Вентиляция металлургического завода: газы, пыль и нормы
Материал носит информационно-справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.
Формулы, цифры и примеры расчёта приведены как иллюстрация метода. Они могут содержать неточности и не учитывают условия конкретного объекта, поэтому не годятся для самостоятельного подбора оборудования.
Посчитаем под ваш объект и пришлём цену
«Доменный газ содержит 22–30% CO — смертелен через 5–10 минут при утечке; аэрационные фонари — основа вентиляции.»
Вентиляция металлургического завода — это комбинация аэрационных фонарей (естественная тяга) и местных аспирационных систем у конвертеров, ковшей и разливочных площадок. Газоочистка обязательна: многоступенчатые циклоны + электрофильтры, КПД ≥99%. Норматив: ФНП «Правила безопасности процессов получения или применения металлов» (Приказ Ростехнадзора № 512 от 09.12.2020).
- CO: ПДК 20 мг/м³; доменный газ 22–30% CO — сигнализация CO обязательна.
- Пыль: Fe ПДК 6 мг/м³; очистка: циклон (85%) + электрофильтр (99%).
- Аэрация: фонари в кровле — основной вид вентиляции для огромных объёмов.
- Конвертер: 500 000–2 000 000 м³/ч газоочистка над горловиной.
- Кабины оператора: герметичные, избыточное давление, HEPA-фильтры.
Вредности металлургического производства
Металлургическое производство — одно из самых сложных с точки зрения производственной гигиены. В доменном, конвертерном, прокатном цехах одновременно присутствуют токсичные газы, металлические пыли, тепловые излучения и вибрация. Смежные объекты — коксохимическое и ферросплавное производство.
| Вещество | ПДК (мг/м³) | Класс | Источник |
|---|---|---|---|
| CO (угарный газ) | 20 | 4 | Доменный, конвертерный газ |
| SO₂ (диоксид серы) | 10 | 3 | Агломерация, коксохим |
| H₂S (сероводород) | 10 | 2 | Коксохимическое производство |
| HCN (цианистый водород) | 0,3 | 1 | Доменный газ, коксование |
| Пыль Fe₂O₃ (железо) | 6 | 4 | Шихтовка, разливка |
| Пыль Mn (марганец) | 0,3 | 2 | Ферросплавный цех |
Доменный цех: аэрация и CO
Доменный цех — высота 20–40 м, объём 100 000–500 000 м³. Механическая вентиляция для таких объёмов экономически нецелесообразна. Основа — аэрационные фонари в кровле: разность температур 20–40°C создаёт тягу 5–10 Па и обеспечивает кратность 3–5/ч.
Доменный газ содержит 22–30% CO по объёму. ПДК CO — 20 мг/м³ (23 ppm). При утечке доменного газа в атмосферу цеха смертельная концентрация (1 800 мг/м³) достигается через 5–10 минут. Требования:
- Стационарные газоанализаторы CO на каждой рабочей площадке (по ФНП № 512/2020).
- Порог тревоги I степени — 20 мг/м³ (ПДК), II степени — 50 мг/м³ (эвакуация).
- Ремонтные работы только с индивидуальным газоанализатором и шланговым противогазом.
Сталеплавильный и конвертерный цех
Основная проблема конвертерного и мартеновского цехов — тепловые и газовые выделения при плавке. Температура жидкого металла 1 600–1 700°C, поток теплового излучения от ковша — до 15–20 кВт/м².
Системы газоочистки над горловиной конвертера — т.н. «зонт» или «юбка» — захватывают газы с расходом 500 000–2 000 000 м³/ч на конвертер ёмкостью 100–350 т. Газ содержит 60–90% CO после дожигания — используется как топливо (конвертерный газ).
Рабочая зона: приточный воздух подаётся через боковые панели на высоте 1,5–4 м; вытяжка через фонари. В кабинах мостовых кранов и операторов — герметичные посты с избыточным давлением +30–50 Па и приточной вентиляцией с HEPA-фильтрами (защита от пыли и CO).
Газоочистка: ступени и оборудование
Металлургическая газоочистка — многоступенчатая. Задача: перед выбросом в атмосферу снизить концентрацию пыли до санитарных норм (<50 мг/Нм³ по современным требованиям).
- Грубая очистка: Циклоны ЦН-15 или ЦН-11 — КПД 85–90%, фракции >10 мкм. Уловленная пыль возвращается в агломерат.
- Тонкая очистка: Мокрые скрубберы (Вентури) или сухие электрофильтры — КПД 99–99,5%, фракции 1–5 мкм.
- Сверхтонкая (если нужно): Рукавные фильтры — КПД до 99,9%, для конвертерных цехов с требованиями <10 мг/Нм³.
Нормативная база
ФНП «Правила безопасности процессов получения или применения металлов» (Приказ Ростехнадзора № 512 от 09.12.2020) — доменное, сталеплавильное и конвертерное производство: газоанализаторы CO, ремонтные регламенты.
ГОСТ 12.1.005-88 — ПДК газов и пыли.
СП 60.13330.2020 — расчёт воздухообмена.
СП 56.13330.2021 — промышленные здания: аэрационные фонари.
Подберём вентиляторы для металлургического производства
Дымососы Д и ДН, дутьевые ВД и ВДН — для работы в высокотемпературных и запылённых средах. Расчёт бесплатно. В каталоге — радиальные вентиляторы и крышные вентиляторы.
Рекомендации Аквент
Тягодутьевые машины Д и ДН
Дымососы серии Д и ДН — для аспирации горячих газов (температура до +200°C) в металлургических цехах. Производительность 10 000–500 000 м³/ч, рабочее давление до 4 500 Па.
Смотреть дымососы ДПылевые вентиляторы ВЦПИ
Для транспортировки запылённого воздуха в системах газоочистки: цельносварное пылевое колесо, износостойкое покрытие. Подходят для первой ступени аспирации (грубая пыль).
Смотреть пылевые-
1Вредности металлургического производства
Металлургическое производство — одно из самых сложных с точки зрения производственной гигиены. В доменном, конвертерном, прокатном цехах одновременно присутствуют токсичные газы, металлические пыли, тепловые излучения и вибрация.
-
2Доменный цех: аэрация и CO
Доменный цех — высота 20–40 м, объём 100 000–500 000 м³. Механическая вентиляция для таких объёмов экономически нецелесообразна. Основа — аэрационные фонари в кровле: разность температур 20–40°C создаёт тягу 5–10 Па и обеспечивает кратность 3–5/ч.
-
3Сталеплавильный и конвертерный цех
Основная проблема конвертерного и мартеновского цехов — тепловые и газовые выделения при плавке. Температура жидкого металла 1 600–1 700°C, поток теплового излучения от ковша — до 15–20 кВт/м².
-
4Газоочистка: ступени и оборудование
Металлургическая газоочистка — многоступенчатая. Задача: перед выбросом в атмосферу снизить концентрацию пыли до санитарных норм (<50 мг/Нм³ по современным требованиям).
Часто задаваемые вопросы
В доменном цехе выделяются: CO — ПДК 20 мг/м³ (класс 4, но высокий риск при утечках: смертельная концентрация 1 800 мг/м³); SO₂ — ПДК 10 мг/м³ (класс 3); H₂S — ПДК 10 мг/м³ (класс 2); HCN — ПДК 0,3 мг/м³ (класс 1); металлическая пыль (Fe) — ПДК 6 мг/м³. Доменный газ содержит 22–30% CO по объёму — при утечке смертелен через 5–10 мин.
Конвертерный цех: аспирационная система с газоочисткой (мокрой или сухой) над горловиной конвертера — 500 000–2 000 000 м³/ч. Аэрационный фонарь в крыше для естественного проветривания + механическая подача воздуха в рабочую зону. Температура в цехе 60–80°C — расчёт по теплоизбыткам от жидкого металла и шлака обязателен.
Объёмы сотни тысяч м³/ч — механическая вентиляция нерентабельна. Высота цехов 20–40 м + ΔT 20–40°C создают тягу 5–10 Па естественным путём.
3 ступени: циклоны (85–90%) → электрофильтр (99–99,5%) → рукавный фильтр (до 99,9%). Уловленная пыль — в шихту агломерационного цеха.
Обязательно по ГОСТ Р 12.4.026-2015 и ФНП «Правила безопасности процессов получения или применения металлов» (№ 512/2020): стационарные газоанализаторы CO на рабочих площадках, порог тревоги 20 мг/м³ (ПДК), порог эвакуации 50 мг/м³. Ремонтные работы — индивидуальные газоанализаторы CO обязательны.
ФНП № 512/2020 «Правила безопасности процессов получения или применения металлов» (доменное, конвертерное, мартеновское), ГОСТ 12.1.005-88 (ПДК), СП 60.13330.2020 (вентиляция), СП 56.13330.2021 (промышленные здания).
Дымососы Д/ДН для горячих газов до +200°C, дутьевые ВД/ВДН для воздухоснабжения горелок, пылевые ВЦПИ для запылённых потоков.
Аэрационные фонари в кровле создают тягу за счёт разности температур (гравитационная вентиляция). Высота цехов 20–40 м, ΔT 20–40°C — расчётная тяга 5–10 Па. Подача приточного воздуха — через боковые панели на высоте 1,5–2 м. Для доменных и мартеновских цехов аэрация — основной вид вентиляции: объёмы слишком велики для механической (сотни тысяч м³/ч).
Многоступенчатая очистка: 1) циклоны (грубая, КПД 85–90%, фракции >10 мкм); 2) мокрые скрубберы или электрофильтры (тонкая очистка, КПД 99%, фракции 1–5 мкм); 3) рукавные фильтры при сухой очистке конвертерного газа (до 99,9%). Уловленная пыль возвращается в шихту (агломерационный цех).
Объёмы воздухообмена достигают 500 000–2 000 000 м³/ч в крупных цехах — механическая вентиляция такого масштаба экономически нецелесообразна. Основа — аэрационные фонари. Механические системы применяют точечно: вытяжка от местных источников (конвертеры, ковши), приточная вентиляция в кабинах операторов, посты управления с избыточным давлением и HEPA-фильтрами.
Похожие статьи
Подберём оборудование для металлургии
Дымососы Д/ДН, дутьевые ВД/ВДН, пылевые ВЦПИ — рассчитаем под ваш цех бесплатно.