工业通风管道设计中常见问题探讨

邹俊祥，袁 敏，卢轶钢，崔方方，王永伟

（1.四川大学华西公共卫生学院/四川大学华西第四医院，四川 成都 610041；2.四川省国环环境工程咨询有限公司，四川 成都 610023；3.四川宏鼎宸科技有限公司，四川 成都 610037）

工业的工作环境大多较为复杂，包括工艺、机器设备与产品分布、空气环境、职业环境等，工业通风管道的设计也受到多种因素的影响，具有较高的难度与技术要求。采用科学合理的措施解决工业通风管道设计中的常见问题，成为工业改建过程中的重中之重。

1 工业通风管道设计目的

因为工业环境具有复杂性，所以在设计工业通风管道时就要结合各项因素，全面地进行考虑，事先做好准备工作，保证通风管道设计的合理性。通风管道设计的目的如下：首先，排除污染物。针对工艺制造中产生的污染物，符合国家卫生标准的污染物可直接通过通风管道进行排除，而具备有害因子的污染物则可以排送到专门的污染物处理处进行净化，等处理达标后再排出。其次，输送。包括具有一定湿度或温度、新鲜的空气等，将其输送到指定区域内，如纺织厂、造纸厂等对温度或湿度有需求的工业区域，以满足工艺制造对环境的需求，同时也创造一种舒适的工作环境。最后，置换。从通风管道补充工业环境内部空气的不足，维持室内空气压力的平衡，避免外界污染空气进入对工作环境或产品质量造成不良影响。或者通过通风管道对室内排出，及对室外新鲜空气的送入，以达到净化空气或调温的效果[1]。

2 工业通风管道设计常见方式

随着社会工业化的深入发展，工业类通风管道设计也存在着诸多类别，不同的生产情况，对作业环境需求也各不相同。例如：化工类作业，由于此类作业过程中极易产生带有害因子的气体，因此通风管道常以净化空气等需求为主；而电子类作业，则以调温控湿为主。最终结合其作用的范围、有无动力系统等，可划分为以下五种方式。（1）全面通风。全面通风，细分为稀释、单向流通、均匀流通、置换四种方式。旨在对工业区域的整体面积进行空气流通或置换，将整个空间面积中危害因素较小、浓度较低，或是多余的湿气、热气等稀释、排除至卫生标准限值之下，确保空气的洁净度。（2）局部通风。局部通风，又分为两种：局部送风、局部排风。主要是利用局部的空气流通，达到净化空气，降低危害因素带来不良影响的目的。（3）机械通风。通过动力系统，凭借风机引起的气压，促使空气流通与置换。常见于化工类工业，能够将室内有毒有害污染物从机械通风管道迅速排出到指定处理区域进行分解净化。（4）自然通风。自然通风，顾名思义是一种凭借室外风力形成的风压，以及室内外空气温差所引起的热压下的空气流通，是以自然因素为依托的无动力通风方式。因自然因素存在不稳定性，故被工业单独采用的情况较少，常与其他方式结合来使用[2]。（5）事故通风。事故通风，是工业中非常特殊的一类通风方式，通常是因工业事故而造成的有大量毒害污染物，或有爆炸隐患的气体或蒸汽存在时进行排除或稀释的一种通风方式，旨在保证事故发生时，能够有足够可靠的通风管道来应对通风换气量[3]。实际上，要想实现更全面的通风效果，普遍会结合采用至少两种通风方式[4]。

3 工业通风管道设计中常见问题

（1）通风系统划分问题。部分工厂出于私利或图方便，往往统一划分为一个系统，不仅不能达到很好的通风效果，还为工厂作业埋下了安全隐患。当工业区域面积较广，安置多个排送风点时，可设计统一连接的管理系统，将总台风机和多项排风点形成一个整体。而系统的划分则可以结合工业生产性质、流程、时间、运行参数，以及对空气、湿度、温度的需求等因素，相同或类似的可划分为一个系统进行统一管理，而两种易混合且混合后会产生更大毒害性的气体，或易引发火灾、爆炸的气体，就务必不能划分为一个系统，而应设计独立的通风系统[5]。

（2）通风管道选材与断面形状问题。管道的材料与断面形状是实现工业管道通风良好效益的根源所在，一旦选错材料或形状，不仅会对工业建筑结构的美观造成破坏，还会达不到通风的效果与目的，甚至会因材料的不过关，在通风管道的使用阶段埋下安全隐患。一方面，要选择正确的管道材料。例如：在熔化炉周边，就要考虑到耐高温的属性，选择耐热耐磨性较高的合金钢[6]。另一方面，选择适合的管道断面的形状也尤为关键。一般而言，圆形更适合具有高速流动要求的管道；而管道断面大时，选择矩形较为合适，对提高空间的利用率也有辅助作用。

（3）通风管道的布局问题。通风管道的布局需要尽可能便捷，保持管道的顺直，同时还可以将用于调节和检测的设备安装到通风管道中，以便对通风管道的运行进行实时、系统的管理。此外，还需要根据实际的通风需求来进行设计，如当输送的气体中含有液体时，就可以将通风管道布局为斜坡状，进而达到消除积液的目的。

（4）通风管道的温度平衡问题。通风管道的温度平衡问题方面是非常重要的一个环节，一旦设计不合理，就极容易造成管道因温度过高或过低，或是长期处于潮湿的环境中而造成管道破裂等问题发生。尤其是由于通风管道在运行过程中会带来热量、冷量、能量的大量消耗，因此对通风管道的控温结构就有着较高的要求，通常包含保温、防潮、保护层三层防护。保温层是管道的核心，防潮则是为了避免管道材料与水、水蒸气的接触，而保护层则是对保温层与防潮层加以保护，避免其损坏[7]。

（5）通风管道的进排风口问题。在工业通风中，进排风口的设计根据不同的情况都有着针对性的要求，需要被区别对待，避免导致进排风口“短路”或漏雨等问题。通常进风口常设计在空气新鲜的上风向处，且位置较排风口低，这是为了避免进排风口对接的情况发生。排风口的设计，常见高度不应低于15m，而带有有害污染物的排风口，则需要设计在工业区域中气流所处的负压和正压区以上，同时还要杜绝风帽设计，避免雨水的渗漏。

（6）通风管道设计的安全问题。通风管道常见的安全问题：一是火灾；二是爆炸。对此，在设计通风管道时首先要做的就是针对防火防爆进行设计。一方面在设计通风管道的同时，事先配置好相应的安全系统，一旦出现此类安全隐患，就可以直接通过系统控制避免灾害对工业区域的破坏；另一方面是设计有效的安全监控系统。通过对通风管道运行的实时监控，确保管道运行的安全性，也为工作人员的事先安全预警工作提供了有效保障。

4 工业通风管道设计效果的注意事项

（1）注意日常维护与管控。部分工业在安装并确保通风管道系统能够正常运转后，便不再继续关注通风管道的日常维护与管控。以至于在工业产量增加，通风管道负荷加大的情况下，缺乏及时的数据评估检测与更新，造成通风效率降低或除尘净化功能减退，进而为工业生产带来一定的安全隐患。对于工业通风管道，不仅要在设计上保证其科学性，还要注意通风管道日常的维护与管控，以此提高通风管道系统的使用寿命与安全性[8]。

（2）注意通风天窗设计。结合工业通风系统的实际应用情况，通风天窗设计的合理性能够对工业生产的效率与质量造成一定的影响，尤其是在雨季时期，不合理的通风天窗会导致室内飘雨或漏雨问题，不仅会对工业生产带来不必要的经济损失，还会对工业区域的环境造成一定范围的破坏，影响生产进度。对此，在设计工业通风系统时，务必要注意通风天窗的设计情况，常见的通风天窗有矩形天窗、垂直天窗，既可以有效地遮挡雨水，又可以起到通风的效果。

（3）注意工业通风的安全性。首先是防毒害方面。当工业区域中存在各类有毒害污染物，如化工类生产，应将其工业通风管道系统分开设计，避免因毒害污染物混合而衍生出更加剧烈的有毒害的物质。其次是防爆方面。例如：遇水或遇水蒸气会爆炸的粉尘、油性蒸汽和高温气体，或是有害气体与粉尘混合易爆物等应分开设计通风管道，并且在输送高温气体时，通风管道的设计要远离易燃结构，做好防火隔热的措施。同时，像是电动机、排送风机等设备与各个零用部件也应选用高防爆性质的材料，避免运行过程中因摩擦带起火花而造成火灾和爆炸。最后，针对易燃易爆的粉尘应设计专用的通风管道，并同时设计一处利于拆卸清扫的端口，以此控制火灾或爆炸发生时火势的蔓延，以及制止设备继续运转[9]。

5 结束语

综上所述，工业通风管道的设计对工业区域的工作人员以及工业产业来说都具有十分独特且重要的现实意义与应用价值。要想发挥工业通风管道的效用，就务必要加强对通风管道的设计，采用科学合理的设计方案，结合实际情况对通风管道的整体与细节进行布局，为工业通风管道的正常运转提供可靠保证，进而促进工业生产效率与质量的稳步提升。