廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造應(yīng)注意問題及分析

徐云鵬

（江蘇沙河抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇 溧陽 213333）

1 概況

沙河抽水蓄能電站（簡稱沙河電站）廠區(qū)設(shè)在天目湖龍興亭山坡北側(cè)，采取了一井二機(jī)的豎井半地下式廠房布局。沙河電站廠房內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)是保持設(shè)備干燥，提高電氣絕緣水平，降低主、副廠房濕度、溫度的設(shè)施，同時(shí)也是調(diào)節(jié)新鮮空氣，廢臭氣排除以及滅火后的煙氣排除，保持工作人員健康的措施。電站的通風(fēng)系統(tǒng)主要由4個(gè)通風(fēng)井及相應(yīng)的送風(fēng)、排煙機(jī)及管道組成。

2 現(xiàn)代廠房幾種通風(fēng)形式介紹

近些年來，由于國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,以及各種廠房構(gòu)造的特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于廠房內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)無法滿足職業(yè)衛(wèi)生需要，造成了作業(yè)人員的不適，從而影響了生產(chǎn)安全。所以，怎樣合理地提高廠房內(nèi)空氣質(zhì)量環(huán)境已成為了一個(gè)很重大的研究內(nèi)容，而合理的通風(fēng)設(shè)施則能夠把廠房內(nèi)的煙霧、廢氣和有害氣體全部排出廠房，使人類活動(dòng)區(qū)域保持一定的溫度、潔凈度，進(jìn)而改善廠房空氣質(zhì)量。通風(fēng)方法一般包括自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)和混合通風(fēng)3種形式。

天然通風(fēng)的概念以及優(yōu)缺點(diǎn)：天然通風(fēng)是指利用廠房外部與廠房內(nèi)部空氣間的溫度差而產(chǎn)生的溫壓效應(yīng)，以及廠房室內(nèi)外空氣流通時(shí)形成的均勻風(fēng)壓效應(yīng)，使廠房內(nèi)部空氣與廠房外部空氣不斷的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生天然通風(fēng)。但由于風(fēng)壓效應(yīng)受外部環(huán)境影響，帶有多變性，而外部無風(fēng)時(shí)則無風(fēng)壓效應(yīng)，所以并不能作為廠房內(nèi)自然通風(fēng)的動(dòng)力因素考慮。這種通風(fēng)方式靠通風(fēng)窗戶控制通風(fēng)量，受室外環(huán)境影響較大，一般用于無熱源、無污染粉塵通風(fēng)要求不高的房間內(nèi)使用。

機(jī)械設(shè)備通風(fēng)的工程設(shè)計(jì)概念以及優(yōu)缺點(diǎn)：多數(shù)廠房由于存在使用功能的不同，占地面積、廠房高度不同，以及廠內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，廠房今后的擴(kuò)建和改造困難等狀況，機(jī)械通風(fēng)工程設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮以上各種原因，并科學(xué)合理地設(shè)定機(jī)械通風(fēng)。目前一般廠房最優(yōu)選擇自然通風(fēng)工程設(shè)計(jì)，在對自然通風(fēng)不滿足條件的情況下一般選擇機(jī)械通風(fēng)，而對于工藝創(chuàng)新設(shè)備單一和管道設(shè)計(jì)復(fù)雜的單層廠房，則一般選擇設(shè)有樓頂式排風(fēng)機(jī)排風(fēng)，并由側(cè)墻直接開進(jìn)風(fēng)機(jī)的百葉窗自然進(jìn)風(fēng)口，或設(shè)有從樓頂式進(jìn)風(fēng)機(jī)直接進(jìn)風(fēng)。如對多個(gè)廠區(qū)，則設(shè)有壁裝或吊裝風(fēng)機(jī)送排風(fēng)。假如有側(cè)墻開進(jìn)風(fēng)口溫度百葉，要求合理選擇進(jìn)風(fēng)口溫度百葉的層高，以避免外界塵埃經(jīng)由百葉流入廠房內(nèi)部，雨水亦有機(jī)會(huì)經(jīng)由進(jìn)風(fēng)口百葉流入廠房內(nèi)，所以進(jìn)風(fēng)口百葉須做好防雨抗塵等安全措施。至于樓頂設(shè)有風(fēng)機(jī)的方法，屋頂風(fēng)機(jī)必須兼顧通風(fēng)安全及消防排煙熱量損失雙項(xiàng)要求，并且樓頂設(shè)有風(fēng)機(jī)時(shí)必須注意進(jìn)排風(fēng)的短路狀況。屋頂風(fēng)機(jī)與送風(fēng)排煙管道對接要做好密封措施,防止雨水滲入導(dǎo)致漏水,影響管道壽命與風(fēng)機(jī)產(chǎn)生絕緣問題。這方面除土建設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行的室內(nèi)設(shè)計(jì)之外,通風(fēng)工程設(shè)計(jì)中也可在屋頂風(fēng)機(jī)上設(shè)阻雨設(shè)備。

混合通風(fēng)的概念和優(yōu)缺點(diǎn)：混合通風(fēng),是指將自然通風(fēng)與局部機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)方法。對廠房自然環(huán)境而言,由于工作人員的活動(dòng)范圍很大,而環(huán)境污染源的部位又比較集中和固定,因此采取局部整體機(jī)械排風(fēng)技術(shù)措施和自然通風(fēng)設(shè)施相結(jié)合,是目前廠房最常見的通風(fēng)方法。通常針對工作人員較密集部位,設(shè)置了局部整體機(jī)械送風(fēng)裝置；熱量以及污染的主要產(chǎn)生源,一般通過抽風(fēng)機(jī)等局部整體排風(fēng)的技術(shù)措施,在直接把熱廢物排放室內(nèi)外，以提高內(nèi)部工作區(qū)域環(huán)境基本參數(shù)的同時(shí),也有效地降低了通風(fēng)技術(shù)能源的耗費(fèi)。而混合通風(fēng)系統(tǒng)可充分結(jié)合自然通風(fēng)高效、通風(fēng)容量大和機(jī)械通風(fēng)針對性強(qiáng)、效率高的優(yōu)勢,以實(shí)現(xiàn)單純機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)所無法達(dá)到的目的。混流式通風(fēng)也存在被自然風(fēng)干擾情況,需要利用控制系統(tǒng)來平衡機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)的轉(zhuǎn)換和協(xié)調(diào)。

3 廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

沙河電站廠房通風(fēng)系統(tǒng)從2002年至2019年運(yùn)行以來，廠房通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)或排煙效果不好，以及設(shè)備老化等各種缺陷，給廠房工作人員的職業(yè)健康和廠房消防帶來了一定隱患。故2020年對電站廠房通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。改造需對廠房全面送風(fēng)量、風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)機(jī)風(fēng)口、防火閥設(shè)置等要求進(jìn)行全方面考慮。

風(fēng)機(jī)型號和技術(shù)參數(shù)通過計(jì)算所選房間的總換氣頻次，所選擇房間的總?cè)萘?，從而估算單臺風(fēng)機(jī)的總送風(fēng)量來確定。運(yùn)算公式方法為：Q=V·N/n。其中：n-代表風(fēng)機(jī)總量(臺)：V-現(xiàn)場容量(m3)；N-總換氣次數(shù)(次)；Q-所選風(fēng)機(jī)型式的單臺風(fēng)量(m3/h)。風(fēng)機(jī)型號的選擇要根據(jù)廠房實(shí)際情況，并盡量選擇與原窗口型號一致的風(fēng)機(jī)型號，且排風(fēng)側(cè)盡可能不緊鄰周圍的建筑，排風(fēng)側(cè)盡量不靠近附近建筑物，以免影響風(fēng)機(jī)送風(fēng)風(fēng)量。

風(fēng)管長度限制在60 m之內(nèi)。在保證氣流組織合理的狀況下，盡可能減小風(fēng)管長度，原則上以實(shí)現(xiàn)消防排煙效果為基準(zhǔn)，并考慮空氣通過無明顯盲區(qū)。消防排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)管和送風(fēng)風(fēng)機(jī)風(fēng)管風(fēng)速則應(yīng)按15～18 m/s設(shè)計(jì)，而其他通風(fēng)管道風(fēng)速則應(yīng)按6～8 m/s設(shè)計(jì)。消防風(fēng)管出風(fēng)口都需安裝消防通風(fēng)裝置。

風(fēng)口與平時(shí)排風(fēng)入口風(fēng)速應(yīng)該按5 m/s左右，但排煙風(fēng)口風(fēng)速情況一般應(yīng)超過10 m/s。注意在風(fēng)口安裝調(diào)節(jié)風(fēng)閥時(shí)，對各支風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)風(fēng)閥設(shè)定都要合理。百葉風(fēng)口、格柵風(fēng)口的有效面積系數(shù)按80%參考。

廠房樓頂排煙風(fēng)機(jī)要安裝防火閥，而排煙風(fēng)機(jī)防火閥熔斷溫度是280 ℃。當(dāng)廠房出現(xiàn)火災(zāi)，火勢燒至風(fēng)管，當(dāng)風(fēng)管內(nèi)高溫超過280 ℃時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)防火閥的熔棒熔斷，防火閥封閉，阻斷火勢蔓延，防止風(fēng)機(jī)溫度高起火燃燒。防火閥宜貼著墻壁、貼上樓板或貼著豎井墻安放，其距離宜≤200 mm,否則須作消防加固措施。

4 廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備安裝規(guī)范

風(fēng)機(jī)在布置時(shí)，按照工程設(shè)計(jì)規(guī)定輸送風(fēng)機(jī)的出入口和輸送風(fēng)機(jī)的連接方式采取了柔性短管聯(lián)接，由于廠房送風(fēng)機(jī)平時(shí)兼作火災(zāi)排煙風(fēng)機(jī)，而平時(shí)排風(fēng)機(jī)則兼作火災(zāi)排煙風(fēng)機(jī)，因而柔性短管采取了防火柔性短管，見圖1所示。

圖1 風(fēng)機(jī)防火柔性短管

風(fēng)機(jī)安裝時(shí)要保證風(fēng)機(jī)與地面水平,軸流式風(fēng)機(jī)要和風(fēng)機(jī)的支架平行?；A(chǔ)構(gòu)件與吊掛件都要充分考慮風(fēng)機(jī)的減震因素。當(dāng)風(fēng)機(jī)在吊掛件上安裝后，與吊掛件的銜接必須牢固，焊縫飽滿、均勻，在吊桿處加減震掛鉤做減震處理。風(fēng)機(jī)在安裝前檢查葉輪旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)當(dāng)一致，停轉(zhuǎn)后的葉輪也不應(yīng)當(dāng)再一次停止在同一個(gè)方向上。因此風(fēng)機(jī)在安裝地點(diǎn)上一定要充分考慮維修空間，不妨礙行人的正常進(jìn)出，同時(shí)高度盡量增加，從而擴(kuò)大使用空間。風(fēng)機(jī)設(shè)備檢修時(shí)也要充分考慮風(fēng)機(jī)的吊裝工作方式和就位時(shí)對風(fēng)機(jī)支架底座的需求。風(fēng)機(jī)吊裝工作形式見圖2所示。

圖2 減振吊鉤槽鋼橫梁減振吊鉤風(fēng)機(jī)

落地安裝的風(fēng)機(jī)在基座上設(shè)置減震支撐,安放方法見圖3,風(fēng)機(jī)和基座之間的減震裝置,安裝形式如圖3所示。

圖3 落地風(fēng)機(jī)安裝減震裝置

5 改造后初次運(yùn)行試驗(yàn)步驟

（1）風(fēng)機(jī)的試操作應(yīng)分為兩步,第一步機(jī)械性能試操作，第二步設(shè)計(jì)載荷試操作。風(fēng)機(jī)試運(yùn)行前,應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：

①審查已配置風(fēng)機(jī)的形式、尺寸、葉片調(diào)整控制功能和角度等,能否與該工程設(shè)計(jì)和裝置工藝技術(shù)資料相匹配。

②手動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉輪,葉片不得有卡阻、碰刮等現(xiàn)象。

③各連接部位不得松動(dòng),查看防火閥是否打開。

④檢測風(fēng)機(jī)的電源裝置是否齊全,并檢查設(shè)備接地及其接線、電流等方面能否符合電力技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)電氣設(shè)備技術(shù)規(guī)范文件中的有關(guān)規(guī)定。

（2）風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)方式：在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前首先需要點(diǎn)動(dòng)一下試機(jī),以檢驗(yàn)風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)殼中間有無磨擦、各部分無卡澀等非正?，F(xiàn)象,同時(shí)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方位也必須和機(jī)殼上所畫標(biāo)的箭頭指向方位保持一致；風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí),對其瞬時(shí)電流加以檢測。

（3）風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測,并將測定結(jié)果與風(fēng)機(jī)銘牌或設(shè)計(jì)中給出的參數(shù)比較,以確定風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓符合所設(shè)定的條件。

（4）風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)對其工作的額定電流加以測定,其值應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛐∮陔姍C(jī)的額定容量值。當(dāng)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),不得滯留在劇烈震動(dòng)狀態(tài)中,若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)應(yīng)立即停機(jī)檢測,發(fā)現(xiàn)問題并消除后方可繼續(xù)工作。

（5）風(fēng)機(jī)在工作過程中應(yīng)該檢查轉(zhuǎn)動(dòng)支座內(nèi)有無雜音,當(dāng)溫度逐漸上升穩(wěn)定以后再檢查轉(zhuǎn)動(dòng)支座的實(shí)際溫度:旋轉(zhuǎn)支撐座實(shí)際工作溫度不應(yīng)超過70 ℃,而滑動(dòng)軸承的實(shí)際工作溫度也不應(yīng)超過65 ℃。該風(fēng)機(jī)軸承類型的振蕩轉(zhuǎn)速有效值,不應(yīng)超過6.5 mm/s；且軸承箱必須裝設(shè)在同一機(jī)殼內(nèi)的風(fēng)機(jī)中,可直接從外殼上測試。該軸承的徑向振幅變化應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)規(guī)定,無要求時(shí)則應(yīng)滿足表1規(guī)定。

表1 軸流通風(fēng)機(jī)軸承的徑向振幅(雙向)

（6）風(fēng)機(jī)小負(fù)載下運(yùn)行正常后,仍可實(shí)現(xiàn)規(guī)定負(fù)載下持續(xù)運(yùn)行,其運(yùn)行時(shí)限不少于2 h。帶有滑動(dòng)軸承的風(fēng)機(jī),再次持續(xù)運(yùn)行時(shí)間不得低于2 h。

6 結(jié)語

針對原先廠房通風(fēng)系統(tǒng)存在的故障與缺陷，按照廠房總體送風(fēng)風(fēng)量要求，對廠房通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。