Вентиляция производственных помещений

Эффективная вентиляция производственных помещений обеспечивает безопасный микроклимат, защищает здоровье сотрудников, предотвращает аварии на предприятии. Она удаляет опасные вещества из воздуха, снижает концентрацию пыли, аэрозолей до нормативных значений, а также поддерживает оптимальный уровень кислорода, температуры. Без правильно спроектированной вентиляции повышается риск профессиональных заболеваний, коррозии оборудования, аварий, связанных с взрыво- и пожароопасными материалами.

Производственная вентиляция что это и зачем она нужна

Практически все технологические процессы разных производств связаны с выделением загрязняющих веществ — твердых частиц, паров, туманов, жидких аэрозолей, газов, — непосредственно в рабочую зону, а затем — в атмосферу.

Вентиляция производственных помещений — это система, которая обеспечивает непрерывное удаление вредных веществ из рабочей зоны, поддержание безопасного качества воздуха. Она:

• предотвращает распространение опасных аэрозолей, токсичных газов, взрывоопасной пыли;
• минимизирует воздействие на работников;
• позволяет соблюдать требования охраны труда.

Современные системы приточно-вытяжной вентиляции производственных помещений позволяют интегрировать автоматический контроль температуры, влажности и скорости воздушного потока, что повышает эффективность технологических процессов, снижает энергозатраты предприятия.

  

Основные цели вентиляции промышленных помещений

Это оборудование в производственных помещениях должно удалять отработанный воздух, эффективно очищать его (фильтрация) и возвращать обратно уже очищенный (рециркуляция).

Основная цель приточно-вытяжной вентиляции производственных помещений — обеспечение постоянного присутствия чистого воздушного потока — без примесей, запахов, вредных веществ.

Дополнительно вентиляция на производстве решает следующие задачи:

• Снижение концентрации токсичных, канцерогенных веществ до безопасных ПДК.
• Предотвращение распространения микрочастиц, способных вызвать заболевания дыхательных путей, кожи.
• Обеспечение стабильного микроклимата, что повышает производительность работников, уменьшает количество ошибок на производстве.
• Защита технологического оборудования от коррозии, отложений пыли, преждевременного износа.

Влияние на здоровье работников

Производственная пыль, аэрозоли, газы представляют опасность для здоровья, безопасности человека, что обусловлено токсичностью, концентрацией веществ, а также продолжительностью их воздействия.

Среди веществ, пыль которых опасна для человека, особое место занимают металлы. Причем наиболее опасны они, когда происходит возгонка паров.

Загрязнение воздуха может привести к преждевременному износу, повреждению и выходу из строя технологического оборудования. В случае превышения допустимых концентраций горючих взрывоопасных компонентов высока вероятность возникновения пожаров, взрывов в производственных цехах.

Дополнительно:

1. Длительное вдыхание производственной пыли может вызвать хронические заболевания, аллергические реакции, интоксикации.
2. Газы и пары химических веществ при превышении ПДК способны вызывать острые отравления, поражения ЦНС.
3. Эффективное воздухоочищение снижает риски несчастных случаев, связанных с взрыво- и пожароопасными веществами, путем контроля концентрации легковоспламеняющихся аэрозолей.
4. Поддержание нормального воздухообмена предотвращает накопление тепловой энергии и влажности, что снижает риск перегрева, повышенной усталости персонала.

Классификация производственной вентиляции: типы и особенности

Система очистки воздуха может быть классифицирована по нескольким признакам:

1. по способу подачи, удаления воздуха — местная (локальная) и общеобменная;
2. по конструкции — стационарные и мобильные установки;
3. по функциональности — фильтровентиляционные, аспирационные системы, рециркуляционные установки;
4. по области применения — для отдельных рабочих мест или для всего цеха.

Выбор конкретного вида промышленной вентиляции определяется особенностями технологического процесса, свойствами удаляемых веществ, количеством рабочих мест и планировкой помещения.

  

Обзор основных типов вентиляции производственных помещений

Основные виды вентиляции, применяемые на промышленных предприятиях:

1. Местная (локальная) вытяжная — удаляет загрязненный воздух непосредственно у источника выброса.
2. Общеобменная — обеспечивает циркуляцию, обновление воздуха в помещении в целом.
3. Аспирационные системы — работают на участках с наибольшим пылевыделением, эффективно удаляют твердые частицы, предотвращают их распространение.

Современное оборудование может быть интегрировано с автоматическими датчиками качества воздуха, что позволяет быстро регулировать скорость воздухообмена, включение локальных вытяжек, минимизируя риск превышения ПДК вредных веществ.

Местная вытяжная вентиляция: особенности и применение

Станки для механической обработки металла (фрезерные, токарные, шлифовальные, заточные, а также сварочные посты, столы для резки металла) оборудуются установками местной вытяжной вентиляции — вытяжным устройством, фильтром — для удаления мелких частиц и вредных паро- и газообразных веществ непосредственно от мест их образования.

Важное условие технологических процессов, при которых происходит выброс в воздух мелких твердых частиц или пыли, — это его 
очистка системами фильтрации:

• для одиночных или непостоянных рабочих мест — передвижные фильтровентиляционные установки со встроенными вытяжными устройствами;
• для стационарных одного или нескольких рабочих мест — навесные механические фильтры со встроенным вытяжным устройством, либо несколькими вытяжными устройствами, объединенные единой сетью воздуховодов, соединенных с фильтром;
• для сложных помещений (с ограниченным свободным пространством, низкими потолками, узкими проемами) — фильтры с модульной конструкцией;
• при отсутствии места установки фильтра внутри промышленного здания — утепленное зимнее исполнение, установка фильтра на улице (до определенных производителем максимальных/минимальных значений температуры);
• для сварочных работ на крупногабаритных изделиях — вентиляционные системы на основе принципа поддержания организованной циркуляции воздуха;
• для станков, оборудования, использующего СОЖ — фильтровентиляционные агрегаты для эффективного удаления масляных дымов, туманов;
• для увеличения производительности фильтров очистки воздуха — фильтры с модульной конструкцией;
• для экономии пространства, удобств, эффективности использования — технологическое оборудование со встроенной системой вентиляции — сварочные, сварочно-зачистные столы, вытяжные столы для резки металла.

Помимо перечисленных вариантов, в зависимости от типа пыли, размера частиц, способа фильтрации, могут применяться 
электростатические фильтры для мелкодисперсной пыли и мокрые фильтры для липких аэрозолей или масляных туманов, что обеспечивает эффективность очистки до 99,9%, предотвращает засорение воздуховодов.

Промышленные предприятия отличаются по технологии производства, планировке цехов, используемым материалам, количеству рабочих мест. При подборе вытяжной вентиляции производственных помещений важно проводить предварительный аудит производства, оценивать интенсивность пылевыделения, учитывать потенциальную коррозийную, взрывоопасную нагрузку на оборудование. Это позволяет сочетать производительность и безопасность персонала.

  

Общеобменная вентиляция: принцип работы

Этот вид производственной вентиляции обеспечивает циркуляцию воздуха во всем помещении, поддерживает общий микроклимат. Она работает по принципу притока свежего воздуха с одного конца цеха и вытяжки загрязненного воздуха с противоположного, обеспечивая равномерное обновление воздуха.

Плюсы общеобменной вентиляции для производственных помещений:

1. Снижает концентрацию вредных веществ во всем объеме помещения, а не только локально.
2. Позволяет поддерживать стабильную температуру, влажность, что важно для сохранения качества продукции, комфорта работников.
3. Может быть интегрирована с локальными вытяжками в цеху для комплексного контроля загрязненных зон.

При проектировании важно учитывать аэродинамику помещения, расположение оборудования, рабочих мест, чтобы минимизировать застойные зоны, обеспечить равномерное распределение чистого воздуха. 

Система вентиляции в производственных помещениях: проектирование и требования

Чтобы системы производственной вентиляции и аспирации отвечали принципам эффективности, безопасности, надежности и комфорта, необходимо учесть множество аспектов, пройти несколько этапов для ее разработки.

Нормативные требования к вентиляции промышленных помещений

Для расчета вентиляционной системы производственного помещения необходимо иметь:

• данные о производстве, технологических процессах;
• схемы помещения, где будет установлено оборудование, либо место его размещения на улице;
•  информацию о свойствах удаляемых вредных веществ, среды;
• технологическую схему установленного оборудования;
• расположение, тип и характеристики существующей общеобменной, местной вентиляции.

При необходимости выполнения работ по проектированию систем аспирации и вытяжной вентиляции на производстве:

• рекомендуется провести технический аудит (экспертизу) эффективности и потенциала существующих систем вентиляции, аспирации, кондиционирования воздуха;
• обязательно — предпроектное обследование производственного объекта, сбор исходных данных;
• непосредственно проектирование.

Этапы проектирования системы вентиляции на производстве

На основании полученных данных производится подбор, изготовление (поставка) оборудования.

В соответствии с проектом или с предоставленными схемами вентсистем осуществляется монтаж.

Проводятся пусконаладочные работы — ввод в эксплуатацию смонтированного оборудования, вывод оборудования на проектные режимы, обеспечение экономичной работы вентиляционного оборудования.

Сервисное обслуживание всех элементов, составляющих систему приточно-вытяжной вентиляции в цехе.

Это классическая схема ввода в эксплуатацию оборудования и комплектующих. При производственной необходимости некоторые этапы работ не выполняются:

• проектирование систем вентиляции (при наличии комплексного проекта строительства промышленного объекта или подробных схем с планировками вентсистем);
•  монтажные, пусконаладочные работы (если в штате есть компетентные сотрудники либо нанята подрядная организация).

Необходимые расчеты для подбора оборудования

Для подбора вентиляционного оборудования необходимо провести точные инженерные расчеты. Ключевые параметры расчетов:
Расчет воздухообмена: определяется объем помещения, интенсивность пылевыделения и концентрация вредных веществ.
Определение давления: учитывается сопротивление воздуховодов, фильтров, решеток, местных вытяжек. Это помогает выбрать вентиляторы с необходимой мощностью и обеспечить стабильный поток воздуха.

Расчет фильтрации, очистки: по типу пыли, размера частиц и токсичности подбираются фильтры с соответствующей степенью очистки (механическая, электростатическая, мокрая). Для взрывоопасной пыли применяются фильтры с конструктивной защитой от детонации.

Расчет рециркуляции: если воздух возвращается в помещение после очистки, учитывается эффективность фильтров, скорость смешивания с приточным воздухом и поддержание требуемой концентрации кислорода.

Энергетические расчеты: включают потребление вентиляторов, насосов и систем подогрева/охлаждения воздуха, чтобы обеспечить оптимальное энергопотребление при проектной производительности.

Все расчеты системы вентиляции на производстве должны вестись с учетом особенностей производства, интенсивности технологических процессов, расположения оборудования, чтобы обеспечить эффективность и безопасность.

Требования к вентиляции производственных помещений

Для организации в производственных зданиях надлежащих условий труда и комфортного микроклимата необходимо поддерживать концентрацию загрязняющих веществ на безопасном уровне.

Безопасность по показателям ПДК вредных веществ

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействии на человека в течение длительного времени не приводит к каким-либо болезненным изменениям в организме и неблагоприятным наследственным изменениям у потомства.

Предельно допустимые концентрации пыли, других вредных веществ представлены в СанПиН 2.1.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

Данные ПДК нужно учитывать при проектировании производственных помещений, при выполнении предписаний надзорных органов, при расчете параметров подбора вентиляционных систем.

Безопасность по показателям взрыво-, пожароопасности

Многие технологические процессы, связанные с получением или переработкой пылевидных материалов с высокой химической активностью, являются взрыво- и пожароопасными. Взрывоопасная пыль — это любой мелкодисперсный материал, который обладает способностью загораться и взрываться при смешивании с воздухом. Некоторые виды пыли в результате процессов физической, химической адсорбции в состоянии геля могут самонагреваться, самовозгораться.

Примерами взрывоопасной пыли могут служить алюминий, магний, уголь, древесная мука, табак, фенопласт, каучук синтетический, мука, сахар, углерод, химикаты, фармацевтические препараты.

По пожарной опасности пыль, в зависимости от свойств, может быть взрывоопасной в состоянии аэрозоля, либо пожароопасной в состоянии аэрогеля.

Подбор вентиляционной системы для производственных помещений всегда производится с учетом указанных требований и норм: оборудование должно быть достаточно эффективным для соблюдения норм ПДК вредных веществ, а также, в случае необходимости, снабжено взрывозащищенными элементами.

Все предприятия, на которых при производстве образуются вредные выбросы, должны соблюдать нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Это диктуется требованиями охраны труда и безопасности производства, регламентированными на законодательном уровне. Чтобы добиться нормальных значений, промышленные предприятия должны использовать специальные системы очистки воздуха.

Поэтому необходимым условием технологических процессов, при которых происходит выброс в воздух мелких твердых частиц или пыли, является очистка воздуха системами фильтрации.

Вентиляционные системы для производственных помещений выполняют следующие функции по очистке воздуха:

• улавливание вредных веществ (аэрозоль, пыль) из рабочей зоны с помощью вытяжных устройств;
• фильтрация газов от взвешенных частиц, механических примесей;
• сбор пыли в отдельные емкости (поддон-пылесборник, мешки, бочки) для удобства выгрузки и последующего удаления либо возврата в производство, дальнейшего использования.

Многообразие решений: от станка до цеха

Множественность решений по выбору той или иной системы вентиляции обусловлена такими ее общими характеристиками, как способ подачи, удаления воздуха, зона обслуживания, устройство конструкции, назначение.
Однако определяющий и решающий фактор — это характер технологического процесса, поскольку от него, а также от количества рабочих мест, свойств пыли, зависит производительность, состав, конструктивные, функциональные особенности вентиляционных систем.

Аспирация на производстве

Для определенных типов производственной пыли, образующейся от такого технологического оборудования, как дробилки, грохоты, мельницы, конвейеры, бункеры и т.д., применяются высокоэффективные аспирационные системы.

Аспирационные системы работают непосредственно на участках наибольшей запыленности.

Промышленные фильтры, входящие в состав такой системы обычно направлены на удаление твердых частиц различных видов сухой, сыпучей, волокнистой, слабо слипающейся пыли и предотвращение их распространения.

В зависимости от технологии производственного предприятия, интенсивности процессов пылевыделения фильтры могут быть моноблочными, модульными. Модульная конструкция фильтра дает необходимую производительность путем выбора размера, количества секций.

Модульные аспирационные фильтры могут иметь внушительные габариты, поэтому производители обычно предусматривают их эксплуатацию не только внутри помещений, но и на улице, в условиях низких температур.

Основные области применения аспирационных систем:

• металлургические;
•  химические;
• горнодобывающие;
• перерабатывающие;
• строительные, прочие производства, для которых характерно повышенное пылевыделение.

Аспирационное оборудование предназначено для очистки загрязненного воздуха, удаляемого от рабочих мест или технологического оборудования, мест пересыпок, дробления, сушки, разгрузки силосов, при погрузке/разгрузке сыпучих материалов навалом в ж/д вагоны, автотранспорт в различных отраслях: химической, металлургической, фармацевтической, топливно-энергетической, пищевой, горнодобывающей, текстильной, в производстве строительных материалов. Дисперсный состав улавливаемой пыли составляет от 0,1 мкм.

  

Фильтры со степенью очистки до 99,99% улавливают пыли, аэрозоли веществ: асбест, свинец, химикаты, красящие пигменты, стекло, мука, окислы металлов, тяжелые металлы, текстиль, цемент, песок, уголь, древесина, табак, моющие порошки, бумага, алюминий, резина.

Некоторые виды пыли, с которыми работает аспирационная система, имеют определенный класс взрыво- и пожароопасности. Поэтому фильтры и воздуховоды такой аспирационной системы могут быть снабжены конструктивными элементами защиты от взрыва.