廠房通風系統設計改造應注意問題及分析

徐云鵬

（江蘇沙河抽水蓄能發電有限公司，江蘇 溧陽 213333）

1 概況

沙河抽水蓄能電站（簡稱沙河電站）廠區設在天目湖龍興亭山坡北側，采取了一井二機的豎井半地下式廠房布局。沙河電站廠房內通風系統是保持設備干燥，提高電氣絕緣水平，降低主、副廠房濕度、溫度的設施，同時也是調節新鮮空氣，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。電站的通風系統主要由4個通風井及相應的送風、排煙機及管道組成。

2 現代廠房幾種通風形式介紹

近些年來，由于國民經濟的飛速發展,以及各種廠房構造的特點，在實際生產過程中，由于廠房內的空氣環境質量已經無法滿足職業衛生需要，造成了作業人員的不適，從而影響了生產安全。所以，怎樣合理地提高廠房內空氣質量環境已成為了一個很重大的研究內容，而合理的通風設施則能夠把廠房內的煙霧、廢氣和有害氣體全部排出廠房，使人類活動區域保持一定的溫度、潔凈度，進而改善廠房空氣質量。通風方法一般包括自然通風、機械通風和混合通風3種形式。

天然通風的概念以及優缺點：天然通風是指利用廠房外部與廠房內部空氣間的溫度差而產生的溫壓效應，以及廠房室內外空氣流通時形成的均勻風壓效應，使廠房內部空氣與廠房外部空氣不斷的轉換，產生天然通風。但由于風壓效應受外部環境影響，帶有多變性，而外部無風時則無風壓效應，所以并不能作為廠房內自然通風的動力因素考慮。這種通風方式靠通風窗戶控制通風量，受室外環境影響較大，一般用于無熱源、無污染粉塵通風要求不高的房間內使用。

機械設備通風的工程設計概念以及優缺點：多數廠房由于存在使用功能的不同，占地面積、廠房高度不同，以及廠內結構復雜，廠房今后的擴建和改造困難等狀況，機械通風工程設計時必須充分考慮以上各種原因，并科學合理地設定機械通風。目前一般廠房最優選擇自然通風工程設計，在對自然通風不滿足條件的情況下一般選擇機械通風，而對于工藝創新設備單一和管道設計復雜的單層廠房，則一般選擇設有樓頂式排風機排風，并由側墻直接開進風機的百葉窗自然進風口，或設有從樓頂式進風機直接進風。如對多個廠區，則設有壁裝或吊裝風機送排風。假如有側墻開進風口溫度百葉，要求合理選擇進風口溫度百葉的層高，以避免外界塵埃經由百葉流入廠房內部，雨水亦有機會經由進風口百葉流入廠房內，所以進風口百葉須做好防雨抗塵等安全措施。至于樓頂設有風機的方法，屋頂風機必須兼顧通風安全及消防排煙熱量損失雙項要求，并且樓頂設有風機時必須注意進排風的短路狀況。屋頂風機與送風排煙管道對接要做好密封措施,防止雨水滲入導致漏水,影響管道壽命與風機產生絕緣問題。這方面除土建設計中必須進行的室內設計之外,通風工程設計中也可在屋頂風機上設阻雨設備。

混合通風的概念和優缺點：混合通風,是指將自然通風與局部機械通風相結合的通風方法。對廠房自然環境而言,由于工作人員的活動范圍很大,而環境污染源的部位又比較集中和固定,因此采取局部整體機械排風技術措施和自然通風設施相結合,是目前廠房最常見的通風方法。通常針對工作人員較密集部位,設置了局部整體機械送風裝置；熱量以及污染的主要產生源,一般通過抽風機等局部整體排風的技術措施,在直接把熱廢物排放室內外，以提高內部工作區域環境基本參數的同時,也有效地降低了通風技術能源的耗費。而混合通風系統可充分結合自然通風高效、通風容量大和機械通風針對性強、效率高的優勢,以實現單純機械通風系統所無法達到的目的。混流式通風也存在被自然風干擾情況,需要利用控制系統來平衡機械通風與自然通風的轉換和協調。

3 廠房通風系統設計規范

沙河電站廠房通風系統從2002年至2019年運行以來，廠房通風系統送風或排煙效果不好，以及設備老化等各種缺陷，給廠房工作人員的職業健康和廠房消防帶來了一定隱患。故2020年對電站廠房通風系統進行了改造。改造需對廠房全面送風量、風機風量、風機風口、防火閥設置等要求進行全方面考慮。

風機型號和技術參數通過計算所選房間的總換氣頻次，所選擇房間的總容量，從而估算單臺風機的總送風量來確定。運算公式方法為：Q=V·N/n。其中：n-代表風機總量(臺)：V-現場容量(m3)；N-總換氣次數(次)；Q-所選風機型式的單臺風量(m3/h)。風機型號的選擇要根據廠房實際情況，并盡量選擇與原窗口型號一致的風機型號，且排風側盡可能不緊鄰周圍的建筑，排風側盡量不靠近附近建筑物，以免影響風機送風風量。

風管長度限制在60 m之內。在保證氣流組織合理的狀況下，盡可能減小風管長度，原則上以實現消防排煙效果為基準，并考慮空氣通過無明顯盲區。消防排煙風機風管和送風風機風管風速則應按15～18 m/s設計，而其他通風管道風速則應按6～8 m/s設計。消防風管出風口都需安裝消防通風裝置。

風口與平時排風入口風速應該按5 m/s左右，但排煙風口風速情況一般應超過10 m/s。注意在風口安裝調節風閥時，對各支風機的調節風閥設定都要合理。百葉風口、格柵風口的有效面積系數按80%參考。

廠房樓頂排煙風機要安裝防火閥，而排煙風機防火閥熔斷溫度是280 ℃。當廠房出現火災，火勢燒至風管，當風管內高溫超過280 ℃時，排煙風機防火閥的熔棒熔斷，防火閥封閉，阻斷火勢蔓延，防止風機溫度高起火燃燒。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 廠房通風系統設備安裝規范

風機在布置時，按照工程設計規定輸送風機的出入口和輸送風機的連接方式采取了柔性短管聯接，由于廠房送風機平時兼作火災排煙風機，而平時排風機則兼作火災排煙風機，因而柔性短管采取了防火柔性短管，見圖1所示。

圖1 風機防火柔性短管

風機安裝時要保證風機與地面水平,軸流式風機要和風機的支架平行。基礎構件與吊掛件都要充分考慮風機的減震因素。當風機在吊掛件上安裝后，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。風機在安裝前檢查葉輪旋轉方向應當一致，停轉后的葉輪也不應當再一次停止在同一個方向上。因此風機在安裝地點上一定要充分考慮維修空間，不妨礙行人的正常進出，同時高度盡量增加，從而擴大使用空間。風機設備檢修時也要充分考慮風機的吊裝工作方式和就位時對風機支架底座的需求。風機吊裝工作形式見圖2所示。

圖2 減振吊鉤槽鋼橫梁減振吊鉤風機

落地安裝的風機在基座上設置減震支撐,安放方法見圖3,風機和基座之間的減震裝置,安裝形式如圖3所示。

圖3 落地風機安裝減震裝置

5 改造后初次運行試驗步驟

（1）風機的試操作應分為兩步,第一步機械性能試操作，第二步設計載荷試操作。風機試運行前,應當滿足以下條件：

①審查已配置風機的形式、尺寸、葉片調整控制功能和角度等,能否與該工程設計和裝置工藝技術資料相匹配。

②手動旋轉葉輪,葉片不得有卡阻、碰刮等現象。

③各連接部位不得松動,查看防火閥是否打開。

④檢測風機的電源裝置是否齊全,并檢查設備接地及其接線、電流等方面能否符合電力技術標準以及相關電氣設備技術規范文件中的有關規定。

（2）風機的啟動方式：在風機啟動前首先需要點動一下試機,以檢驗風機葉輪和機殼中間有無磨擦、各部分無卡澀等非正常現象,同時風機的轉動方位也必須和機殼上所畫標的箭頭指向方位保持一致；風機在啟動時,對其瞬時電流加以檢測。

（3）風機的轉速：在風機正常運行時對風機的轉速進行檢測,并將測定結果與風機銘牌或設計中給出的參數比較,以確定風機的風量和風壓符合所設定的條件。

（4）風機在運行時對其工作的額定電流加以測定,其值應當等于或小于電機的額定容量值。當風機正常運行時,不得滯留在劇烈震動狀態中,若發現異常現象時應立即停機檢測,發現問題并消除后方可繼續工作。

（5）風機在工作過程中應該檢查轉動支座內有無雜音,當溫度逐漸上升穩定以后再檢查轉動支座的實際溫度:旋轉支撐座實際工作溫度不應超過70 ℃,而滑動軸承的實際工作溫度也不應超過65 ℃。該風機軸承類型的振蕩轉速有效值,不應超過6.5 mm/s；且軸承箱必須裝設在同一機殼內的風機中,可直接從外殼上測試。該軸承的徑向振幅變化應當符合有關規定,無要求時則應滿足表1規定。

表1 軸流通風機軸承的徑向振幅(雙向)

（6）風機小負載下運行正常后,仍可實現規定負載下持續運行,其運行時限不少于2 h。帶有滑動軸承的風機,再次持續運行時間不得低于2 h。

6 結語

針對原先廠房通風系統存在的故障與缺陷，按照廠房總體送風風量要求，對廠房通風系統進行設備改造，確保設備安全可靠運行。