«Мир климата» продолжает знакомить читателей с материалами, публиковавшимися на страницах ноябрьского выпуска журнала «Отопление и вентиляция» за 1938 год. На этот раз вашему вниманию предлагается статья о вопросах вентиляции технологических туннелей на промышленных предприятиях, которую редакция «Отопления и вентиляции» сочла необходимым сопроводить комментарием и пригласить к обсуждению высказанных в статье предложений.
Принципы вентиляции теплотуннелей крупных химических предприятий
Современные крупные химические комбинаты имеют весьма развитую сеть паро-, газо- и водопроводов. В значительной своей части эти коммуникации составляют большое подземное хозяйство таких комбинатов. Туннели, по которым проложены указанные магистрали, не являются местом постоянного производства работ, однако они периодически подвергаются техническому осмотру, в них производится ремонт, и поэтому необходимо обеспечить в этих туннелях соответствующие санитарно-гигиенические условия.
По предложению одного из химических комбинатов Московский институт охраны труда провел исследование санитарных условий в теплотуннеле с целью установления принципов вентиляции.
В исследованных туннелях проходят паропроводы для перегретого и мятого пара (с температурой в 300–120 °C). Кроме того, частично проходят также водопроводы для подачи воды из ближайшей речной запруды и канализационные трубы промышленных сточных вод.
Водооборотная система предприятия включает в себя очистные сооружения для фильтрации и химической очистки, градирни и подземные сборные резервуары. На отдельных участках водооборотной системы имеются переливы, по которым вода может спускаться в промышленную канализацию; этими переливами пользуются также для спуска отработанной воды в канализацию в случаях временных перебоев в работе водооборотной системы.
Следовательно, в канализации может оказаться вода, содержащая газы в растворе (в основном сероводород и углекислоту), и при просачивании сточной воды в туннели возможно выделение поглощенных газов. Особенно возможно выделение сероводорода и углекислоты при порче канализационных труб и при обильном выходе сточных вод в отдельные участки теплотуннелей.
Таким образом, в туннелях возможны значительное повышение температуры и влажности воздуха (большие горячие поверхности паропроводов, возможность выбивания пара) и загрязнение воздуха значительными концентрациями вредных газов.
Исследованиями было установлено, что температура воздуха в различных участках туннелей была, как правило, значительно выше, чем температура наружного воздуха (35–62 °C против 27 °C наружного воздуха). В отдельных участках туннеля наблюдалась также повышенная относительная влажность воздуха, которая достигала в среднем 40–56% при температуре 35–55 °C. Концентрация сероводорода на различных участках теплотуннелей колебалась в пределах 0,05–0,36 мг/л, превышая во много раз предельно допустимую (0,015 мг/л).
Таким образом, основными вредностями в обследованных теплотуннелях являлись повышенная температура и значительные концентрации сероводорода. Механической вентиляции в обследованных туннелях не было, а естественное проветривание осуществлялось через специально устроенные шахты и отверстия, пробитые в перекрытии туннелей. Шахты были высокие и низкие. Первые по проекту должны были работать на вытяжку, вторые — на приток. Однако на деле это соблюдалось далеко не везде, что можно объяснить соответственными температурными условиями, нивелирной разностью отметок шахт, имеющей большее значение, чем разность строительных высот, а также влиянием ветра.
Установленные аэродинамическими замерами воздухообмены и направление воздушных потоков показывают явное преобладание притока в тех участках туннеля, где нет паропроводов и источников значительных тепловыделений, при наличии же последних отмечается преобладание вытяжки. Кроме того, существующая схема воздушных потоков объясняется разностью нивелирных высот туннеля, подъем которых начинается как раз от горячих участков туннеля.
Устройство высоких и низких шахт (соответственно для вытяжки и притока), как видно из сказанного выше, не решает задачи организованного воздухообмена, а приводит к воздухообмену вообще, в силу чего вредные выделения одного участка переносятся частично на соседний, соответственно изменяя и ухудшая метеорологические и газовые условия в нем.
Тепловыделения от паропроводов в той или иной степени неизбежны, и необходимость борьбы с высокой температурой приводит к устройству вентиляции туннелей. Что касается выделения сероводорода из сточных вод, то устранение попадания последних в теплотуннели было бы наиболее радикальным способом оздоровления воздушной среды в части газов и уменьшения влажности. Для этого необходимо было бы разместить трубы канализации вне туннелей, в особых местах, изолированных от теплотуннелей.
В отношении вентилирования теплотуннелей, от которых изолирована промышленная канализация, расчет воздухообмена должен предусмотреть ассимиляцию неизбежных теплоизбытков. При вентилировании теплотуннелей с наличием в них и промышленной канализации необходимо при расчете воздухообмена также учитывать неизбежные газовыделения.
Изложенное выше позволяет сделать следующие выводы.
- Организованное проветривание туннелей может быть осуществлено (особенно в летнее время) лишь при помощи механической вентиляции, так как естественная вентиляция не справляется с распределением необходимого притока и вытяжки.
- Туннели должны быть разделены на отдельные участки поперечными перегородками с установкой отдельных приточных вентиляторов в каждом участке (по возможности в середине участка).
Рекомендуя организацию механического притока, а не вытяжки, мы исходим из тех соображений, что установить плотные поперечные перегородки при значительном количестве трубопроводов затруднительно. Устроить в перегородках удобные двери, обеспечивающие достаточное разделение участков, также трудно. Поэтому при установке в средней части участка вытяжного вентилятора, а по концам участка — двух приточных шахт, работающих под влиянием разрежения (создаваемого внутри туннеля вентилятором) вполне возможен подсос воздуха из смежных участков, что повлечет за собой и подсос вредностей оттуда. Таким образом, уже при самом поступлении в туннель качество приточного воздуха будет снижено. При замене вытяжного вентилятора приточным эти явления исключаются.
В тех же участках туннелей, где имеются вводы от них в здание, возможно поступление вредностей в производственные помещения ввиду несколько повышенного от нагнетательной системы давления в туннеле. Поэтому вводы в помещения должны быть особо уплотнены, а вытяжные шахты — достаточного сечения с сопротивлением проходу воздуха не больше 0,2 мм водного столба.
- Вентиляторы должны иметь не только местное, но и дистанционное кнопочное управление от разделяющих туннель перегородок, чтобы в аварийных случаях могло быть обеспечено проветривание зараженного участка без подхода к месту установки вентилятора.
- В промежутках времени, когда рабочих в туннелях нет, проветривание должно быть только естественное. Сечение и высота шахт должны обеспечивать удаление теплоизбытков в холодный период года (когда наружная температура –5 °C) естественным путем.
- Необходимые обмены воздуха для летнего времени могут быть определены расчетом. При заданных диаметрах тепловых труб, толщине и качестве изоляции и параметрах теплоносителя определяется общее тепловыделение горячих поверхностей внутри туннеля. Получив таким образом общее тепловыделение и приняв перепад температур наружного и выходящего из туннелей нагретого воздуха не свыше 10 °C, определяем требуемый обмен. При наличии выделения сероводорода или других вредных газов надлежит в целях определения обмена принимать допустимые законодательством концентрации (в частности, допустимые концентрации для сероводорода не больше 0,015 мг/л воздуха). При наличии тепла и газов величина обмена устанавливается по наибольшему, получившемуся из расчета для тепла и для газов отдельно.
Инженеры И. Л. Каплинский,
Н. О. Рекашев,
доктор Г. Я. Сигалов,
Московский институт охраны труда
От редакции
Статья товарищей Каплинского, Рекашева и Сигалова несомненно представляет ценность в части данных произведенных ими обследований.
Редакция полагает, однако, что авторы сделали поспешный вывод о необходимости во всех случаях применения механической вентиляции. Поскольку обследованием для данного случая выявлены причины неудовлетворительной работы естественной вентиляции, представляется возможным так расположить приточные и вытяжные шахты, чтобы ветровые условия и нивелирные данные местности не оказывали отрицательного влияния, а наоборот, создавали благоприятные условия для естественного проветривания туннелей. Поэтому окончательные выводы авторов редакция считает неубедительными.
Помещая статью в дискуссионном порядке, редакция просит заводы и отдельных специалистов высказаться и прислать имеющиеся материалы по затронутому вопросу.
