微负压状态的空气置换过程
来源:    发布时间: 2013-11-18 06:17   2769 次浏览   大小:  16px  14px  12px
微负压状态的空气置换过程

缺氧(hypoxia )是指因组织的氧气供应不足或用氧障碍,而导致组织的代谢、功能和形态结构发生异常变化的病理过程。缺氧是临床各种疾病中极常见的一类病理过程,脑、心脏等生命重要器官缺氧也是导致机体死亡的重要原因。另外,由于动脉血氧含量明显降低导致组织供氧不足,又称为低氧血症(hypoxemia )。
 
在相对密闭环境当中由于车间内火焰及人员的存在必须保证空气中氧气的浓度则必须对该系统进行送气补氧工作以防止窒息情况的发生。按一个正常工作人员1000人,每天耗燃料(乙炔)100kg,每天叉车行驶耗油100L来计算(8小时工作制)。整个系统需要消耗氧气量为:
人员耗氧量:成年男子中等劳动强度下每分钟耗氧量1.0L/min○2计0.06m³/h。则800人每小时消耗氧气折合成空气量为:0.06m³/h×1000=60m³/h。
叉车耗氧量:叉车用0#柴油为复杂烃类(碳原子数约10~22)混合物沸点在170℃至390℃间,比重为0.82~0.845kg/l,在计算其燃烧耗氧量视其碳氢比为1:2。则100L柴油完全燃烧耗氧:100L×0. 845kg/L÷14×1.5×1000×22.4L/mol=202800L即202.8m³。按8小时工作计,每小时耗空气25.35m³/h。
燃料(丙烯)耗氧量:每小时耗空气25.35m³/h(计算方式同上)系统总耗氧量: 60m³/h+25.35m³/h+25.35m³/h=110.7m³/h。

为保证室内空气中氧含量整体都超过18%○3以上(室外视为21%),则最好控制车间平均氧浓度20%以上。那么车间内需补充新鲜空气量为:110.7 m³/h÷(21%-20%)=11070m³/h。

由于车间是属于相对密闭环境,且属于微负压状态,空气置换过程中除主动向外排气外(包括各岗位排气)无其他排气手段。为此车间内排风系统总强制排风量必需控制在这个数值以上。为减少排风过程中引起的空气扰动对车间内铅粉尘沉淀情况。除工艺所需的情况除外,其他排风扇的抽风口最好设置在车间底部。

对于送风系统的送风量可根据整个车间的密闭状态进行估算,其余部分可通过车间建造过程中产生的缝隙及车间大门开启过程中引入的空气进行补充,但最好设定在该数值左右。

为保证车间微负压的存在,整个系统中必须存在一个稳压排风系统和测量压差的微差压计(即稳定室内外压差在一数值之内。稳压排风系统的最大抽风量可按照总强制排风的10~20%左右设计,采用压力传感控制电机频率来控制室内负压。

车间建造过程中将车间密闭性越高对车间负压系统也越好控制。假设设定车间的整体负压为10Pa,则空气通过车间缝隙进入车间内的风速可这样估算:

假设这个过程中没有温度变化及能量损耗过程,则根据能量守恒:
△PV=1/2mv2
△P--------(压差),单位:Pa
V----------通过缝隙的空气体积,单位:m³
m----------通过缝隙的空气质量,单位:kg
v----------通过缝隙的空气速度,单位:m/s
一般空气质量体积为28kg/ m³,则我们可以估算出空气流动速率:
v=(2△PV/m)1/2=(2×10Pa×1/28kg/m³)1/2=0.85m/s
则每平方米缝隙产生的风量为:
0.85m/s×1㎡×3600s/h=3060m³/h
一扇大门开启一个小时在无风情况下产生进入的空气量为:
0.85m/s×3.6m×3.8m×3600s/h=41860.8m³/h
而这部分额外产生的空气必须由稳压系统进行解决。如果空隙较大且不好估算或者大门开启时间过长则稳压风机将会高负荷运转产生额外成本。
为此我们在车间设计过程中对建筑要求是密闭不开启式窗。由于存在系统内外压差,建议使用移拉门。大门上安装2~4个向外推启的逃生小门满足逃生需要。(5~10 Pa负压力下2左右平方米逃生门需要10~20 N左右的向外推力,正常成年人完全有能力推开)。
对于通风系统的
风量可按照文中所述计算公式进行计算。

 

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