许洋洋
中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 湖北省宜昌市 443007
摘要：工业厂房种类丰富，结构相对复杂，工艺特点存在较大差异，所以各个类型的车间也产生了不同的通风系统。在工业通风系统中通风管道是主要内容，对其科学设计不仅可以合理分配风量，还可以合理确定通风管道的布置和尺寸。只有全面了解通风管道设计存在的问题，找出解决措施，才能提高通风系统应用水平，最大程度节省投入成本。
关键词：工业厂房；通风管道；有害气体；空气质量
引言
通风管道是工业通风系统的重要组成部分，通风管道设计的目的既要保证风量的合理分配，还要确定通风管道的布置和尺寸。合理的通风管道设计不仅直接影响工业通风系统的使用效果和技术性能，而且还能降低投资和运行费用。
1工业厂房通风管道设计与应用
大部分厂房由于具有不同的使用功能，占地面积、柱间跨度和厂房高度相对较大，厂房内部存在复杂的工艺设备和平台分布，同时拥有大量采光窗和工业门窗，如果厂房今后进行改建，设计通风管道时必须全面考虑各种因素，保证通风设置的合理性。当前普通厂房对自然通风优先考虑，当自然通风无法达到要求时需要设计通风管道，针对复杂工艺设备和管道的单层厂房，通常利用屋顶式排风机排风，侧墙开进风百叶自然进风或设计屋顶进风机进风。基于通风机设置在屋顶的方式，虽然可达到通风换气的目的，但无法有效改善车间内部的空气质量。此外，将通风机设置在屋顶时应避免发生短路现象。如果发生屋顶漏水问题，不仅要在土建施工中进行防水处理，还要在屋顶设计风机时安装挡雨设备。厂房内部具有很多工艺设备和管道，加之给排水管道和电气的桥架，往往形成相对复杂的管路，但是通风管道尺寸相对偏大，管路需要较大的占地空间，因此通风机设计的通风管道相对较短，如此有效消除了通风机之间的干扰。在设计通风管道时需结合厂房不同应用功能科学设定通风换气的次数，对于一些时常要开启较多门窗的厂房，必须仔细检查门窗漏风量影响通风的情况。
2工业厂房通风管道设计应注意的问题
2.1通风系统划分
当厂房车间内产生不同的送风需求，或车间面积相对较大，产生很多的送排风点，为了提高管理运行水平，一般设计多个送排风系统。通常包括风机、管道和设备。划分原则包括：①具有相同的处理空气要求和室内参数的，可以划定为一个系统；②具有相同的生产程序、运行班次和时间的，可以划定为一个系统；③独立设置排风系统的情况；④划分除尘系统满足不同的温湿度，混合后极有可能造成管道内结露，应分别设计系统；⑤如果风机周围出现较大排风量的排风点，最好与远处排风量小的排风点共同设计一个系统，设置该排风点后提高了系统的总阻力。划分系统的基本原则：车间排风点之间的距离不大，综合考虑经济效益，应设计一个通风系统。
2.2管道的材料和形状
1）管道断面形状的选择。管道断面包括两种，即圆形和矩形。二者比较，当断面面积积相同时圆形的阻力小、材料省、强度大；当圆形风管直径相对较小时，制造更容易，便于保温。但是圆形管件增加了放样和制作难度；在布置过程中难以有效配合建筑和结构，影响了布置的美观度。当管道产生较高流速时，相应减小了直径，所以选择圆形管道。2）管道材料。一般管道材料包括薄钢板、耐热耐磨合金钢、矿渣石膏板、砖和混凝土等。在含尘气体和粉尘温度偏低的位置，管道材料仅需耐磨损，使用普通钢管即可。在金属熔化炉附近，考虑内部温度达到500℃，所以选择的材料应耐高温，由于包含粉尘所以应保持耐磨性，进一步选择高硬度且耐磨的材料。根据这部分要求，采用耐磨耐热的合金钢。
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2.3科学布局通风管道
在布置局部通风管道时要综合考虑通风系统的整体设置，密切联系其他专业，不仅要保证协调性，还要与各项规定相符。如果通风管道出现大量排风点，则选择大断面的集合管与各个支管直接联系；布局通风管道时应尽可能保持顺直，进一步防止局部管件出现复杂的设计；气体在输送过程中含有液滴，将通风管道设置成坡度，并将水封管安装在通风管道的低处，从而更好地消除积液；在通风管道上安装调节与测量设备，从而对运行中的系统进行有效控制。
2.4保证通风管道的温度平衡
通风管道对空气运输时，相应消耗大量的热量与冷量，注意维持空气温度的平衡，这就要求采取保温手段处理通风管道。通风管道的保温结构一般包括3个部分，即保温层、防潮层和保护层。其中保温层是通风管道的核心保温部分，防潮层的作用是避免水或蒸汽与保温材料接触，保护层是避免损坏保温层和防潮层。
2.5通风系统的进排风口
在工业通风过程中，在室外空气清洁区设置进风口，同时注意选择在排风口上风向设置，高度明显比排风口低，同时防止排风口与进风口发生短路问题。排出新污染源的气筒一般不能低于15m。针对污染物相同的2个排气筒，如果间距明显比几何高度之和小，可以将配气筒等效合并为1个。排风口通常排出包含毒害物质的空气，应借助大气有效稀释和扩散，此时在气流的正负压区上设置排风口，禁止设置风帽，从而阻止通风管道内进入雨水。
2.6做好防火与防爆工作
当设计通风系统存在火灾与爆炸危险时，不仅需风量达到标准，还要设置检测可燃物和爆炸物浓度的设施，选择防爆风机，安装防爆门，同时在通风管道内避免产生积聚可燃物与爆炸物的死角。
2.7系统实时监控
智能建筑的兴起使建筑内部的各类系统智能化程度不断提高，对空调及通风系统进行智能监控是提升其能效的有效手段。实时监控包括空调机组的监控、水系统监控和供暖系统监控，通过智能传感器进行数据采集，在控制器的控制下对机组和阀门进行自动调控。保持记录系统的状态参数，实现故障预测，及时修复系统故障，保障系统的正常运行。
2.8气候补偿器
暖通空调系统的能耗与室外环境温度息息相关，采用气候补偿器可以提高热量的利用率，按照预设的温度曲线对供水温度进行自动控制，达到气候补偿的目的，是当前对暖通空调系统进行局部调节的常用方法。当室外温度出现明显改变时，气候补偿器通过温度传感器采集温度变化信息，然后与设置好的控制曲线进行对比，计算出当前的供回水混合比例，由三通阀对开度进行调节，从而自动调整供水流量，与室外气候始终保持协调。
结语
综上所述，工业厂房通常室内空间相对较大，内部的污染源类型复杂，一般是集中分布处理，需要具有专业化的送排风系统。因此，在设计工业厂房通风管道时，必须整体考虑，避免发生通风管道的设计问题。所以，科学设计通风管道，不仅要达到通风目标还尽可能压缩成本，这也是本文重点研究的问题。
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论文作者:许洋洋
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
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