通风与防尘工程.ppt
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1、天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,1,通风与防尘工程Ventilation and Dust Control(总复习串讲)主讲:陆愈实 教授 中国地质大学工程学院 2004年11月,封面人物,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,2,本课程概论,本课在安全工程学科中的地位本课程的性质与教学目的通风与防尘课程的主要内容本课程的学习要求,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,3,通风与防尘工程课地位,如图所示,人员、设备、环境及存在的有害因素和危险因素构成了作业环境系统。安全工程就是以该系统为研究对象。,人员作业环境系统,天下事有难易乎,为之,则
2、难者亦易矣;不为,则易者亦难,4,通风与防尘工程课地位,安全工程学科内容体系,工业安全技术,控制与管理危险因素,急性伤害:机、电、火、爆炸,工业卫生技术,控制与治理职业病有害因素,慢性危害:逼、毒、噪,安全软技术,系统工程、人机工程、管理工程,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,5,通风与防尘工程课地位,作业环境中的主要有害因素,化学因素,各种毒物:固体类毒物固体类毒物有毒有害气体,生产性粉尘,物理因素,不良气候条件噪声振动辐射照明不足,生物因素,各种细菌、病毒,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,6,通风与防尘工程课地位,作业环境中的主要危险因素,火灾、爆
3、炸 水灾坍塌、冒顶片帮电能伤害机械性伤害等,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,7,通风与防尘工程课地位,各种有害与危险因素的控制技术形成了专门的技术门类:工业防毒技术各种毒物通风防尘工程各种有毒有害气体、生产性粉尘、不良气候条件噪声控制技术噪声、振动防火防爆技术火灾、爆炸电气安全技术电能伤害机械安全技术机械性伤害,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,8,本课程的性质与教学目的,使学生掌握作业环境中有毒有害气体和粉尘的性质、危害、分布特征、传播规律与检测方法;掌握控制与消除作业环境中有毒有害气体和粉尘的通风防尘方法、原理与措施;培养学生通风防尘系统及设备选择
4、计算与维护管理的基本能力。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,9,通风与防尘课程的主要内容,第一章,工业有害物及其防治 第二章,空气参数及通风风流理论 第三章,通风方法与通风系统组成 第四章,局部排风罩 第五章,除尘技术 第六章,通风除尘管网的计算 第七章,通风机 第八章,通风除尘系统维护管理与技术经济分析加符号者为本课程重点掌握的章,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,10,通风与防尘课程的学习要求,抓住三大内容模块:通风技术防、除尘技术通风除尘测试,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,11,局部排风罩捕集有害物的装置;净化、除尘器净化
5、有害气体和粉尘;通风动力系统 通风管道,通风机,以通风与除尘系统为核心内容:,通风与防尘课程的学习要求,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,12,第一章 工业有害物及其防治,本章内容结构图,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,13,第一章 工业有害物及其防治,工业有害物分为五种类型:粉尘有害蒸气有毒有害气体放射性气体热湿,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,14,第一章 工业有害物及其防治,本章具体内容包括:粉尘的传播与危害特性 有害蒸气与有毒有害气体的危害 放射性气体的危害与防护 气候条件参数与热湿环境的改善工业有害物的综合防治措施工业有
6、害物与气候参数的检测。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,15,粉尘的概念粉尘的来源粉尘的传播规律粉尘的危害特性,第一章重点内容1:粉尘的传播与危害特性,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,16,粉尘是悬浮于空气中的固体微细粒子(Dust)。,粉尘:-粉尘的概念,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,17,粉尘(dust):包括所有固态分散性微粒;粒径上限约为200m;“降尘”:粒径在10m以上,较大的微粒沉降速度快,经过一定时间后不可能仍处于浮游状态。“飘尘”:粒径在10m以下,在大气中浮游数量最多的微粒粒径为0110m,粉尘-粉尘的概念
7、:,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,18,烟(smoke):包括所有凝壤性固态微粒,以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而生成的微粒,通常是高温下生成的产物粒径范围:约为001一1m,一般在05m以下。如铅金属蒸气氧化生成的PbO,木材、煤、焦油燃烧生成的烟就是属于这一类,粉尘-粉尘的概念:,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,19,雾(mist):包括所有液态分散性微粒和液态凝聚性微粒,粒径范围约为01一10m烟尘(fume):分散性和凝聚性固体微粒烟雾(smog):分散性和凝聚性固体微粒和液体微粒混合体粉末(powder):生产中粉料,粉尘-粉尘的概念:
8、,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,20,粉尘的“尘化”作用:含义:使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用。空气中的粉尘通过各种尘化作用而产生。主要尘化作用有:诱导气流尘化作用;剪切气流尘化作用;综合气流尘化作用;热气流上升尘化作用,粉尘-粉尘的传播规律,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,21,粉尘-粉尘的传播规律,传播作用力分析,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,22,粉尘-粉尘的危害特性,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,23,第一章重点内容2:有害蒸气与有毒有害气体,作业环境状况直接影响作业人员的身体健康
9、和劳动效率有害蒸气与有毒有害气体危害人体的途径,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,24,有害蒸气与有毒有害气体类型,有害蒸汽:蒸汽是由固体直接升华或液体蒸发所形成的气态物质。如汞蒸气、磷蒸气、铅蒸气、苯蒸气等。有毒有害气体的种类很多,如:CO、NO2、H2S、2等。危害程度不仅与其性质有关,而且与空气中的浓度有关。有毒有害气体的安全浓度值越大,其危害也越大。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,25,有害蒸气与有毒有害气体浓度,常用浓度有:体积浓度和质量浓度。体积浓度:单位体积空气中所含有害气体的体积。单位:毫升/米3(mL/m3),ppm或。关系是:1m
10、L/m3=1ppm=110-4。质量浓度:单位体积空气中所含有毒气体的质量。单位:毫克/米3(mg/m3),毫克/升(mg/L)。体积浓度和质量浓度之间可进行换算。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,26,有害物的危害及其影响因素,有害物的危害包括三个方面:一是对人体健康的危害;二是对生产的不利影响;三是对大气的污染。有害物对人体危害程度的影响因素:有毒气体的毒性大小:即有毒气体的理化性质。有毒气体的含量:即有毒气体的浓度大小。有毒气体与人体持续接触的时间。作业环境条件与劳动强度。个体的年龄、性别和体质情况。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,27,工业
11、有害物的综合防止措施,主要综合防止措施有:合理选择厂址;工艺方法,设备,布置及操作方法合理化;采用通风净化除尘措施;加强管理;采用个体防护等。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,28,第一章重点内容3:放射性气体及其危害,常涉及的有:氡及其子体氡:氡子体为固态物,与物质粘附性很强,易与粉尘结合粘附而形成放射性气溶胶。空气中氡子体的含量通常用潜能值来表示。潜能值是指单位体积空气中所含氡子体的原子全部衰变成镭C所释放粒子的能量总和。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,29,放射性气体及其危害,氡及其子体的衰变方式衰变:衰变过程中释放出粒子(氦原子核),穿透力
12、较弱,但电离能力强。衰变:衰变过程中释放出高速电子,穿透力较射线强,但电离能力较射线弱。衰变:衰变过程中产生波长极短的电磁波,穿透力较带电粒子强得多。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,30,放射性气体及其危害,氡及其子体的辐射危害作用方式直接作用:是指生物分子直接受到电离辐射的作用而吸收辐射能量,导致机体损伤。间接作用:是指辐射对生物体中的水分子作用,产生活性粒子(氢原子等),活性粒子与生物分子作用而使生物体功能、结构发生损伤。由于生物体内含有大量的水分子,因此电离辐射对生物体的作用主要是间接效应。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,31,放射性气体及
13、其危害,氡及其子体的危害作用过程物理阶段:生物分子和水分子吸收辐射能量而发生电离,产生初级活性粒子。化学阶段:活性粒子与周围介质反应,生物分子受到损伤。生物学阶段:通过大量微观生物分子损伤,导致宏观的生物损伤效应,如疾患、癌变等。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,32,放射性防护,电离辐射防护方法:辐射危害必须具备辐射源、危害途径和受照射人员这三个条件才引起危害,因此,防护也应该从这三个条件入手。控制辐射源,降低源的辐射能量:具体措施:采用密闭法,将源密闭,防辐射泄漏。降低源的辐射强度。采用屏蔽隔离法,控制辐射危害途径与过程:在源与人员之间设屏蔽障,选用合适的屏蔽材料和厚
14、度可降低到达人员的辐射量。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,33,放射性防护,增大辐射源与人员之间的距离:辐射强度与距离的平方成反比,因此增大距离是一种很有效的方法。加强通风防尘:降低空气中放射性粉尘的浓度,尤其控制粒子的内照射方面,这是一条很有效的方法措施。缩短受照射的时间,即缩短工作时间:危害是一个过程,缩短时间可降低危害程度。个体防护:如辐射防护服,口罩,防护目镜等。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,34,第一章重点内容4:气候条件参数,气候条件参数包括:气温、风速、湿度等。舒适气温:影响人体辐射散热,舒适气温为1520。风速:作业环境的风速影
15、响人体的对流散热 对不同的气温和湿度,所要求的风速也不同,一般空气温度较高,湿度较大时,也要求较大的风速。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,35,气候条件参数-湿度,湿度:衡量空气中含水蒸汽量的一个指标绝对湿度:空气中实际含湿量,指单位体积或单位质量空气中所含水蒸汽的质量。单位g/m3 或 g/Kg。饱和空气:当空气中水蒸汽含量达到该温度下所能容纳的最大值时,空气处于饱和状态,该状态下的空气称为饱和空气。相对湿度:指某一体积空气中实际含有的水蒸汽量Ms与同温度下的饱和空气水蒸汽量的比值。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,36,气候条件参数-湿度,人感
16、觉空气潮湿程度与相对湿度有关,而与绝对湿度没有直接关系。湿度影响人体蒸发散热。舒适的湿度为5060。车间相对湿度要求与散热、气温等因素有关。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,37,相对湿度测定(hygrometry),干、湿温度计法毛发湿度计法氯化锂湿度计法hygrometerrelative humidity,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,38,干、湿温度计法类型,吸风式湿度计,数字式湿度计,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,39,第二章 空气参数及通风风流理论,要使通风风流能有效地排除有毒有害气体和粉尘,必须掌握风流有关参数
17、的计算,以及通风风流的运动规律。本章分析风流运动的有关理论、规律及有关空气流动参数的计算。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,40,第二章 空气参数及通风风流理论,本章内容:,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,41,第二章 空气参数及通风风流理论,本章主要讨论以下问题:干、湿空气密度的计算;风压(静压、动压和全压)的计算及测定;通风连续方程及其应用;通风风流型式、风流结构及风速分布与风速测定;通风能量方程及其应用。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,42,干、湿空气密度的计算,根据道尔顿分压定律即可推导出湿空气密度计算式:式中 w 湿
18、空气密度,kg/m3;空气相对湿度,%;Pb饱和水蒸汽压力,kPa,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,43,空气压力风压,风压:通风中空气压力也叫风流压力(简称为风压),它是表示运动空气所具有的能量,它包括静压、动压和全压。静压:气体分子对容器壁所施加的压力。动压:单位体积空气运动所具有的动能。全压:全压=静压+动压,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,44,空气压力单位,空气压力的国际单位为帕(Pa)、牛顿/米2(N/m2)。1Pa=1 N/m2。我国法定计量单位制规定,空气压力(压强)的单位为帕。帕(Pa)单位比较小,还可用百帕(hPa)、千帕(kPa
19、)表示 1hPa=100Pa;1kPa=1000Pa。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,45,空气压力测定,分为:空气绝对压力测定:水银气压计、空盒气压计空气相对压力测定:U型压力计、倾斜压力计、补偿微压计、压力传感器型直读压力计,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,46,空气绝对压力测定,水银气压计,空盒气压计,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,47,空气相对压力测定,单管倾斜压力计原理,U型压力计,补偿式微压计,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,48,第三章 通风方法及其通风系统组成,本章内容:通风方法分类、全
20、面通风方法的分析计算、通风系统的组成。本章重点与难点内容:全面通风方法的分析计算,主要分析全面通风排污过程数学模型及微分方程的建立,微分方程的求解;全面通风风量计算,气流组织方式,有害物散发量的确定;空气平衡与热平衡的原理与计算。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,49,第三章 通风方法及其通风系统组成,通风方法,通风方法分类,各类通风方法分析,局部通风,全面通风,事故通风,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,50,通风方法分类,通风方法分类,按通风的动力分为,按通风系统作用范围分,局部通风,全面通风,事故通风,自然通风,机械通风,自然通风特点,机械通风特
21、点,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,51,第三章内容要点1:自然通风及其特点,依靠室外空气温差所造成的热压,或利用室外风力作用在建筑物上所形成的压差,使室内外的空气进行交换,从而改善室内的空气环境。不需动力,经济;但进风不能预处理,排风不能净化,污染周围环境;且通风效果不稳定。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,52,第三章内容要点2:机械通风及其特点,靠风机动力使空气流动的方法称为机械通风。进风和排风可进行处理,通风参数可根据要求选择确定,可确保通风效果,但通风系统复杂,投资费和运行管理费用大。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,
22、53,第三章内容要点3:局部通风,分为:局部排风和局部送风局部排风:在集中产生有害物的局部地点,设置捕集装置,将有害物排走,以控制有害物向室内扩散。这是防毒,排尘最有效的通风方法。局部送风:向局部工作地点送风,使局部地带造成良好的空气环境。主要用于局部降温.又分为系统式和分散式。系统式就是通风系统将室外空气送至工作地点。分散式借助轴流风扇或喷雾风扇,直接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,54,第三章内容要点4:全面通风及风量计算,全面通风就是对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,消除余热,余温,使之符合卫生标准要求。全面通风的动力可以是
23、自然风压和热压,也可以是风机风压。全面通风具体实施方法又可分为全面排风法,全面送风法,全面排送风法和全面送、局部排风混合法等,可根据车间的实际情况采用不同的方法。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,55,全面通风,全面通风的效果取决于气流组织方式,通风风量大小及房间内热湿和有害物的产生量等因素。本部分主要讨论以下内容:全面通风风量计算全面通风气流组织全面通风的风量平衡与热平衡计算有害物散发量估算全面通风系统的组成,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,56,全面通风风量计算,全面通风的风量应能确保把各种有害物(包括有害气体,粉尘,水蒸气,热等)全部稀释或排除
24、,使有害物浓度不超过卫生标准。由于有害物的性质不同,应分别计算所需风量,然后确定全面通风所需风量。存在多种有害物时风量确定原则:毒性相加则风量相加毒性无相加作用则取最大风量,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,57,全面通风的气流组织,气流组织:送风、排风口位置的合理布置,选用合理的风口形式,合理分配风流。气流组织原则:能避免把害物吹向作业人员操作区;能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染空气;能确保在整个房间内进风气流均匀分布,尽量减少涡流区。,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,58,第三章内容要点5:全面通风的风量平衡与热平衡,厂房车间通风
25、过程中,是机械通风与自然通风的共同作用结果,室内的进风和排风是多通道的,既有由通风系统产生的有组织的进排风,也有从缝隙、窗户、门洞等产生的无组织进排风,根据“物质平衡”原理,各种进风量与各种排风量应相等。这就是室内风量平衡的原则。风量平衡表达式:Gzj+Gjj=Gzp+Gjp,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,59,全面通风的风量平衡与热平衡,当Gjj=Gjp时室内外压差为零,用于无特殊要求车间当Gjj Gjp时室内处于正压状态,适用于洁净度要求高的车间当Gjj Gjp时室内处于负压状态,适用于产生污染的车间,天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难,60,全面
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