(nèi)外壓差為零，用于無特殊要求車間室內(nèi)處于正壓狀態(tài)，適用于潔凈度要求高的車間室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，適用于產(chǎn)生污染的車間三、全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡在通風(fēng)房間出于正壓狀態(tài)時，室內(nèi)一部分空氣總會通過房間的窗戶、門洞、或不嚴(yán)密的縫隙流到室外。滲透到室外的這部分空氣量稱為無組織排風(fēng)在通風(fēng)房間出于負(fù)壓狀態(tài)時，室外一部分空氣總會通過房間的窗戶、門洞、或不嚴(yán)密的縫隙流到室內(nèi)。滲透到室內(nèi)的這部分空氣量稱為無組織進風(fēng)當(dāng)Gjj=Gjp時當(dāng)Gjj>Gjp時當(dāng)Gjj<Gjp時55三、全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡562熱量平衡要使通風(fēng)房間的溫度保持不變，必須使室內(nèi)的總得熱量等于總失熱量，保持室內(nèi)的熱平衡。即∑Qd=∑Qs三、全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡使用機械通風(fēng)，又使用再循環(huán)空氣以補償部分室內(nèi)熱損失的車間為例。57tstn∑Qf通風(fēng)排風(fēng)熱量cLptn

n循環(huán)風(fēng)的熱量cLhx

n(ts-tn)機械進風(fēng)熱量cLjjtjj

jj自然進風(fēng)熱量cLzjtw

w圍護結(jié)構(gòu)、材料失熱∑Qh熱交換器熱平衡模型三、全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡58熱平衡方程圍護結(jié)構(gòu)、材料失熱∑Qh通風(fēng)排風(fēng)熱量cLptn

n機械進風(fēng)熱量cLjjtjj

jj自然進風(fēng)熱量cLzjtw

w循環(huán)風(fēng)的熱量cLhx

n(ts-tn)設(shè)備散熱量∑Qf+++=+三、全面通風(fēng)的風(fēng)量平衡與熱平衡tstn∑Qf通風(fēng)排風(fēng)熱量cLptn

n循環(huán)風(fēng)的熱量cLhx

n(ts-tn)機械進風(fēng)熱量cLjjtjj

jj自然進風(fēng)熱量cLzjtw

w圍護結(jié)構(gòu)、材料失熱∑Qh熱交換器596061有害物散發(fā)量的計算（自學(xué)）1.生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱量生產(chǎn)車間主要散熱設(shè)備有：（1）暴露水平面活潮濕表面散發(fā)的水蒸汽量（2）蒸汽鍛錘的散熱量（3）電爐、電動機的散熱量（4）內(nèi)燃機等動力設(shè)備的散熱量（5）高溫原材料、半成品和成品冷卻時的散熱量(6)燃料燃燒時的散熱量2、散濕量（1）暴露水平面活潮濕表面散發(fā)的水蒸汽量（2）生產(chǎn)過程中散發(fā)的水蒸汽量（3）原材料、