Как устроена местная вентиляция на производстве

Местная вентиляция применяется в производственных помещениях для удаления загрязнённого воздуха непосредственно в зоне его образования. В отличие от общеобменной системы, она позволяет эффективно локализовать и устранять вредные вещества, снижая их концентрацию до нормативных значений на рабочих местах.

Наиболее распространённые источники загрязнения – сварочные посты, участки окраски, термической обработки и работы с летучими растворителями. Для таких зон применяют укрытия, вытяжные зонты, отсосы у источника и специализированные камеры. Например, при сварке стали марок 08Х18Н10 используется вытяжной зонт с расчетной скоростью воздуха 0,5–1,0 м/с в устье устройства.

Рекомендуемая кратность воздухообмена в зонах с образованием аэрозолей тяжёлых металлов составляет не менее 15 в час. При этом важно учитывать направление потока воздуха, чтобы не допустить его обратного попадания в зону дыхания работника. Монтаж вытяжных устройств выполняется на высоте не более 1,2 метра от уровня источника загрязнения.

Каждый элемент местной вентиляции подбирается по индивидуальному проекту, с учётом типа производственного процесса, объёма выделяемых загрязнителей и кратности удаления. Применение шумоглушителей, виброизоляции и регулярный контроль состояния фильтров – обязательные меры при эксплуатации подобных систем.

Выбор типа местной вытяжки в зависимости от характера загрязнений

При проектировании местной вентиляции критически важно учитывать агрегатное состояние и токсичность выделяющихся веществ. Для улавливания пыли (металлической, древесной, цементной) используют укрытия с всасывающим патрубком, расположенным максимально близко к источнику – не далее 0,5 м. При высокодисперсной пыли дополнительно применяют отсасывающие шкафы с направленным потоком воздуха не менее 0,7 м/с.

Для газов и паров с высокой летучестью (например, ацетон, толуол, аммиак) оптимальны зонты с вытяжным воздуховодом, размещённые строго над источником выброса. При температуре испарения ниже 40 °C расстояние от поверхности до зонтa не должно превышать 300 мм. Для тяжёлых газов (хлор, сероводород) вытяжные панели монтируются в нижней части оборудования, ближе к полу, так как эти соединения опускаются вниз.

Если загрязнение возникает при открывании или загрузке оборудования (печи, реакторы), применяются отсосы-приставки с автоматической активацией. Воздушный поток в таких системах должен обеспечивать скорость не менее 1 м/с на границе рабочей зоны, чтобы исключить обратное распространение примесей.

При наличии аэрозолей (масляный туман, кислотные капли) используют бортовые вытяжки с боковым отсосом, направленным на перпендикулярную к рабочей поверхности траекторию распространения. Допустимая скорость воздуха на входе – от 0,8 до 1,2 м/с, в зависимости от дисперсности и плотности частиц.

Во взрывоопасных зонах применяют вытяжки с антикоррозийными и искробезопасными элементами, размещённые в герметичных кожухах. Для таких систем обязательна установка датчиков концентрации и автоматическое отключение при превышении ПДК.

Расчет производительности вытяжной системы на рабочем месте

Производительность вытяжной системы определяется объемом воздуха, который необходимо удалить за единицу времени для поддержания допустимой концентрации вредных веществ. Основная расчетная формула:

Q = G / (Cдоп − Cвх),

где Q – требуемый расход воздуха (м³/ч), G – массовый выброс загрязняющего вещества (мг/ч), Cдоп – предельно допустимая концентрация (ПДК) вещества в воздухе (мг/м³), Cвх – концентрация вещества во входящем воздухе (мг/м³), обычно принимается равной нулю при использовании чистого воздуха.

Для оценки G необходимо знать интенсивность выделения вредного вещества от оборудования или процесса. Например, при пайке флюсами выброс может составлять 50–200 мг/ч на одно рабочее место. ПДК, согласно ГОСТ 12.1.005-88, для канифоли составляет 0,1 мг/м³. Подставив значения в формулу, получаем:

Q = 200 / (0,1 − 0) = 2000 м³/ч.

Полученный результат требует корректировки с учетом кратности воздухообмена, кратчайшего пути загрязнения до улавливающего устройства и эффективности самого устройства. Например, при удалении пыли с открытого участка рекомендуется предусматривать захват на расстоянии не более 300 мм от источника. Эффективность улавливания снижается экспоненциально с увеличением расстояния.

При проектировании местной вытяжки для легких паров и газов расчет следует вести по скорости всасывания на границе зоны выделения. Рекомендуемая скорость – не менее 0,5 м/с. При площади отверстия 0,04 м² (например, круг диаметром 225 мм), необходимый расход:

Q = 0,5 × 0,04 × 3600 = 72 м³/ч.

Выбор вентилятора должен обеспечивать расчетный расход воздуха с учетом аэродинамического сопротивления воздуховодов и фильтров. Невыполнение точного расчета приводит к накоплению вредных веществ и нарушению санитарных норм.

Размещение воздухозаборных устройств с учётом источника загрязнения

Эффективность местной вентиляции напрямую зависит от правильного размещения воздухозаборных устройств относительно зоны выделения вредных веществ. Неправильное расположение снижает скорость удаления загрязнений и увеличивает их распространение в рабочей зоне.

• Воздухозаборное устройство должно располагаться максимально близко к источнику загрязнения, но без препятствий для производственного процесса. Оптимальное расстояние – не более 1,5 диаметра отверстия воздухозабора от точки выделения загрязнителя.
• Если загрязнитель имеет направленный выброс (например, при сварке или пайке), воздухозаборное отверстие размещают по ходу потока, чтобы перехватить его до рассеивания.
• Для горячих газов или паров воздухозабор нужно устанавливать выше уровня источника, учитывая подъем по закону конвекции. При этом уклон воздуховода должен способствовать удалению конденсата.
• При наличии нескольких точек выброса (например, в химической лаборатории) необходимо организовать зональное всасывание с индивидуальной регулировкой расхода воздуха на каждом участке.
• Если источники загрязнений подвижные (например, шлифовальные машины), используются гибкие вытяжные рукава с фиксацией, позволяющие адаптировать положение воздухозабора в реальном времени.
• В производственных помещениях с подветренной зоной воздухозаборное устройство должно находиться на стороне, противоположной направлению естественного движения воздуха, чтобы исключить его попадание в дыхательную зону рабочего.

Итоговое размещение воздухозаборов проектируется с учётом аэродинамики помещения, вида загрязнителя (пыль, газ, аэрозоль), его плотности и направленности движения. Для подтверждения эффективности положения воздухозаборов проводят аэродинамические расчёты и замеры концентрации вредных веществ в зоне дыхания.

Материалы и сечение воздуховодов для промышленных условий

Выбор материала воздуховодов определяется агрессивностью транспортируемой среды, температурным режимом и требованиями к прочности конструкции. В промышленных условиях преимущественно применяются воздуховоды из оцинкованной и черной стали, нержавеющей стали, а также из полимерных композитов для химически активных сред.

Оцинкованная сталь используется в системах вентиляции с неагрессивными аэрозолями и пылью. Толщина стенки варьируется от 0,7 до 1,2 мм в зависимости от диаметра и длины участка. Черная сталь предпочтительна при наличии высоких температур (до 400°C) и значительного абразивного износа. Для агрессивных паров и газов (например, кислотных) необходимы воздуховоды из нержавеющей стали AISI 304/316 либо армированных ПВХ и полипропилена, устойчивых к коррозии.

Сечение воздуховодов подбирается с учетом объема перемещаемого воздуха, допустимой скорости потока и уровня аэродинамического шума. Круглое сечение предпочтительнее по аэродинамике и герметичности. Прямоугольные воздуховоды применяются при ограниченном пространстве, но требуют точного расчета жесткости и армирования.

Рекомендуемые скорости воздуха в основных участках системы:

Для корректного подбора сечения используются расчеты по формуле расхода воздуха: Q = V × S, где Q – объем воздуха (м³/ч), V – скорость потока (м/с), S – площадь сечения (м²). При круглых воздуховодах диаметр определяется через преобразование площади круга: S = π × D² / 4.

В производственных условиях воздуховоды должны предусматривать технологические люки для очистки, прочные фланцевые соединения и минимальное количество поворотов, чтобы снизить гидравлическое сопротивление. Наличие виброизоляции и качественной герметизации стыков обязательно при установке в зонах с высокой нагрузкой и пылевой нагрузкой.

Особенности подключения местной вентиляции к централизованной системе

При подключении местной вентиляции к централизованной системе необходимо учитывать кратность воздухообмена, сопротивление воздуховодов и допустимую нагрузку на основной вентилятор. Превышение расчетного расхода может привести к снижению общей эффективности вентиляции и возникновению обратных потоков воздуха.

Первый критический параметр – аэродинамическое сопротивление участка подключения. При проектировании необходимо обеспечить минимальные потери давления за счёт использования плавных отводов (не менее 1,5 радиуса поворота) и исключения резких сужений. Каждое дополнительное местное отсасывающее устройство увеличивает сопротивление, что требует корректировки мощности центрального вентилятора.

Важно грамотно выбрать точку врезки в магистральный воздуховод. Подключение должно производиться по ходу основного воздушного потока, с учётом направления движения воздуха. Нарушение этого условия вызывает турбулентность и снижает эффективность вытяжки на всех участках системы.

Следует обеспечить независимую регулировку расхода для каждого местного отсоса с помощью дроссель-клапанов или регулируемых диффузоров. Это позволяет адаптировать систему под различные производственные процессы без необходимости полного перерасчета системы.

Категорически не рекомендуется подключать местные вентиляции к уже нагруженным участкам центральной системы, особенно при наличии оборудования с переменным циклом работы. В таких случаях рекомендуется отдельный канал с индивидуальной вытяжкой или установка буферного вентилятора с частотным управлением.

Перед подключением обязательно провести расчет на сечение воздуховодов, общий расход и шумовые характеристики системы при изменённой конфигурации. Нарушение баланса приведет к неравномерному распределению воздушных потоков и сбоям в работе всей вентиляционной установки.

Методы снижения шума и вибрации от вентиляционного оборудования

Для эффективного снижения шума и вибрации вентиляционных систем применяются комплексные технические решения, ориентированные на источник возникновения и пути передачи звука и вибрации. Основной источник шума – работа вентиляторов и турбулентные потоки воздуха в воздуховодах.

Первый шаг – выбор вентиляторов с оптимизированной аэродинамикой крыльчатки, обеспечивающей минимальное турбулентное сопротивление. Использование вентиляторов с малым числом оборотов снижает уровень звукового давления на 5–10 дБ.

Для снижения вибрации корпус вентилятора и оборудование устанавливаются на демпфирующие основания из резиновых или пружинных амортизаторов с частотной настройкой, исключающей резонансные диапазоны от 10 до 100 Гц. Такой подход позволяет снизить вибрационные нагрузки до 50%.

Воздуховоды оборудуются шумоглушителями с многослойной конструкцией: внутренняя часть покрывается звукопоглощающим материалом на базе минеральной ваты с плотностью не менее 80 кг/м³, а внешняя – виброизолирующим покрытием. Это снижает уровень шума на 15–25 дБ.

Особое внимание уделяется монтажу соединений воздуховодов с использованием гибких вставок из эластомеров, предотвращающих передачу вибраций по конструкциям здания. Рекомендуемая толщина таких вставок – от 10 до 20 мм, с коэффициентом демпфирования не менее 0,3.

Для снижения аэродинамического шума в местах поворотов и переходов применяют закругленные радиусы и профилированные переходники, что уменьшает турбулентность и шум до 30%. Регулярное обслуживание вентиляторов и очистка лопаток обеспечивают стабильное снижение вибрации и шума на 10–15%.

Вопрос-ответ:

Как устроена система местной вентиляции на производственном объекте?

Местная вентиляция представляет собой систему устройств, которые собирают загрязнённый воздух непосредственно в зоне его образования. Обычно она включает в себя вытяжные зонты, воздуховоды и вентиляторы, направляющие вредные вещества из рабочей зоны наружу. Такой подход позволяет минимизировать распространение вредных веществ по всему помещению и улучшить условия труда сотрудников.

Какие задачи решает местная вентиляция на производстве?

Основная задача — удаление вредных аэрозолей, газов, пыли и запахов, которые возникают в процессе производства. Это снижает риск профессиональных заболеваний и поддерживает безопасный микроклимат в цехах. Также местная вентиляция помогает предотвращать накопление взрывоопасных или токсичных веществ в воздухе.

Как правильно выбрать место установки вытяжного зонта в системе местной вентиляции?

Расположение вытяжного зонта определяется исходя из источника загрязнения. Его необходимо размещать как можно ближе к месту образования вредных веществ, чтобы захватить их до распространения. Важно учитывать направление воздушных потоков и возможное влияние оборудования, чтобы обеспечить максимальную эффективность улавливания.

Какие материалы и конструкции используются для воздуховодов местной вентиляции на производстве?

Чаще всего для воздуховодов применяют металлические трубы из оцинкованной стали или алюминия, устойчивые к коррозии и механическим повреждениям. В некоторых случаях используют пластик или специальные композиты, если требуется химическая стойкость. Конструкция выбирается так, чтобы минимизировать сопротивление потоку воздуха и обеспечить лёгкий доступ для обслуживания.

Каковы требования к обслуживанию и проверке местной вентиляции на производстве?

Регулярный осмотр и чистка вентиляционного оборудования необходимы для сохранения его работоспособности. Воздуховоды нужно очищать от накопившейся пыли и загрязнений, проверять исправность вентиляторов и герметичность соединений. Периодичность зависит от условий эксплуатации, но обычно проводится не реже одного раза в полгода. Также важно контролировать эффективность удаления загрязнений с помощью специальных измерительных приборов.