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1、a,1,衛(wèi)生工程講義,馮慧珍 山西省衛(wèi)生廳衛(wèi)生監(jiān)督所 2007年5月17日,a,2,第一講 概念 第二講 為什么要進行工業(yè)通風 第三講 通風基本知識 第四講 局部排風罩的基本型式 第五講 通風排氣中粉塵的凈化 第六講 通風管道的設(shè)計計算,a,3,第一講 概念 一、什么是衛(wèi)生工程學、衛(wèi)生工程學有哪些基本內(nèi)容？ 衛(wèi)生工程學-它是應(yīng)用工程技術(shù)和有關(guān)學科的理論及實踐來控制生活和生產(chǎn)環(huán)境中存在的不利因素，以創(chuàng)造適宜環(huán)境，保障人類健康為目的的一門綜合性科學。通俗的講：是工程技術(shù)知識在衛(wèi)生領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。,a,4,衛(wèi)生工程學的基本內(nèi)容有以下幾方面： 1、工業(yè)與民用建筑通風 2、采暖和空氣調(diào)節(jié)技術(shù) 3、室內(nèi)

2、外空氣污染控制技術(shù) 4、物理環(huán)境因素控制技術(shù) 5、給水與污水處理技術(shù) 6、固體廢物無害化和綜合利用技術(shù) 7、人機工程學在衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用,a,5,二、衛(wèi)生工程學在職業(yè)衛(wèi)生工作中的應(yīng)用？ 1、在建設(shè)項目可研階段需進行職業(yè)病危害的預評價，預評價要對可研提出的各類職業(yè)病防護設(shè)施進行技術(shù)可行性和是否滿足國家職業(yè)衛(wèi)生標準要求的評價，不滿足的我們要提出切實可行的具體措施。 2、在設(shè)計階段，要求我們對建設(shè)項目產(chǎn)生嚴重職業(yè)病危害的防護設(shè)施設(shè)計進行審查（衛(wèi)生監(jiān)督工作中的應(yīng)用）。 3、竣工時職業(yè)病危害的防護設(shè)施驗收（服務(wù)機構(gòu)和監(jiān)督中均應(yīng)用）。還有如評價中涉及到的采光與照明技術(shù)、建筑平面、豎向布置等，均是工程技術(shù)在衛(wèi)

3、生領(lǐng)域具體應(yīng)用的表現(xiàn)，由此可見，衛(wèi)生工程學是建設(shè)項目職業(yè)病危害評價較為關(guān)鍵的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。,a,6,三、什么是職業(yè)衛(wèi)生防護設(shè)施？ 職業(yè)衛(wèi)生防護設(shè)施-是指用于防止粉塵、毒物、噪聲及生物等有害因素對人體的危害所采取的工程措施。如：防塵罩、通風柜等。 四、什么是個體防護用品？ 個體防護用品-是指作業(yè)工人配戴的用于防止粉塵、毒物、噪聲及生物等有害因素的防護物品。如:防噪聲耳塞 、防酸防堿服、防護眼鏡、防塵口罩 、防毒面具等等。,a,7,第二講 為什么要進行工業(yè)通風 一、工業(yè)有害物的來源 主要來源于工業(yè)生產(chǎn)中所使用或生產(chǎn)的原料、輔助原料、半成品、成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水和廢熱。 如粉塵：在冶金、機械、

4、建材、輕工、電力等行業(yè)； 毒物：化工、焦化、印染、造紙、農(nóng)藥等行業(yè)。,a,8,二、工業(yè)有害物的危害 三、粉塵在車間的傳播機理 任何粉塵都要經(jīng)過一定的傳播過程，才能以空氣為煤介侵入人的機體組織。使塵粒從靜止狀態(tài)變成懸浮于周圍空氣中的作用，稱為“塵化”作用。 下面是塵化作用的幾種情況： 1、剪切壓縮造成的塵化作用圖1-2 2、誘導空氣造成的塵化作用圖1-3 3、綜合性的塵化作用圖1-4 4、熱氣流上升造成的塵化作用圖1-5,a,9,a,10,在工程上我們把這種使塵粒由靜止狀態(tài)進入空氣中浮游的塵化作用稱為一次塵化作用，一次塵化作用造成了局部地點的空氣污染，那么這些浮游的塵粒又是怎樣在車間傳播的呢？我

5、們再來看一個例子。 塵粒所受的力主要有四個方面：重力、機械力、（慣性力）、分子擴散力和氣流帶動塵粒運動的力。,a,11,有實驗證明：塵粒在重力作用下自由降落時，最大降落速度為0.008m/s，與一般車間具有的空氣流動速度（0.20.3 m/s）相比是很小的。當塵粒受到作布朗運動的空氣分子的撞擊而擴散運動時，由于塵粒的質(zhì)量比分子大得多，塵粒依靠擴散在1秒種內(nèi)運動的距離只有1.210-6m與室內(nèi)氣流速度相比,分子擴散力的作用完全可以忽略不計。當塵粒受機械力作用以初速度作水平運動時，塵粒呈減速運動，假設(shè)塵粒以初速度為10 m/s作水平運動，經(jīng)過10秒鐘后，塵粒的速度迅速降到510-5m/s，很快失去

6、動能；塵粒運動的最大距離也只有810-3m。這表明即使借助機械力，塵粒也不能單獨在車間內(nèi)傳播。,a,12,由此可知，細小的粉塵本身沒有獨立運動的能力，一次塵化作用給于粉塵的能量是不足以使粉塵擴散飛揚的，它只造成局部地點的空氣污染。造成粉塵進一步擴散，污染車間空氣環(huán)境的主要是二次氣流，即由于通風或冷熱氣流對流所形成的室內(nèi)氣流。二次氣流帶著局部地點的含塵空氣在整個車間內(nèi)流動，使粉塵散布到整個車間。二次氣流的速度越大，作用越明顯。 通過以上分析可以看出，粉塵是依附于氣流而運動的，只要控制室內(nèi)氣流的流動，就可以控制粉塵在室內(nèi)的擴散，改善車間空氣環(huán)境。這就是我們?yōu)槭裁匆捎猛L方法合理組織車間內(nèi)氣流來控

7、制工業(yè)有害物的原因。,a,13,第三講 通風基本知識,一、自然通風 自然通風是一種比較經(jīng)濟的通風方式，它不消耗動力，可以獲得巨大的通風換氣量。例如在某些平爐車間和軋鋼車間，余熱量較大的熱車間常用自然通風進行全面換氣，降低室內(nèi)空氣溫度。自然通風換氣量的大小與室外氣象條件密切相關(guān)，難以人為地進行控制。自然通風除了用于工業(yè)與民用建筑的全面通風外，某些熱設(shè)備的局部排氣系統(tǒng)也可以采用自然通風。,a,14,1、自然通風的作用原理 a、熱壓作用下的自然通風 b、風壓作用下的自然通風 某熱車間的自然通風,a,15,a,16,2、避風天窗 在風的作用下，普通天窗迎風面的排風窗孔會發(fā)生倒灌。因此，在平時要及時關(guān)閉

8、迎風面天窗，只能依靠背風面天窗進行排風。這樣既增加了天窗面積，又給天窗的管理帶來了很多麻煩。為了讓天窗能穩(wěn)定排風，不發(fā)生倒灌，可以在天窗上增設(shè)擋風板，或者采取其它措施，保證天窗排風口在任何風向下都處于負壓區(qū)，這種天窗稱為避風天窗。,a,17,3、關(guān)于建筑形式的選擇 a為了增大進風面積，以自然通風為主的熱車間應(yīng)盡量采用單跨廠房。 b如果迎風面和背風面的外墻開孔面積占外墻總面積25以上，而且車間內(nèi)部阻擋較少時，室外氣流在車間內(nèi)的速度衰成比較小，能橫貫整個車間，形成所謂的“穿堂風”。 C.為了提高自然通風的降溫效果，應(yīng)盡量降低進風側(cè)窗離地面的高度，一般不宜超過1.2m。進風窗最好采用阻力小的立式中軸

9、窗和對開窗，把氣流直接導入工作區(qū)。集中采暖地區(qū)，冬季自然通風的進風窗應(yīng)設(shè)在4m以上，以便室外氣流到達工作區(qū)前能和室內(nèi)空氣充分混合。,a,18,4.廠房總平面布置 為了保證廠房自然通風效果，廠房主要進風面一般應(yīng)與夏季主導風向成6090角，不宜小于45，同時應(yīng)避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。為了保證廠房有足夠的進風窗孔，不宜將過多的附屬建筑布置在廠房四周，特別是廠房的迎風面。 5.工藝布置 為了使工人能直接接受室外新鮮空氣，工作區(qū)應(yīng)盡可能布置在靠外墻的一側(cè)。熱源應(yīng)盡量布置在天窗下部或下風側(cè)，以便高溫的污染空氣順利排至室外。,a,19,二、全面通風 全面通風也稱稀釋通風，它一方面用清潔空氣稀釋室內(nèi)空

10、氣中的有害物濃度，同時不斷地把污染空氣排至室外，使室內(nèi)空氣中有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標準的限值。 1、全面通風量的計算：當數(shù)種溶劑(苯及其同系物或醇類或醋酸酯類)蒸汽，或數(shù)種刺激性氣體(三氧化硫及二氧化硫或氟化氫及其鹽類等)同時放散于空氣中時，全面通風換氣量應(yīng)按各種氣體分別稀釋至規(guī)定的接觸限值所需要的空氣量的總和計算。除上述有害物質(zhì)的氣體及蒸汽外，其他有害物質(zhì)同時放散于空氣中時，通風量應(yīng)僅按需要空氣量最大的有害物質(zhì)計算。,a,20,2、換氣次數(shù)（n），就是通風量（L）與通風房間體積（V）的比值，換氣次數(shù)n=L/V（次/時）。各種房間的換氣次數(shù)可以從設(shè)計手冊中查到。一般有害物可按58次取值。 3

11、、事故通風：在生產(chǎn)中可能突然逸出大量有害物質(zhì)或易造成急性中毒或易燃易爆的化學物質(zhì)的作業(yè)場所，必須設(shè)計自動報警裝置、事故通風設(shè)施，其通風換氣次數(shù)不小于12次/時，事故排風裝置的排出口，應(yīng)避免對居民和行人的影響。,a,21,4、人工空氣調(diào)節(jié)：是指對潔凈環(huán)境的空氣調(diào)節(jié)。工作場每名工人所占容積小于20m3的車間，應(yīng)保證每人每小時不小于30m3的新鮮空氣量。 L=M/（Ys-Y0） L-新鮮空氣量 M-成人呼出的CO2量值，取18L/人.h Ys- CO2的衛(wèi)生標準，為1.0L/m3 Y0-空氣中CO2的含量,取0.4L/m3,a,22,三、局部通風 局部通風系統(tǒng)分為局部進風和局部排風兩大類，它們都是利

12、用局部氣流，使局部工作地點不受有害物的污染，造成良好的空氣環(huán)境。 1、局部排風系統(tǒng),a,23,2、局部送風系統(tǒng) 對于面積很大，工作人數(shù)較小的生產(chǎn)車間，用全面通風的方式改善整個車間的空氣環(huán)境，既困難又不經(jīng)濟，同時也是不必要的。例如某些高溫車間，沒有必要能整個車間進行降溫，只需向少數(shù)的局部工作地點送風，在局部地點造成良好的空氣環(huán)境，這種通風方法稱為局部送風。,a,24,第四講 局部排風罩的基本型式,在生產(chǎn)車間設(shè)置局部排風罩的目的是要通過排風罩口控制污染氣流的運動，來控制工業(yè)有害物在室內(nèi)的擴散和傳播。設(shè)計完善的局部排風罩能在不影響生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)操作的前提下，用較小的排風量獲得最佳的效果，保證工作區(qū)有

13、害物濃度不超過國家衛(wèi)生標準。因此，下面重點介紹一些常用局部排風罩型式。,a,25,1密閉罩 如圖所示，它把有害物源全部密閉在罩內(nèi)，在罩上設(shè)有較小的工作孔，以觀察罩內(nèi)工作，并從罩外吸入空氣，罩內(nèi)污染空氣由風機排出。它只需較小的排風量就能有效控制工業(yè)有害物的擴散。排風罩氣流不受周圍氣流的影響。它的缺點是，工人不能直接進入罩內(nèi)檢修設(shè)備，有的看不到罩內(nèi)的工作情況。,a,26,2柜式排風罩（通風柜） 它的結(jié)構(gòu)形式與密閉罩相似，只是罩的一面全部敞開。,a,27,3外部吸氣罩 由于工藝條件限制，生產(chǎn)設(shè)備不能密閉時，可把排風罩設(shè)在有害物源附近，依靠風機在罩口造成的抽吸作用，在有害物發(fā)散地點造成一定的氣流運動，

14、把有害物吸入罩內(nèi)。這類排風罩統(tǒng)稱為外部吸氣罩。當污染氣流的運動方向與罩口的吸氣方向不一致時，如圖所示，需要較大的排風量。,a,28,4接受式排風罩 有些生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導一定的氣流運動，帶動有害物一起運動，如高溫熱源上部的對流氣流及砂輪磨削時拋出的磨屑大顆粒粉塵上所誘導的氣流等。對這種情況，應(yīng)盡可能把排風罩設(shè)在污染氣流前方，讓它直接進入罩內(nèi)。這類排風罩稱為接受罩，見下圖。,a,29,5吹吸式排風罩 由于生產(chǎn)條件的限制，有時外部吸氣罩距有害物源較遠，這樣單純依靠罩口的抽吸作用，要在有害物源附近造成一定的空氣流動是困難的。對此可以采用圖A所示的吹吸式排風罩，它利用射流能量密度高、速度衰

15、減慢的特點，用吹出氣流把有害物吹向設(shè)在另一側(cè)的吸風口。采用吹吸式通風可使排風量大大減小。在某些情況下，還可以利用吹出氣流在有害物源周圍形成一道氣幕，象密閉罩一樣使有害物的擴散控制在較小范圍內(nèi)，保證局部排風系統(tǒng)獲得良好的效果。圖B是精煉電爐上帶有氣幕的局部排風罩，它利用氣幕抑止熱煙氣的。,a,30,圖A 圖B,a,31,設(shè)計局部排風罩時應(yīng)注意以下幾點： 1盡可能采用密閉罩或柜式排風罩，使污染物局限于較小的局部空間。 2設(shè)置外部吸氣罩時，罩口應(yīng)盡量靠近有害物發(fā)生源。 3在不影響工藝操作的前提下，罩的四周應(yīng)盡可能設(shè)圍擋，減小罩口吸氣范圍。 4吸氣氣流的運動方向應(yīng)盡可能與污染氣流運動方向一致。 5盡可

16、能減弱或消除罩附近的干擾氣流，如風動工具的壓縮空氣排出口、送風氣流、穿堂風等對吸氣氣流的影響。 6已被污染的吸氣氣流不能通過人的呼吸區(qū)。 7不要妨礙工人的操作和檢修。,a,32,第五講 通風排氣中粉塵的凈化 一、粉塵的特性 塊狀物料破碎成細小的粉狀微粒后，除了繼續(xù)保持原有的主要物理化學性質(zhì)外，還出現(xiàn)了許多新的特性。如爆炸性、帶電性等等。在這些特性中，與除塵技術(shù)關(guān)系密切的，有以下幾個方面： 1、粉塵的真密度（含粒密度） 2、粘附性 3、爆炸性 4、帶電性和比電阻 5、可濕性 6、粉塵的粒徑分布,a,33,二、除塵機理 目前常用除塵器的除塵機理主要有以下幾個方面： 1重力 氣流中的塵?？梢砸揽恐亓?/p>

17、自然沉降，從氣流中進行分離。由于塵粒的沉降速度一般較小，這個機理只適用于粗大的塵粒。 2離心力 當含塵氣流作圓周運動時，由于慣性離心力的作用，塵粒和氣流會產(chǎn)生相對運動，使塵粒從氣流中分離。這個機理主要用于10m以上的塵粒。,a,34,3慣性碰撞 含塵氣流在運動過程中遇到物體的阻擋（如擋板、纖維、水滴等）時，氣流要改變方向進行繞流，細小的塵粒會隨氣流一起流動。粗大的塵粒具有較大的慣性，它會脫離流線，保持自身的慣性運動，這樣塵粒就和物體發(fā)生了碰撞。這種現(xiàn)象稱為慣性碰撞，慣性碰撞是過濾式除塵器、濕式除塵器和慣性除塵器的主要除塵機理。 4接觸阻留 細小的塵粒隨氣流一起繞流時，如果流線緊靠物體（纖維或液

18、滴）表面，有些塵粒因與物體發(fā)生接觸而被阻留，這種現(xiàn)象稱為接觸阻留。另外當塵粒尺寸大于纖維網(wǎng)眼而被阻留時，這種現(xiàn)象稱為篩濾作用。粗孔或中孔的泡沫塑料過濾器主要依靠篩濾作用進行除塵。,a,35,5靜電力 懸浮在氣流中的塵粒，都帶有一定的電荷，可以通過靜電力使它從氣流中分離。在自然狀態(tài)下，塵粒的帶電量很小，要得到較好的除塵效果，必須設(shè)置專門的高壓電場，使所有的塵粒都充分荷電。 6凝聚 凝聚作用不是一種直接的除塵機理。通過超聲波、蒸汽凝結(jié)、加濕等凝聚作用，可以使微小粒子凝聚增大，然后再用一般的除塵方法去除。 工程上常用的各種除塵器往往不是簡單地依靠某一種除塵機理，而是幾種除塵機理的綜合運用。,a,36

19、,三、除塵器分類 根據(jù)主要除塵機理的不同，目前常用的除塵器可分為以下幾類： 1重力除塵如重力沉降室；重力沉降室僅適用于50m以上的粉塵。由于它除塵效率低、占地面積大，通風工程中應(yīng)用較少。 2慣性除塵如慣性除塵器；慣性除塵器主要用于捕集2030m以上的粗大塵粒，常用作多級除塵中的第一級除塵。 3離心力除塵如旋風除塵器。,a,37,4過濾除塵如：袋式除塵器（袋式除塵器的運行與清灰方法密切相關(guān)。目前常用的清灰方法期有簡易清灰、機械清灰、和氣流清灰三種。簡易清灰是是通過關(guān)閉風機時濾袋的變形及粉塵層的自重進行的，必要時輔以人工的輕度拍打）、顆粒層除塵器、纖維過濾器、紙過濾器。 5濕式除塵如：自激式除塵器

20、（水浴除塵器、沖激式除塵器）、臥式旋風水膜除塵器、文丘里除塵器。 6靜電除塵如：電除塵器。,a,38,電除塵器是一種干式高效過濾器，它的優(yōu)點是： a電除塵器適用于微?？刂?，對粒徑dc=12m的塵粒，效率可達9899。 b在電除塵器內(nèi)，塵粒從氣流中分離的能量，不是供給氣流，而是直接供給塵粒的。因此，和其它的高效除塵器相比，電除塵器的阻力比較低，約為100200Pa。 c可以處理高溫（在500以下）、高濕氣體。 d適用于大型的工程，處理的氣體量愈大，它的經(jīng)濟效果愈明顯。,a,39,電除塵器的缺點是： 1設(shè)備龐大，占地面積大。 2耗用鋼材多，一次投資大。 3結(jié)構(gòu)較復雜，制造、安裝的精度要求高。 4對粉塵的比電阻有一定要求。,a,40,第六講 通風管道的設(shè)計計算,通風管道把通風系統(tǒng)的進風（采氣）口、空氣熱、濕、凈化處理設(shè)備、送（排）風口和風機聯(lián)成了一體，是通風和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分。通風管道的設(shè)計任務(wù)，就是要合理組織空氣流動，在保證使用效果的前提下，達到初投資和運行維護費用最省。因此，通風管道設(shè)計的好壞，直接影響到整個通風、空調(diào)工程在建造與使用方面的技術(shù)經(jīng)濟性能。為此，必須統(tǒng)籌考慮通風管道設(shè)計中的各種問題。,a,41,風管內(nèi)空氣流動的阻力有兩種，一種是由于空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生