工業(yè)廠房通風(fēng)管道設(shè)計應(yīng)注意的問題分析

黃耀坤

（廣東中匯認(rèn)證檢測有限公司，廣東 東莞 523000）

近些年來，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展相應(yīng)增強了企業(yè)的生產(chǎn)能力，在技術(shù)改造過程中，直接影響了廠房內(nèi)空氣質(zhì)量，使操作人員感到不適，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)水平，因此，迫切需要研究怎樣優(yōu)化廠房內(nèi)部環(huán)境，而科學(xué)設(shè)計通風(fēng)管道，可以驅(qū)散廠房內(nèi)大量余熱、有害氣體等，從而提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量。所以，結(jié)合實際情況，提出了解決通風(fēng)管道設(shè)計問題的措施。

1 工業(yè)廠房通風(fēng)管道設(shè)計與應(yīng)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(nèi)部存在復(fù)雜的工藝設(shè)備和平臺分布，同時擁有大量采光窗和工業(yè)門窗，如果廠房今后進(jìn)行改建，設(shè)計通風(fēng)管道時必須全面考慮各種因素，保證通風(fēng)設(shè)置的合理性。當(dāng)前普通廠房對自然通風(fēng)優(yōu)先考慮，當(dāng)自然通風(fēng)無法達(dá)到要求時需要設(shè)計通風(fēng)管道，針對復(fù)雜工藝設(shè)備和管道的單層廠房，通常利用屋頂式排風(fēng)機排風(fēng)，側(cè)墻開進(jìn)風(fēng)百葉自然進(jìn)風(fēng)或設(shè)計屋頂進(jìn)風(fēng)機進(jìn)風(fēng)?；谕L(fēng)機設(shè)置在屋頂?shù)姆绞?，雖然可達(dá)到通風(fēng)換氣的目的，但無法有效改善車間內(nèi)部的空氣質(zhì)量。此外，將通風(fēng)機設(shè)置在屋頂時應(yīng)避免發(fā)生短路現(xiàn)象。如果發(fā)生屋頂漏水問題，不僅要在土建施工中進(jìn)行防水處理，還要在屋頂設(shè)計風(fēng)機時安裝擋雨設(shè)備。廠房內(nèi)部具有很多工藝設(shè)備和管道，加之給排水管道和電氣的橋架，往往形成相對復(fù)雜的管路，但是通風(fēng)管道尺寸相對偏大，管路需要較大的占地空間，因此通風(fēng)機設(shè)計的通風(fēng)管道相對較短，如此有效消除了通風(fēng)機之間的干擾。在設(shè)計通風(fēng)管道時需結(jié)合廠房不同應(yīng)用功能科學(xué)設(shè)定通風(fēng)換氣的次數(shù)，對于一些時常要開啟較多門窗的廠房，必須仔細(xì)檢查門窗漏風(fēng)量影響通風(fēng)的情況。

2 工業(yè)廠房通風(fēng)管道設(shè)計應(yīng)注意的問題

廠房一般利用土建的梁對防煙區(qū)域進(jìn)行劃分，考慮到通風(fēng)管道尺寸偏大，需要占用大量的空間，如果分開設(shè)置會浪費很多空間，因此通常利用通風(fēng)聯(lián)合防排煙系統(tǒng)，但廠房一般是一套系統(tǒng)與多個防煙區(qū)域融合，如此一來通風(fēng)兼具防排煙系統(tǒng)對控制電氣的要求更高，相應(yīng)增加了控制難度。對于沒有設(shè)置通風(fēng)兼排煙風(fēng)機的應(yīng)盡量選擇耐高溫的風(fēng)機，根據(jù)規(guī)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(biāo)的部分，結(jié)合國家部門提出的環(huán)境污染要求，科學(xué)設(shè)計除塵凈化，通常開展全新風(fēng)送風(fēng)，處理回風(fēng)后向室外排放，此時整體考慮除塵與通風(fēng)的風(fēng)量，科學(xué)設(shè)計送排風(fēng)量，減少有害物污染室內(nèi)環(huán)境，確?？臻g通風(fēng)達(dá)到潔凈的要求。

本文以某工業(yè)廠房為例，在設(shè)計通風(fēng)管道時，首先標(biāo)記各個管道，標(biāo)出管道長度和排風(fēng)點的位置，如圖1所示。確定最不利的環(huán)路，再結(jié)合各個管路的風(fēng)量和設(shè)計流速，明確最不利環(huán)路的各管段斷面尺寸和單位摩擦阻力。結(jié)合管道的最小風(fēng)速，考慮到管道漏風(fēng)情況，計算管道局部摩擦阻力，如表1所示。

圖1 通風(fēng)系統(tǒng)

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)劃分

當(dāng)廠房車間內(nèi)產(chǎn)生不同的送風(fēng)需求，或車間面積相對較大，產(chǎn)生很多的送排風(fēng)點，為了提高管理運行水平，一般設(shè)計多個送排風(fēng)系統(tǒng)。通常包括風(fēng)機、管道和設(shè)備。劃分原則包括：①具有相同的處理空氣要求和室內(nèi)參數(shù)的，可以劃定為一個系統(tǒng)；②具有相同的生產(chǎn)程序、運行班次和時間的，可以劃定為一個系統(tǒng)；③獨立設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)的情況；④劃分除塵系統(tǒng)滿足不同的溫濕度，混合后極有可能造成管道內(nèi)結(jié)露，應(yīng)分別設(shè)計系統(tǒng)；⑤如果風(fēng)機周圍出現(xiàn)較大排風(fēng)量的排風(fēng)點，最好與遠(yuǎn)處排風(fēng)量小的排風(fēng)點共同設(shè)計一個系統(tǒng)，設(shè)置該排風(fēng)點后提高了系統(tǒng)的總阻力。劃分系統(tǒng)的基本原則：車間排風(fēng)點之間的距離不大，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)設(shè)計一個通風(fēng)系統(tǒng)。

表1 管段的摩擦阻力

2.2 管道的材料和形狀

2.2.1 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(dāng)斷面面積積相同時圓形的阻力小、材料省、強度大；當(dāng)圓形風(fēng)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(jié)構(gòu)，影響了布置的美觀度。當(dāng)管道產(chǎn)生較高流速時，相應(yīng)減小了直徑，所以選擇圓形管道。

2.2.2 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(nèi)部溫度達(dá)到500 ℃，所以選擇的材料應(yīng)耐高溫，由于包含粉塵所以應(yīng)保持耐磨性，進(jìn)一步選擇高硬度且耐磨的材料。根據(jù)這部分要求，采用耐磨耐熱的合金鋼。

2.3 科學(xué)布局通風(fēng)管道

在布置局部通風(fēng)管道時要綜合考慮通風(fēng)系統(tǒng)的整體設(shè)置，密切聯(lián)系其他專業(yè)，不僅要保證協(xié)調(diào)性，還要與各項規(guī)定相符。如果通風(fēng)管道出現(xiàn)大量排風(fēng)點，則選擇大斷面的集合管與各個支管直接聯(lián)系；布局通風(fēng)管道時應(yīng)盡可能保持順直，進(jìn)一步防止局部管件出現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)計；氣體在輸送過程中含有液滴，將通風(fēng)管道設(shè)置成坡度，并將水封管安裝在通風(fēng)管道的低處，從而更好地消除積液；在通風(fēng)管道上安裝調(diào)節(jié)與測量設(shè)備，從而對運行中的系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。

2.4 保證通風(fēng)管道的溫度平衡

通風(fēng)管道對空氣運輸時，相應(yīng)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(fēng)管道。通風(fēng)管道的保溫結(jié)構(gòu)一般包括3 個部分，即保溫層、防潮層和保護(hù)層。其中保溫層是通風(fēng)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(hù)層是避免損壞保溫層和防潮層。

2.5 通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口

在工業(yè)通風(fēng)過程中，在室外空氣清潔區(qū)設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，同時注意選擇在排風(fēng)口上風(fēng)向設(shè)置，高度明顯比排風(fēng)口低，同時防止排風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口發(fā)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(fēng)口通常排出包含毒害物質(zhì)的空氣，應(yīng)借助大氣有效稀釋和擴散，此時在氣流的正負(fù)壓區(qū)上設(shè)置排風(fēng)口，禁止設(shè)置風(fēng)帽，從而阻止通風(fēng)管道內(nèi)進(jìn)入雨水。

2.6 做好防火與防爆工作

當(dāng)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)存在火災(zāi)與爆炸危險時，不僅需風(fēng)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，還要設(shè)置檢測可燃物和爆炸物濃度的設(shè)施，選擇防爆風(fēng)機，安裝防爆門，同時在通風(fēng)管道內(nèi)避免產(chǎn)生積聚可燃物與爆炸物的死角。

3 結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)廠房通常室內(nèi)空間相對較大，內(nèi)部的污染源類型復(fù)雜，一般是集中分布處理，需要具有專業(yè)化的送排風(fēng)系統(tǒng)。因此，在設(shè)計工業(yè)廠房通風(fēng)管道時，必須整體考慮，避免發(fā)生通風(fēng)管道的設(shè)計問題。所以，科學(xué)設(shè)計通風(fēng)管道，不僅要達(dá)到通風(fēng)目標(biāo)還盡可能壓縮成本，這也是本文重點研究的問題。