Вентиляция аккумуляторной

Вентиляция аккумуляторной — главное условие безопасной эксплуатации пространства помещения. Аккумуляторная - взрывоопасная зона на предприятии. При зарядке и разрядке каждая батарея, независимо от ее устройства, выделяет определенное количество водорода. После превышения определенной концентрации смесь водорода и воздуха приобретает взрывоопасные свойства. В этой статье поговорим о нормах организации вентсистем, применяемых подходах к проектированию и специфике монтажа.

Рисунок 1. Вентиляция на производстве аккумуляторов г. Химки

Общие требования к помещению

Оценка опасности и определение взрывоопасных зон имеют решающее значение для безопасной эксплуатации объекта. Из-за угрозы взрыва, создаваемой водородом, необходимо применять вентиляцию, чтобы не допустить превышения концентрации газов и вредных веществ. Во избежание необратимых последствий к обустройству и эксплуатации здания предъявляются следующие требования:

1. Бокс для зарядки кислотных аккумуляторов представляет собой правильно оборудованное и приспособленное аккумуляторное помещение, стены и пол которого облицованы кислотоупорным материалом.
2. Оснащено механической или естественной вентиляцией для притока свежего и удаления загрязненного воздуха.
3. Имеет безопасное освещение, выполненное во взрывозащитной системе.
4. Дверь в комнату должна открываться наружу.
5. Бокс может иметь дополнительное помещение для ремонта оборудования.
6. Вода должна подаваться в аккумуляторные отсеки.
7. Курение и открытый огонь запрещены.
8. Не допускается устраивать рабочие места в помещении.

Из-за своей специфики выбросы водорода не могут быть полностью устранены в процессе зарядки аккумулятора. Для обеспечения надлежащего уровня безопасности в помещениях и пунктах зарядки необходимо использовать эффективную общеобменную вентиляцию с механическим побуждением. Корректно спроектированная система препятствует образованию взрывоопасной атмосферы и устраняет угрозу здоровью человека.

Требования к вентиляции аккумуляторных помещений

Основные нормы вентиляция зарядной аккумуляторов изложены в СНиП 2.04.05-91, ГОСТ 1.003-83 и ПУЭ-7 (п.4.4.26-4.4.39). В документах даны рекомендации по выбору оборудования, классу взрывозащиты, отделке бокса, уровню шума, схемам подачи воздуха и отведения газов.

Кратность воздухообмена

Ориентировочное значение требуемого расхода воздуха в час (кратность) можно рассчитать по формуле: Qp = v*q*s*n*Ig*CB, где:

• v - необходимое разбавление водорода (100–4)/4 = 24;
• q - произведенный водород: 0,45·10–3 м3 / Ач;
• с - коэффициент запаса прочности;
• Ig - ток газации;
• n - количество ячеек батареи;
• CB - емкость аккумулятора, Ач.

Величина тока газации:

• 1 мА - для "закрытых" аккумуляторов (с клапаном VRLA) с переменным напряжением;
• 5 мА - для разомкнутых аккумуляторов с переменным напряжением;
• 8 мА - для "закрытых" аккумуляторов (с клапаном VRLA) при постоянном зарядном напряжении;
• 20 мА - для открытых аккумуляторов с постоянным зарядным напряжением.

При этом форточки как источники приточного воздуха следует располагать на противоположных стенах. Если это невозможно, и фрамуги монтируются на одной степени, важно соблюдать рекомендованное расстояние (не менее 2 м). Это же требование распространяется на установку вытяжных вентиляторов и шкафов для удаления локальных загрязнений, расстояние между которыми должно быть не менее 2 м.

Указанные требования являются ориентировочными. Разработка проекта вентиляции аккумуляторного помещения требует специальных знаний и должна разрабатываться уполномоченным проектировщиком санитарно-технических сооружений.

Подача воздуха, отсос и выброс газов

Для эффективной подачи и отведения скопившихся газов используют 3 схемы:

1. Продольная подача с горизонтальным движением воздушных масс. Обеспечивает равномерное распределение чистого воздуха, проста в реализации. Предусматривает автономную зону очистки.
2. Поперечная подача предусматривает размещение двух труб (приточного и вытяжного каналов). Отверстия смещены относительно друг друга. Скорость циркуляции воздуха в этом случае ниже, нежели в продольной.
3. Нижняя подача, верхнее отведение - оптимальный способ организовать воздухообмен в боксе и оперативно удалить скопившийся у потолка водород. Приточные отверстия располагаются в нижней части бокса, на уровне пола. Вытяжные - в потолочной зоне.

При разработке решения учитывается объем бокса, степень его изолированности, количество единиц оборудования.

Управление системой вентиляции аккумуляторного помещения

Поскольку бокс должен быть безопасным в эксплуатации, следует использовать механическую вентиляцию с датчиком концентрации водорода. При работе с классическими аккумуляторами необходимо применять вентилятор с двухскоростным двигателем. Устройство работает на малой скорости в постоянном режиме, обеспечивая непрерывную вентиляцию.

Если концентрация водорода превышает 10% НПВ (нижнего предела взрываемости), панель управления активирует световую сигнализацию. При обнаружении концентрации свыше 30% НПВ происходит автоматическое переключение на более высокие обороты двигателя с одновременной подачей сигнала до тех пор, пока зарядка или разрядка аккумулятора не будет прервана. При этом должна быть включена звуковая сигнализация и прекращена зарядка до устранения возникшей угрозы.

Виды и особенности вентиляции в аккумуляторных помещениях

Регламент допускает использование естественной или механической вентиляции. Однако в большинстве случае применяется принудительная система из-за ненадежности естественного воздухообмена.

Два основных подхода заключаются в организации на объекте непрерывной вентиляции с расходом 1 куб. м/м2 или периодического проветривания бокса путем контроля и ограничения концентрации водорода до уровня, не превышающего 25% НПВ (нижнего предела взрываемости).

Рисунок 2. Вентиляция на производстве - аккумуляторные помещения г. Химки

Схемы устройства вентиляции

Непрерывная вентиляция — наиболее простой подход, не требующий расчетов скорости выделения H2. Однако этот вариант может быть нецелесообразным, если в помещении используется кондиционер для оптимизации температурного режима. Если охлажденный воздух в постоянном режиме вытягивается из бокса, расходы на электроэнергию резко возрастут. Поддерживать нужную температуру при высоких температурах окружающей среды будет сложно. Нарушение режима эксплуатации создает дополнительные угрозы безопасности и приводит к потере гарантии на батареи.

Для справки: оптимальный температурный режим в боксе: +20°С ±5 °С.

В системе непрерывной вентиляции необходимо контролировать поток воздуха, установив реле на входе или выходе вытяжного аккумулятора. Данные приборы могут использоваться для отправки местных или удаленных сигналов для уведомления обслуживающего персонала, если вытяжной вентилятор не работает.

Недостаток непрерывной вентиляции - увеличение затрат на техническое обслуживание и электроэнергию, сокращение срока службы вентилятора. Постоянная вентиляционная система рекомендуется только тогда, когда помещение не кондиционируется.

Альтернативным вариантом является периодическая вентиляция в сочетании с мониторингом H2. Этот подход требует разработки системы обнаружения газа. Проектирование требует расчета скорости выделения водорода, генерируемого аккумуляторными системами. Данный показатель имеет решающее значение для правильного выбора размера вытяжного вентилятора. При расчете скорости выделения водорода необходимо учитывать следующие факторы:

• типы используемых аккумуляторов (VRLA, свинцово-кислотные или никель-кадмиевые);
• режим зарядки (плавающий или форсированный);
• ток и напряжение заряда аккумуляторной системы;
• количество батарей.

Как это работает? Система обнаружения газа отслеживает и ограничивает концентрацию водорода и запускает вытяжной вентилятор при превышении. Устройство состоит из головки датчика H2, коммуникационной проводки и контроллера. Датчик отслеживает уровень водорода и при достижении заданной концентрации посылает сигнал на контроллер для активации соответствующих сигналов тревоги. Контроллер рекомендуется устанавливать за пределами помещения, чтобы проверять уровни концентрации H2 перед входом в аккумуляторную.

Схемы воздухообмена

Выбор вентиляционной системы зависит от конфигурации аккумуляторной.

Для боксов со специальным ограждением, которые не кондиционируются и относительно малы, оптимальна непрерывная вентиляция с расходом 1 куб. м/м2. Вытяжной вентилятор может быть потолочным или настенным. Настенные вытяжные вентиляторы необходимо устанавливать как можно ближе к потолку, оставляя достаточно места для обслуживания и ремонта.

Для относительно больших аккумуляторных помещений рекомендована система периодической вентиляции, основанная на мониторинге и ограничении концентрации H2. Система обнаружения водорода должна быть взаимосвязана с взрывобезопасной вытяжной системой, необходимой для замены воздуха в боксе и ограничения концентрации газа до уровня не более 25% НПВ. Чаще всего применяются вытяжные зонты.

Устройство вентиляции на участках ремонта аккумуляторных батарей

Ремонтное отделение оборудуют приточно-вытяжной установкой для нейтрализации паров серной кислоты, свинца, водорода и пыли. Применение вентсистемы зависит от характера ремонтных работ.

Например, пайку свинцовых деталей производят при активно работающей вентсистеме.

Кондиционирование воздуха также важно в аккумуляторных помещениях — из-за значительного количества тепла, выделяемого заряженными или разряженными батареями. Значительное отклонение от рекомендованных 20 °C приводит к увеличению или уменьшению емкости аккумулятора. При более высоких температурах срок службы батареи значительно сокращается.

Рисунок 3. Вентиляция на производстве - аккумуляторные помещения г. Химки

Расчет вентиляции аккумуляторного помещения

Расчеты механической вентиляции производятся по формуле: Q = 0.11*I*n, где:

• n – количество элементов батареи;
• I – зарядный ток при газовыделении, но не менее 25 % от наибольшего зарядного тока;
• Q — поток воздуха.

В случае использования батарей с клапанами закрытого типа расчетная вентиляция может быть снижена на 25%. Если суммарная мощность зарядных устройств для всех аккумуляторов, находящихся в одном помещении или боксе, меньше или равна 0,2 кВт, достаточно вентиляции, осуществляемой через отверстия в нижней и верхней части бокса.

Расчеты естественной вентиляции производятся на основе следующих формул:

• F=2,9*Q v F≥40cm²;
• d=1,92*√Q v d≥7,2cm.

Естественная вентиляция аккумуляторных помещений допускается в следующих случаях:

1. Необходимое количество воздуха, рассчитанное по вышеприведенной формуле, составляет менее 85 м³/ч;
2. Вентиляционные каналы имеют угол отклонения от вертикали менее 45°;
3. Количество изгибов вентиляционного канала не превышает 2-х;
4. Длина вентиляционных каналов не превышает 5м;
5. Работа вентиляции не зависит от направления ветра.

Все данные необходимо привести в соответствие. Если хотя бы одно из условий не соблюдено, объект нуждается в принудительной вентсистеме.

Проектирование

Проектирование вентиляции и кондиционирования следует доверить проектировщику санитарно-технических сооружений. Проектная документация включает:

1. Расчеты требуемого расхода воздуха по нормативам.
2. Расчеты воздушных потоков в проектируемой установке.
3. Технологическая схема и технические чертежи.
4. Перечень основных компонентов и материалов.
5. Исполнительные и монтажные инструкции и рекомендации.

Документ дополняется внешним заключением в области пожарной безопасности и протокол измерений расхода воздуха в готовой установке.

Монтаж

Монтаж вентиляционной системы в аккумуляторном боксе требует особой аккуратности в установки. Предохранительные устройства должны быть запущены и испытаны до того, как объект начнет работать. Для взрывозащищенных устройств требуется соответствующая квалификация монтажника. Испытания следует проводить с эталонными газами и подтверждать соответствующим протоколом.

Систему вентиляции аккумуляторных помещений необходимо периодически проверять и обслуживать.

Рисунок 4. Вентиляция на производстве - аккумуляторные помещения г. Химки

Все работы по проектированию и монтажу приточно-вытяжной вентиляции в аккумуляторных помещениях выполняются специалистами с соответствующей квалификацией. Сотрудники инженерной компании Qwent имеют все необходимые сертификаты и допуски.

Рисунок 5. Лицензия - допуск (страница 1)

Рисунок 6. Лицензия - допуск (страница 2)

Полный перечень находится на отдельной странице - лицензии и сертификаты.