Вентиляция электромашинных помещений

Для создания нормальных условий работы обслуживающего персонала и содержания машин и аппаратуры в чистоте электромашинное помещение искусственно вентилируют.

Выбор системы вентиляции электромашинного помещения и машин определяется объемом электромашинного помещения и установленной мощностью электрооборудования. Если на каждый киловатт установленной мощности приходится более 12 м3 электромашинного помещения, то нет необходимости в устройстве искусственной вентиляции: отвод тепла осуществляется путем естественного обмена воздуха в помещении. При этом можно применять машины открытого исполнения.

Если на каждый киловатт установленной мощности приходится от 3 до 12 м3 электромашинного помещения, то искусственная вентиляция становится обязательной. В этом случае система вентиляции машин может быть выполнена общей (полузамкнутой) для машин и электромашинного помещения.

Если на каждый киловатт установленной мощности приходится менее 3 м3 злектромашинного помещения, то систему вентиляции машин и электромашинного помещения выполняют раздельной. При этом машины вентилируют по замкнутой системе вентиляции.

Вентиляцию электромашинного помещения осуществляют от установки добавочного воздуха, с помощью которой:

отводят тепло, выделяемое установленным в электромашинном помещении оборудованием, машинами, ящиками резисторов и т. п.;

покрывают расход воздуха, потребный для машин, работающих по проточной системе вентиляции, а также для двигателей механизмов, работающих с принудительной вентиляцией, если они вентилируются от повысительных установок, расположенных в электромашинном помещении;

поддерживают некоторое избыточное давление (подпор) в электромашинном помещении для предотвращения попадания извне загрязненного воздуха;

восполняют неизбежные утечки воздуха из электромашинного помещения через неплотности здания.

Обычно применяют одну или несколько установок добавочного воздуха (при расходах воздуха свыше 80 000 м3/ч). В последнем случае обеспечивается более равномерное распределение воздуха по электромашинному помещению.

Установка добавочного воздуха состоит из воздухозаборной шахты и вентиляционного помещения, где устанавливают калориферы, увлажнительные устройства, фильтры и вентиляторы. Установка работает по циклу улица - калорифер - увлажнительное устройство - фильтр - вентилятор - электромашинное помещение - улица.

Недостаточное количество добавочного воздуха и неправильное распределение его по площади электромашинного помещения снижают эффективность вентиляции.

До сих пор широко распространена система вентиляции злектромашинного помещения "снизу - вверх". При этой системе наружный воздух, пройдя установку для добавочного воздуха, нагнетается вентилятором в подвал электромашинного помещения, откуда частично поступает для охлаждения двигателей механизмов, если повысительные установки расположены в подвале электромашинного помещения, а основная масса воздуха устремляется через проемы в перекрытии подвала в электромашинное помещение.

Проемы располагают как вдоль внутреннего периметра электромашинного помещения, так и на свободных площадках вблизи мест больших тепловыделений, например в районе расположения крупных машин. Проемы закрывают решетками и размещают равномерно и преимущественно в тех местах, где имеются наибольшие тепловыделения или постоянно находится дежурный персонал. Сечения проемов принимают пропорционально количеству выделяемого тепла. Их выбирают, исходя из скорости воздуха около 5 м/с. Проемы лестничных клеток и монтажные люки, если они выполнены решетчатыми, также служат для подачи воздуха из подвала в электромашинное помещение.

Воздух, попадая из подвала в электромашинное помещение, отводит тепло, выделяемое работающими машинами и аппаратурой, а также создает избыточное давление в электромашинном помещении, тем самым препятствуя проникновению загрязненного воздуха с улицы. Нагретый воздух поднимается кверху, откуда он удаляется естественным путем или дистанционно управляемыми крышными вентиляторами. Частично тепло из электромашинного помещения удаляется через ограждающие конструкции (стены, крышу и т. п.).

Однако при такой системе вентиляции трудно осуществить распределение воздуха в соответствии с тепловыделениями, поскольку выпускные отверстия размещаются в электромашинном помещении в местах, свободных от оборудования, обычно у стен помещения, т. е. вне зоны наибольших тепловыделений. Воздух проходит в электромашинное помещение вертикальными потоками, преимущественно стелющимися по стенам, и, направляясь к перекрытию, образует в середине электромашинного помещения нисходящий обратный поток, подавляющий конвективные потоки воздуха над источниками тепла, и искусственно создает в рабочей зоне очаги перегрева. Кроме того, в подвале приточный воздух частично теряет свой напор и, проходя через проемы в перекрытии с небольшими скоростями, не всегда в состоянии преодолеть естественные тепловые циркуляции воздуха в электромашинном помещении и создать необходимую подвижность воздуха для его энергичного перемешивания. Все это приводит к неравномерному распределению температур в электромашинном помещении, где высокие температуры неблагоприятно отражаются на работе оборудования и обслуживающего персонала.

Лучших результатов можно добиться, если подавать воздух отдельно на первый этаж и в подвал электромашинного помещения. Воздух распределяют при помощи коробов, расположенных вдоль стен помещения на уровне рабочей зоны (пространство высотой 2 м над уровнем пола). Получается пропорциональное распределение воздуха по основным источникам тепловыделений.

Иногда применяют системы вентиляции, создающие в электромашинных помещениях воздушные потоки, направленные в сторону расположения основных источников тепловыделений. Воздух подается с небольшой скоростью (2-3 м/с), достаточной, однако, для рассеивания очагов перегрева. Количество подаваемого воздуха соответствует тепловыделениям от этих очагов. Вентиляционные установки располагают вдоль электромашинного помещения. Воздух подается в электромашинное помещение, в рабочую зону, сосредоточенными горизонтальными струями, направленными в зоны наибольших тепловыделений.

Захватывая тепло, воздух, нагревшись, устремляется вверх, где через проемы, снабженные регулируемыми жалюзи, удаляется за пределы злектромашинного помещения. С помощью этих жалюзи можно регулировать количество и распределение воздуха, проходящего через электромашинное помещение, и поддерживать в нем необходимый уровень избыточного давления. Иногда применяют факельную систему вентиляции, заключающуюся в том, что с обоих торцов электромашинного помещения устанавливают мощные вентиляционные установки, которые подают воздух сильными струями (факелами). Эти факелы направляют с высоты 4-7 м вниз со скоростью воздуха 10-12 м/с вдоль электромашинного помещения. При такой системе вентиляции воздух хорошо перемешивается и не требуются распределительные воздуховоды.

Рассмотренные системы вентиляции электромашинных помещений являются проточными и применяются для условий, когда в наружном воздухе содержится мало загрязнений и, следовательно, не требуется высокая степень его очистки, когда воздух внутри помещения сильно загрязняется (например, машинами с открытыми коллекторами), когда максимально допустимые температуры воздуха в помещении могут быть соблюдены без охлаждения поступающего наружного воздуха и когда требуются значительные количества воздуха для отвода тепловыделений.

Если перечисленные требования отсутствуют то, по-видимому, нецелесообразно всасывать холодный загрязненный воздух, подогревать (в зимнее время) и фильтровать, т. е. доводить до состояния, пригодного для вентиляции, а затем выпускать наружу.

В зарубежной практике известны небольшие электромашинные помещения, оборудованные замкнутыми системами вентиляции. Эти системы снабжены полным набором вентиляционного оборудования (фильтры, вентиляторы, воздухоохладители и т.п.), обеспечивающего подачу, очистку, охлаждение и избыточное давление воздуха в помещении. Замкнутые системы вентиляции электротехнических помещений обычно применяют при необходимости поддержания в них определенных предельных температур, при значительной загрязненности наружного воздуха, небольших тепловыделениях, низкой стоимости воды для воздухоохладителей и необходимости соблюдения особой чистоты в помещении.

В отечественной практике для электромашинных помещений замкнутые системы вентиляции не применяют. В будущем возможно применение электрооборудования в так называемом контейнерном исполнении (зарубежная практика, в частности, США, фирма "Дженерал электрик"). Это электрооборудование представляет собой полностью законченную комплектную крупноблочную электроустановку, размещаемую, как правило, в непосредственной близости от технологического оборудования. Электрооборудование в контейнерном исполнении имеет в своем составе все сопутствующие подсобные устройства, в том числе вентиляционное оборудование в виде кондиционера.

Такая конструкция электрооборудования обладает многочисленными преимуществами: сокращение занимаемых площадей, снижение общей стоимости сооружения, приближение источников питания к потребителям. Кроме того, при использовании электрооборудования в контейнерном исполнении, как правило, не требуется сооружение специального электромашинного помещения и, следовательно, отпадают заботы по его вентиляции.

Электромашинные помещения, например прокатных цехов, обычно характеризуются большими тепловыделениями (тысячи киловатт), для отвода которых требуется огромное количество воздуха (миллионы кубометров в час), а следовательно, необходимы значительное количество воздухоохладителей и большой расход холодной воды, почти всегда дефицитной на металлургических заводах.

Поэтому обеспечение максимальной чистоты воздуха, оправдывающее применение замкнутой системы вентиляции для охлаждения крупных электрических машин, не является необходимым условием для вентиляции электромашинных помещений. Применение замкнутых систем вентиляции в электромашинных помещениях привело бы к необходимости установки громоздких вентиляционных установок и трудностям обеспечения избыточного давления (подпора) в больших объемах недостаточно герметичных помещений.

В проточных системах вентиляции электромашинных помещений в случаях, когда наружный воздух сильно загрязнен, иногда устраивают двойную его фильтрацию (две группы фильтров, установленных последовательно по воздуху), а также забор воздуха из более отдаленных, но менее загрязненных мест, как это, например, практикуется в электроустановках доменных цехов.

В электромашинном помещении должно поддерживаться избыточное давление около 20-30 Па для предотвращения засоса пыли извне. Поэтому, чем больше проемов в верхней части электромашинного помещения, тем труднее создать в нем необходимый подпор. Расположение и размеры проемов для выпуска приточного воздуха из электромашинного помещения не должны образовывать зон с повышенной температурой.

Повышение температуры воздуха по высоте электромашинного помещения по проведенным замерам составляет 0,5-1°С на каждый метр высоты помещения. Площадь проемов для удаления нагретого воздуха принимают около 1 м2 на каждые 100000 м3/ч приточного воздуха, поступающего в электромашинное помещение.

В электромашинных помещениях с температурой воздуха свыше 30 °С создают остекленные помещения с кондиционированным воздухом для обслуживающего персонала или предусматривают душирование постоянных открытых мест нахождения персонала.

Для частичного обогрева воздуха электромашинного помещения в холодное время года теплый внутренний рециркуляционный воздух подмешивают к поступающему наружному холодному воздуху. Температура такой смеси должна быть не менее 5°С. Рециркуляционный воздух чище наружного, и поэтому уменьшается загрязнение фильтров в установках добавочного воздуха.

Для обогрева воздуха электромашинного помещения можно также пользоваться нагретым в машинах воздухом, выбрасывая его из полузамкнутых систем вентиляции, минуя воздухоохладители.

Отопления электромашинного помещения не предусматривают, если тепла, поступающего от оборудования, достаточно для поддержания температуры в нем 16- 22 °С. При этом выполняют только дежурное отопление, обеспечивающее в электромашинном помещении температуру не менее 5°С.

Для обогрева наружного воздуха в холодный период года и подачи в машину воздуха с температурой не менее 5°С служат калориферы. При подаче в машину более холодного воздуха возможно образование конденсата на поверхности машины.

В качестве теплоносителя используют горячую воду или пар, пропускаемые через трубки калорифера. Снаружи эти трубки омываются воздухом, воспринимающим тепло от нагретого калорифера. Их устанавливают походу воздуха до фильтров для предохранения масла фильтров от загустения.

Для вентиляции электромашинных помещений желательно применение типовых кондиционеров, собираемых из отдельных налаженных элементов заводского производства. Они создают и поддерживают заданные температуру, влажность, скорость и чистоту воздуха.

В последнее время для вентиляции электромашинных помещений, например прокатных цехов, преимущественно применяют кондиционеры. В их составе обычно имеется большое количество различных секций: воздушные клапаны наружного и рециркуляционного воздуха, фильтры, калориферы, камеры орошения, вентиляторы и ряд исполнительных механизмов, работающих от импульсов различных датчиков.

Кондиционеры, снабженные контрольно-измерительными приборами с выносом показаний на централизованный щит, позволяют дистанционно наблюдать за работой вентиляционных установок. Управление кондиционерами может быть местным, дистанционным или со щита диспетчера.

Новости светотехники