Введение

Котельные залы и машинные залы систем холодоснабжения являются критически важными технологическими узлами производственных зданий. Их отличают значительные тепловыделения от оборудования и потенциальная опасность образования взрывоопасных концентраций газов или паров хладагентов [1]. В отличие от гражданских объектов, вентиляция здесь направлена прежде всего на обеспечение промышленной безопасности и стабильности технологических процессов. Цель работы — анализ проектных решений по вентиляции помещений котельного зала и машинного зала ХС с учетом категории Г по взрывопожарной опасности [4].

Актуальность

Актуальность темы определяется несколькими факторами. Во-первых, помещения категории Г характеризуются повышенной взрывопожарной опасностью, и недостаточная эффективность вентиляции может привести к аварийным ситуациям с тяжелыми последствиями [3]. Во-вторых, ужесточение нормативной базы (СП 60.13330 [2], СП 7.13130 [3]) требует обязательного резервирования оборудования и автоматизации аварийных режимов. В-третьих, неоптимальная работа вентиляции ведет к перерасходу энергоресурсов и росту эксплуатационных затрат [1]. В-четвертых, расчет воздухообмена для данных помещений должен учитывать не только санитарные нормы, но и тепловыделения, расход воздуха на горение и создание требуемого подпора в смежных помещениях. Таким образом, исследование особенностей вентиляции котельных и машинных залов ХС является актуальной научно-практической задачей.

Вентиляция машинного зала холодоснабжения

Машинный зал ХС характеризуется значительными тепловыделениями от компрессорного оборудования и потенциальной опасностью утечки хладагента. Для данного помещения запроектирована независимая система вытяжной вентиляции, не связанная с вентиляцией других помещений.

Система включает два радиальных вентилятора — основной и резервный, что обеспечивает 100 % резервирование в соответствии с требованиями [2] для систем, отвечающих за взрывопожарную безопасность. В нормальном режиме работает один вентилятор, второй находится в горячем резерве. Производительность системы в нормальном режиме составляет 8860 м³/ч, что соответствует 3-кратному воздухообмену в объеме помещения.

Приток воздуха организован естественным путем через регулируемые жалюзийные решетки, установленные в наружных стенах. Расход приточного воздуха составляет 12430 м³/ч. Превышение объема притока над вытяжкой обеспечивает ассимиляцию избыточных тепловыделений от работающих компрессоров и позволяет поддерживать температуру воздуха в рабочей зоне в пределах допустимых значений [1].

Аварийный режим вентиляции включается автоматически по сигналу датчиков загазованности при превышении допустимой концентрации газа в помещении [2]. При этом обеспечивается кратковременное увеличение воздухообмена для быстрого снижения концентрации вредных веществ до безопасного уровня.

Для обеспечения пожарной безопасности на воздуховодах установлены противопожарные нормально открытые клапаны, которые автоматически закрываются при поступлении сигнала от системы пожарной сигнализации, предотвращая распространение продуктов горения по вентиляционным каналам [3].

Для снижения передачи вибрации на строительные конструкции вентиляторы установлены на пружинных виброизоляторах. Для уменьшения аэродинамического шума, распространяющегося по воздуховодам, предусмотрена установка шумоглушителей круглого и прямоугольного сечения.

Вытяжные шахты системы выведены на кровлю здания и возвышаются на 1 метр над ее уровнем. Такое конструктивное решение обеспечивает эффективное рассеивание удаляемого воздуха и исключает его попадание в зону воздухозабора приточных систем смежных помещений, что соответствует требованиям [2].

Вентиляция котельного зала

Котельный зал запроектирован на установку четырех водогрейных котлов и также относится к категории Г [4]. Особенностью вентиляции данного помещения является необходимость подачи значительных объемов воздуха не только на ассимиляцию тепловыделений и общеобменную вентиляцию, но и на обеспечение процесса горения топлива.

Для котельного зала предусмотрены приточно-вытяжные системы, воздушный баланс которых разделен на две составляющие. Первая составляющая — вентиляция объема помещения — обеспечивает удаление избыточного тепла и вредностей с расходом 5370 м³/ч. Вторая составляющая — подача воздуха на горение — обеспечивает дополнительный приток в объеме 26220 м³/ч, которые поступают непосредственно в зону расположения горелочных устройств и расходуются на сжигание газообразного топлива.

Разделение воздушного баланса на вентиляционную и технологическую составляющие позволяет избежать образования зон пониженного давления в помещении котельного зала, что критически важно для устойчивой работы горелок и предотвращения отрыва пламени. Кроме того, создаваемый дисбаланс (превышение притока над вытяжкой) обеспечивает подпор воздуха в смежных коридорах, что исключает распространение возможных утечек газа из котельного зала в другие части здания [1, 3].

Автоматизация систем вентиляции котельного зала предусматривает блокировку с работой котлоагрегатов: при остановке вентиляции автоматически прекращается подача топлива к горелкам, что исключает возможность работы котлов без необходимого притока воздуха и образования взрывоопасной газовоздушной смеси.

Рис. 1. Принципиальная схема системы вентиляции

Заключение

Анализ проектных решений позволяет сделать следующие выводы. Для помещений категории Г обязательны самостоятельные механические системы со 100 % резервированием вытяжного оборудования [2]. Воздушный баланс машинного зала ХС должен предусматривать превышение притока над вытяжкой для ассимиляции тепловыделений. Вентиляция котельного зала должна учитывать дополнительный расход воздуха на горение [1]. Обязательна установка противопожарных клапанов [3] и автоматическое включение аварийной вентиляции по сигналу загазованности [2]. Комплексный подход обеспечивает безопасную и энергоэффективную эксплуатацию производственного объекта.

Литература:

1. Штокман, Е. А. Теплогазоснабжение и вентиляция / Е. А. Штокман, Ю. Н. Карагодин. — М.: АСВ, 2011. — 171 с.
2. СП 60.13330.2020. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. — М.: Минстрой России, 2020.
3. СП 7.13130.2013. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности. — М.: ВНИИПО, 2013.
4. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений... по взрывопожарной опасности. — М.: ВНИИПО, 2009.