工业厂房通风管道设计应注意的问题分析

黄耀坤

（广东中汇认证检测有限公司，广东 东莞 523000）

近些年来，工业经济的快速发展相应增强了企业的生产能力，在技术改造过程中，直接影响了厂房内空气质量，使操作人员感到不适，进一步降低了生产水平，因此，迫切需要研究怎样优化厂房内部环境，而科学设计通风管道，可以驱散厂房内大量余热、有害气体等，从而提高室内的空气质量。所以，结合实际情况，提出了解决通风管道设计问题的措施。

1 工业厂房通风管道设计与应用

大部分厂房由于具有不同的使用功能，占地面积、柱间跨度和厂房高度相对较大，厂房内部存在复杂的工艺设备和平台分布，同时拥有大量采光窗和工业门窗，如果厂房今后进行改建，设计通风管道时必须全面考虑各种因素，保证通风设置的合理性。当前普通厂房对自然通风优先考虑，当自然通风无法达到要求时需要设计通风管道，针对复杂工艺设备和管道的单层厂房，通常利用屋顶式排风机排风，侧墙开进风百叶自然进风或设计屋顶进风机进风。基于通风机设置在屋顶的方式，虽然可达到通风换气的目的，但无法有效改善车间内部的空气质量。此外，将通风机设置在屋顶时应避免发生短路现象。如果发生屋顶漏水问题，不仅要在土建施工中进行防水处理，还要在屋顶设计风机时安装挡雨设备。厂房内部具有很多工艺设备和管道，加之给排水管道和电气的桥架，往往形成相对复杂的管路，但是通风管道尺寸相对偏大，管路需要较大的占地空间，因此通风机设计的通风管道相对较短，如此有效消除了通风机之间的干扰。在设计通风管道时需结合厂房不同应用功能科学设定通风换气的次数，对于一些时常要开启较多门窗的厂房，必须仔细检查门窗漏风量影响通风的情况。

2 工业厂房通风管道设计应注意的问题

厂房一般利用土建的梁对防烟区域进行划分，考虑到通风管道尺寸偏大，需要占用大量的空间，如果分开设置会浪费很多空间，因此通常利用通风联合防排烟系统，但厂房一般是一套系统与多个防烟区域融合，如此一来通风兼具防排烟系统对控制电气的要求更高，相应增加了控制难度。对于没有设置通风兼排烟风机的应尽量选择耐高温的风机，根据规定要求，做好防火防烟工作。对车间的洁净要求或有害气体超标的部分，结合国家部门提出的环境污染要求，科学设计除尘净化，通常开展全新风送风，处理回风后向室外排放，此时整体考虑除尘与通风的风量，科学设计送排风量，减少有害物污染室内环境，确保空间通风达到洁净的要求。

本文以某工业厂房为例，在设计通风管道时，首先标记各个管道，标出管道长度和排风点的位置，如图1所示。确定最不利的环路，再结合各个管路的风量和设计流速，明确最不利环路的各管段断面尺寸和单位摩擦阻力。结合管道的最小风速，考虑到管道漏风情况，计算管道局部摩擦阻力，如表1所示。

图1 通风系统

2.1 通风系统划分

当厂房车间内产生不同的送风需求，或车间面积相对较大，产生很多的送排风点，为了提高管理运行水平，一般设计多个送排风系统。通常包括风机、管道和设备。划分原则包括：①具有相同的处理空气要求和室内参数的，可以划定为一个系统；②具有相同的生产程序、运行班次和时间的，可以划定为一个系统；③独立设置排风系统的情况；④划分除尘系统满足不同的温湿度，混合后极有可能造成管道内结露，应分别设计系统；⑤如果风机周围出现较大排风量的排风点，最好与远处排风量小的排风点共同设计一个系统，设置该排风点后提高了系统的总阻力。划分系统的基本原则：车间排风点之间的距离不大，综合考虑经济效益，应设计一个通风系统。

表1 管段的摩擦阻力

2.2 管道的材料和形状

2.2.1 管道断面形状的选择

管道断面包括两种，即圆形和矩形。二者比较，当断面面积积相同时圆形的阻力小、材料省、强度大；当圆形风管直径相对较小时，制造更容易，便于保温。但是圆形管件增加了放样和制作难度；在布置过程中难以有效配合建筑和结构，影响了布置的美观度。当管道产生较高流速时，相应减小了直径，所以选择圆形管道。

2.2.2 管道材料

一般管道材料包括薄钢板、耐热耐磨合金钢、矿渣石膏板、砖和混凝土等。在含尘气体和粉尘温度偏低的位置，管道材料仅需耐磨损，使用普通钢管即可。在金属熔化炉附近，考虑内部温度达到500 ℃，所以选择的材料应耐高温，由于包含粉尘所以应保持耐磨性，进一步选择高硬度且耐磨的材料。根据这部分要求，采用耐磨耐热的合金钢。

2.3 科学布局通风管道

在布置局部通风管道时要综合考虑通风系统的整体设置，密切联系其他专业，不仅要保证协调性，还要与各项规定相符。如果通风管道出现大量排风点，则选择大断面的集合管与各个支管直接联系；布局通风管道时应尽可能保持顺直，进一步防止局部管件出现复杂的设计；气体在输送过程中含有液滴，将通风管道设置成坡度，并将水封管安装在通风管道的低处，从而更好地消除积液；在通风管道上安装调节与测量设备，从而对运行中的系统进行有效控制。

2.4 保证通风管道的温度平衡

通风管道对空气运输时，相应消耗大量的热量与冷量，注意维持空气温度的平衡，这就要求采取保温手段处理通风管道。通风管道的保温结构一般包括3 个部分，即保温层、防潮层和保护层。其中保温层是通风管道的核心保温部分，防潮层的作用是避免水或蒸汽与保温材料接触，保护层是避免损坏保温层和防潮层。

2.5 通风系统的进排风口

在工业通风过程中，在室外空气清洁区设置进风口，同时注意选择在排风口上风向设置，高度明显比排风口低，同时防止排风口与进风口发生短路问题。排出新污染源的气筒一般不能低于15 m。针对污染物相同的2 个排气筒，如果间距明显比几何高度之和小，可以将配气筒等效合并为1个。排风口通常排出包含毒害物质的空气，应借助大气有效稀释和扩散，此时在气流的正负压区上设置排风口，禁止设置风帽，从而阻止通风管道内进入雨水。

2.6 做好防火与防爆工作

当设计通风系统存在火灾与爆炸危险时，不仅需风量达到标准，还要设置检测可燃物和爆炸物浓度的设施，选择防爆风机，安装防爆门，同时在通风管道内避免产生积聚可燃物与爆炸物的死角。

3 结束语

综上所述，工业厂房通常室内空间相对较大，内部的污染源类型复杂，一般是集中分布处理，需要具有专业化的送排风系统。因此，在设计工业厂房通风管道时，必须整体考虑，避免发生通风管道的设计问题。所以，科学设计通风管道，不仅要达到通风目标还尽可能压缩成本，这也是本文重点研究的问题。