Проектування систем вентиляції акумуляторних цехів

Проектування вентиляції акумуляторних цехів

Наша проектно-монтажна компанія пропонує комплексне рішення завдань з проектування систем вентиляції будь-якого рівня складності, підбір оптимального обладнання для вентиляційних систем у відповідності з технічним завданням та побажаннями клієнта, а також монтаж «під ключ» і пуско-налагоджувальні роботи з подальшим обслуговуванням.

Під визначенням акумуляторний цех приймають виробничі приміщення з виробництва акумуляторних батарей і приміщень для зарядки акумуляторів на автотранспортних, складських, виробничих підприємствах, в серверних, дата-центрах, кінотеатрах, лікарнях та інших, де активно застосовуються акумулятори. Основним робочим елементом акумуляторної батареї є кислотний або лужний електроліт. У відповідності з чинними будівельними, санітарними та протипожежними нормами приміщення по виробництву і зарядці акумуляторів відносяться до небезпечним хімічним виробництвам з протипожежної категорії «А». Категорія «А» це приміщення, де відбувається виділення легко-займистого газу (водень) або рідини з температурою спалаху парів до 28°С.

Мал.1. Конвеєрна лінія заливання електроліту в автомобільні

акумулятори на підприємстві з виробництва акумуляторів.

1. Технічні особливості акумуляторів.

Електричний акумулятор — це хімічний джерело струму, який працює на активності металів в окисно-відновних реакціях у водних і напіврідких розчинах або по фізико-хімічним закону електрохімічного ряду активності металів. Так як принцип роботи акумулятора пов'язаний окислювально-відновними хімічними реакціями в кислому або лужному середовищі електроліту, то забезпечується багаторазове циклічне використання акумулятора через його заряд-розряд як автономного або резервного джерела електропостачання для потреб різних споживачів.

Електричний акумулятор може складатися з окремого елемента (акумуляторна осередок, акумуляторна банку) або з кількох окремих елементів, з'єднаних певним чином (акумуляторна батарея). Якщо з'єднання окремих елементів послідовне, то збільшується загальна вихідна напруга акумуляторної батареї. Якщо з'єднання окремих елементів паралельне, то збільшується загальна вихідна сила струму акумуляторної батареї.

Принцип роботи акумулятора на окислювально-відновних реакціях відновлюють працездатність акумулятора шляхом його заряду. При заряді акумулятора, електричний струм від джерела постійного струму з великим напруженням і мінімальної силі струму пропускається в напрямку, яке назад напрямом струму при розряді.

Ємність акумулятора вимірюється кількістю електрики в кулонах, при проходженні протягом 1 секунди електричного струму силою в 1 ампер. Приклад, акумулятор для легкового автомобіля з маркою «55 А*год на 12 В» має ємність 198 000 кулонів і видає в контур струм з силою 55 ампер протягом 1 години з напругою 10,8 вольт.

Недоліком акумулятора є його саморозряд. Саморозряд — це втрати ємності акумулятора після зарядки протягом часу при відсутності навантаження. У лужних акумуляторів саморозряд становить 10 % від ємності протягом перші доби після зарядки. У свинцево-кислотних акумуляторах саморозряд становить близько 40 % протягом одного року при температурі зберігання 20°С і 15 % протягом одного року при температурі 5°С.

Акумулятори необхідно захищати від різких перепадів температур, надмірного нагрівання або охолодження, відкритого вогню і намокання у воді. Порушення температурного режиму і правил експлуатації акумуляторів сильно скорочують термін служби і викликають втрату працездатності акумулятора.

Технічні параметри акумуляторів залежать від матеріалу електродів і складу електроліту. Розглянемо основні види акумуляторів, які активно експлуатуються в даний час:

1. Свинцево-кислотний акумулятор (Pb). Свинцево-кислотні акумулятори працюють на електрохімічної реакції свинцю і діоксиду свинцю в електроліті з водного розчину сірчаної кислоти. Найбільш поширений вид акумуляторів. Використовуються в автомобілях, тролейбусах, трамваях, повітряних та морських суднах, электропогрузчиках, штабелерів, электротягачах, в джерелах безперебійного та аварійного електропостачання.

2. Лужний акумулятор або гальванічний елемент (Mn-Zn). Марганцево-цинковий гальванічний елемент, у якому катод виготовлений з діоксиду марганцю, а анод з порошкоподібного цинку. Електроліт — розчин гідроксиду калію або іншого лугу. Вперше використовувати лужний електроліт в хімічних джерелах струму запропонували незалежно один від одного Вальдемар Джангнер (Англія) в 1899 році і Томас Едісон (США) в 1901 році. Використовується в тролейбусах, повітряних та морських суднах, у мобільних електроінструментах, основа стандартних гальванічних елементах живлення.

3. Нікель-кадмієві (Ni-Cd). Заміна стандартного гальванічного елемента, мобільні електроінструменти, тролейбуси, повітряні і морські суду.

4. Нікель-метал-гидридні (Ni-MH). Заміна стандартного гальванічного елемента, електромобілі.

5. Нікель-цинкові (Ni-Zn). Заміна стандартного гальванічного елемента.

6. Літій-іонні (Li-ion). Мобільні пристрої, мобільні електроінструменти, електромобілі.

7. Літій-полімерні (Li-pol). Мобільні пристрої, електромобілі.

2. Будівельні вимоги до конструкції акумуляторного цеху.

У відповідності з діючими будівельними нормами, акумуляторні цехи розміщуються в будинках ІІ ступеня вогнестійкості і вище, в ізольованих приміщень з окремих входом і бажано на першому поверсі будівель. За розміщення акумуляторних цехів в багатоповерховому будинку вищерозташованих поверхи повинні мати захист від проникнення газів.

У відповідності з діючими будівельними нормами не допускається розміщення акумуляторних цехів:

1. У підвальних і цокольних поверхах будівлі.

2. Під виробничими приміщеннями з «мокрими» процесами, під уникнення затоплення акумуляторного цеху.

3. Під приміщеннями душових, ванн, туалетів та подібних приміщень, під уникнення затоплення акумуляторного цеху.

4. Якщо під і над акумулюючим цехом розміщуються приміщення з тривалим перебуванням 50 чоловік і більше (зали засідань, буфети тощо).

Приміщення акумуляторних цехів повинні складатися з трьох відокремлених ділянок:

1. Приміщення, в якому проводиться зарядка акумуляторів.

2. Приміщення кислотної, для зберігання кислоти, луги, і приготування електроліту.

3. Приміщення для ремонту, розбирання і складання акумуляторних батарей.

Вхід у приміщення для зарядки акумуляторів і кислотну здійснюється через загальний тамбур, який обладнується приточною вентиляцією для створення підпору повітря. Облаштування входу в акумулюючий цех з побутових і підсобних приміщень заборонено.

Двері тамбура, приміщення для зарядки акумуляторів і кислотної повинні відкриватися назовні і забезпечуватися самозапирающимися замками, що допускають відкривання їх без ключа з внутрішньої сторони. Внутрішні перегородки в акумуляторних приміщеннях повинні бути суцільними від підлоги до стелі з бетону або поштукатуреної цегли. Стелі в акумуляторному цеху повинні виконуватися з вогнетривкого матеріалу і не оштукатурюються щоб уникнути осипання штукатурки і засмічення акумуляторів. Стелі, як правило, повинні бути горизонтальними і гладкими. Будівельні конструкції не повинні утворювати застійні зони.

Зовнішні огорожі акумуляторних цехів слід проектувати з таким розрахунком, щоб була виключена можливість конденсації водяних парів на внутрішніх поверхнях стін і стель. Для підтримки необхідної температури акумуляторний цех в зимовий час опалюватися. Виділяються з акумуляторів водень, сурьмянистый водень і аерозолі електроліту повинні видалятися з приміщення за допомогою природної або механічної вентиляції.

Установка в акумуляторних цехах штепселів, вимикачів, запобіжників, електровентиляторів, зарядних опорів, електричних грілок тощо не допускається. В акумуляторному цеху забороняються куріння, користування електронагрівальними приладами і апаратами, які можуть дати іскру. На вхідних дверях в акумуляторне приміщення повинні бути написи: «Акумуляторна», «Вогненебезпечно», «З вогнем не входити», «Куріння забороняється».

3. Розрахункові величини повітрообміну для акумуляторних цехів.

Основні шкідливості, які виділяються в акумуляторному цеху:

1. Вільний водень, при заливці електроліту і зарядці кислотного акумулятора. Суміш вільного водню з атмосферним киснем називають гримучим газом, який є взрывопожароопасным по категорії «А» з гранично допустимої концентрації водню в повітрі не більше 0,7% від об'єму приміщення.

2. Сірчанокислотний туман, який викликає хімічні і теплові опіки зовнішніх і внутрішніх тканин людини (шкіра, ніс, рот, бронхи, легені, стравохід, шлунок).

3. Їдкий калій і натрій, які викликають хімічні і теплові опіки зовнішніх і внутрішніх тканин людини.

4. Акумуляторні гази (сірчистий ангідрид, сурьмянистый водень та інше).

5. Акумуляторна пил (свинець, миш'як, сурма, калій, натрій тощо).

6. Тепловиділення від випрямних пристроїв, електричних машин, електроприладів управління та контролю, освітлення.

Мінімальний повітрообмін в акумуляторному цеху визначається з умови гранично допустимої концентрації водню в повітрі, яка повинна бути не більше 0,7% від обсягу цеху. Загальна кількість водню (В) в куб. м., яке виділяється при зарядці визначається за формулою:

В = 0,000105*Е*n, де

Якщо дані про максимальну продуктивність акумуляторного цеху відсутні, то обсяг повітрообміну приймають по кратності:

1. Для кислотних акумуляторних цехів — 10 крат.
2. Для лужних акумуляторних цехів — 3 крата.

Щоб виключити поглинання електролітом водяної пари з повітря і випаровування води з електроліту, парціальний тиск водяних парів у повітрі має бути 12,8 мм рт. ст. Це відбувається при температурі повітря в акумуляторному цеху +20°С і відносній вологості φ=73%.

Повітряне опалення акумуляторного цеху, поєднане з припливною вентиляцією, може застосовуватися при відсутності системи водяного опалення в будівлі.

У приміщеннях з надлишковими тепловиділеннями (електромашинне приміщення, дистиляторна, реостатна) слід передбачати можливість відключення системи опалення з початком роботи обладнання, що виділяє тепло.

4. Природна вентиляція акумуляторного цеху.

Всі приміщення акумуляторного цеху повинні бути обладнані системою природної вентиляції. При влаштуванні природної вентиляції слід дотримувати наступні вимоги:

1. Повітря не повинен зустрічати у витяжній повітропроводі перешкоди (засувки, клапани), які б обмежували його рух.

2. Поблизу приймальних і витяжних шахт не повинно бути екрануючих поверхонь, що заважають дії вентиляції.

3. На витяжних шахтах встановлюються циліндричні дефлектори.

4. Число колін у витяжному каналі не повинно перевищувати двох при відхиленні каналу від вертикалі до 45° і одного при відхиленні каналу від вертикалі на 90°С.

При природній вентиляції повинен забезпечуватися одноразовий обмін повітря в годину в приміщеннях акумуляторного цеху. Вентиляція приміщення при формувальному заряді акумуляторів, який повинен проводитися за вимогами технології при напрузі до 2,6—2,7 Вольт на елемент, передбачається від тимчасової вентиляційної установки (пересувного вентилятора).

При природній вентиляції акумуляторних цехів не можна відкривати вікна і кватирки, щоб виключити надходження у приміщення забрудненого повітря, комах, птахів і тварин. Для надходження свіжого повітря передбачають отвори в нижній частині приміщення. У припливному каналі встановлюють протипожежний клапан, тому перетин припливного каналу повинен бути в 1,5 рази більше витяжного воздуховода.

Витяжку повітря при природній вентиляції слід проводити з верхньої зони приміщення. Висхідні від акумуляторів, що заряджаються конвективні потоки більш теплою і легкої воднево-повітряної суміші захоплюють у верхню зону приміщення дрібні крапельки електроліту, звідки вони видаляються природною тягою через витяжні отвори і повітровод.

Переріз витяжних каналів природної вентиляції орієнтовно може визначатися за припустимої швидкості повітря, яка приймається в залежності від розташування витяжних отворів по поверхах будівлі. При природній вентиляції акумуляторного цеху вважається, що швидкість повітряних потоків через приточні та витяжні канали становить 0,5 м/с. Максимальна швидкість повітряного потоку в вентиляційних витяжній шахті повинна бути не більш ніж до 1 м/с.

5. Механічна вентиляція акумуляторного цеху.

В акумуляторних цехах механічна вентиляція резервується природною вентиляцією. Механічна вентиляція працює при паяльних роботах, формуванні та заряді акумуляторів, у разі «кипіння» електроліту при зарядити акумуляторних батарей. При непрацюючій механічної вентиляції під час зарядження, розрядження та бездіяльності акумуляторів обмін повітря в акумуляторному приміщенні забезпечується за допомогою природної вентиляції.

Припливне повітря механічної вентиляції акумуляторного цеху піддають очищенню від пилу і його обсяг не повинен перевищувати 85% обсягу витяжки, для створення невеликого розрядження повітря, що перешкоджає прониканню забрудненого повітря в сусідні приміщення.

Ефективність вентиляції акумуляторного цеху в значній мірі визначається схемою вентиляції.

Основними схемами вентиляції акумуляторних цехів є наступні.

Схема повітрообміну з рухом повітря уздовж приміщення є найбільш поширеною.

Характерним є рух всієї маси вентиляційного повітря уздовж приміщення. Наростання концентрації сірчаної кислоти і водню в повітрі відбувається в залежності від їх виділень з акумуляторів і довжини приміщення. Таким чином, у витяжних отворів концентрації шкідливостей мають найбільше значення, причому важливо, щоб вони в цьому місці не перевищували ГДК. Переваги схеми — її простота, надійність, все повітря бере участь в асиміляції сірчаної кислоти і водню і швидкість руху повітря вище, ніж при інших схемах вентиляції, що забезпечує ефективне переміщення повітря у всьому приміщенні. В приміщенні відсутні застійні зони і місця небезпечних скупчень водню.

Випуск припливного повітря проводиться у підлогу або у робочу зону (на рівні 1,5—1,7 м від підлоги або на рівні верхніх кришок акумуляторів). Витяжка повітря з діючим нормам провадиться з розрахунку 2/3 об'єму повітря з верхньої зони приміщення і 1/3 об'єму повітря з нижньої зони. Витяжні отвори розташовуються під стелею на висоті 0,2 м від підлоги.

При схемі з рухом повітря поперек приміщення найбільш ефективним є розташування приточних отворів на рівні дихання людини (1,5 — 1,7 м від рівня підлоги). Витяжка здійснюється наступним чином: 2/3 об'єму повітря з верхньої зони приміщення і 1/3 об'єму з нижньої зони. З-за близького розташування припливних та витяжних отворів один від одного відбувається перетікання повітряних потоків, ефективність вентиляції приміщення знижується. Ця схема є ефективною, простою і дешевою, виключає утворення зон скупчення водню, рекомендується для широкого застосування при невеликих площах приміщень.

Схема повітрообміну з нижнім припливом повітря і верхньою витяжкою застосовується для вентиляції акумуляторних приміщень на морських судах.

Системи вентиляції акумуляторних цехів проектуються у вибухобезпечному і антикоррозионном виконанні.

Механічна вентиляція акумуляторних цехів, повинна бути зблокована з зарядним пристроєм (вимкнення вентиляції — відключення зарядного пристрою).

Вентиляційні установки приміщень акумуляторних і кислотних проектуються самостійними і не пов'язаними з вентиляційними установками інших приміщень.

У відповідності з діючими будівельними нормами тамбури акумуляторних цехів необхідно подавати не менше п'яти обсягів повітря, але не менше 250 ма/год. Повітря повинно подаватися над дверима акумуляторного приміщення з напрямком потоку вниз. Подача повітря в тамбур забезпечується від припливної системи, обслуговуючої акумуляторне приміщення.

Витрата повітря для вентиляції акумуляторних шаф визначається з умови розбавлення водню. Щоб уникнути вибивання водню і крапельок електроліту з шафи до приміщення швидкість всмоктування повітря у відкритому отворі шафи приймається рівною 0,6—0,7 м/с. Швидкість регулюється зміною площі відкритого прорізу шафи.

В акумуляторних цехах, в яких шкідливі виділення від акумуляторів, що заряджаються видаляються за допомогою місцевих відсмоктувачів, необхідно передбачати додатково загальнообмінну вентиляцію з витяжкою повітря з верхньої зони приміщення для видалення водню під час заряду акумуляторів. При цьому необхідно забезпечити у приміщенні не менше ніж одноразовий обмін повітря в годину.

У приміщеннях для приготування електроліту проектується витяжна вентиляція, що забезпечує дворазовий обмін повітря в годину. Витяжний отвір має бути на відстані 0,3—1,0 м від підлоги.

Вентиляція камер для припливних і витяжних систем, які обслуговують акумуляторні цеху, обов'язкове. В припливних камерах припливна вентиляція повинна забезпечувати не менше двох обмінів повітря в годину, у витяжних — не менше одного. Приплив повітря забезпечується природним шляхом. Подача повітря в припливну вентиляційну камеру може здійснюватися також від припливної вентиляційної установки, розташовуваної в цій камері.

У електромашинному приміщенні, реостатному і дистиляторної система вентиляції забезпечує відведення тепла і виключає підвищення температури обладнання вище допустимої. Витрата повітря для вентиляції цих приміщень визначається з умов видалення надлишків тепла.

Системи вентиляції акумуляторних цехів мають у своєму складі наступне обладнання: пристрої для прийому і викиду повітря, пристрої для очищення та фільтрації повітря, калорифери для підігріву повітря в зимовий час, повітроводи, збудників руху повітря, повітророзподільні пристрої. Пожежо - і взрывобсзопасность акумуляторних цехів забезпечується правильним вибором конструкції фільтрів, типів вентиляторів і електродвигунів, розміщенням вентиляційного обладнання в камерах.

6. Система димовидалення і підпору повітря в акумуляторному цеху.

При проектуванні вентиляції акумуляторного цеху передбачається в безумовному порядку система димовидалення з основних і допоміжних приміщень акумуляторного цеху, і система підпору повітря на шляхах евакуації людей, тамбурах і сходових клітинах. Система димовидалення і підпору повітря складається з клапанів димовидалення, щільних сталевих повітроводів, покритих огнезадерживающим складом; бетонних або цегляних вертикальних шахт, вогнезатримуючих клапанів, вентиляторів димовидалення (радіальні, осьові або дахові радіальні).

При проектуванні вертикальні колектори або шахти систем димовидалення з приміщень надземної частини будівлі повинні мати межу вогнестійкості 0,75 год (EI 45). Всі інші повітроводи систем протидимного захисту повинні мати межу вогнестійкості не менше 0,5 год (EI 30).

Повітроводи систем підпору повітря при пожежі повинні мати межу вогнестійкості не менше 0,5 год (EI 30). Повітроводи систем підпору повітря на шляхах евакуації людей і сходових клітках повинні мати межу вогнестійкості 2,5 години (EI 150).

Мал. 4. Схема системи димовидалення з приміщень будівлі і система

підпору повітря на шляхах евакуації людей з палаючого будинку

Саме такі часові обмежувачі, які перевірені майже столітнім досвідом людства в сучасному будівництві, дозволяють мінімізувати початкові витрати на проектування та монтаж системи димовидалення. А при виникненні пожежі в акумуляторному цеху, дозволяють його швидко загасити і мінімізувати його шкідливі наслідки для людини і навколишнього середовища.

Замовити проектні роботи систем вентиляції акумуляторного цеху по найкращим цінам

Наша компанія пропонує Вам високоякісне сертифіковане обладнання від провідних виробників вентиляційного устаткування. Крім того, у нас працюють фахівці з високою кваліфікацією з проектування, монтажу, пуско-налагодження та сервісного обслуговування всього вентиляційного обладнання, яке необхідно Вам для високоефективної і надійної роботи Вашої вентиляційної системи.

Наші пріоритети — це надійність, якість та ефективність, тому співпрацюючи з нами, Ви маєте можливість оцінити всі переваги роботи з професіоналами!