Охрана труда




страница14/32
Дата26.02.2016
Размер7.72 Mb.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   32

Глава 2
ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА ОТ ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ
Задачей защиты от химических и биологических негативных факторов является исключение или снижение до допустимых пределов попадания в организм человека вредных веществ и микроорганизмов, контакта с вредными или опасными биологическими объектами. Вредные вещества и микроорганизмы могут попадать в организм человека со вдыхаемым воздухом, питьевой водой, пищей, проникать через кожу.

Поэтому задачей защиты является удаление веществ из зоны их образования; минимизация их попадания в воздух, воду, пищу; очистку загрязненного воздуха или воды от них перед попаданием в воздух рабочей зоны, территории предприятия, биосферу.
2.1. Защита от загрязнения воздушной среды
Задачей защиты воздушной среды от вредных выбросов и выделений является обеспечение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, на территории предприятия, атмосфере населенных мест не выше предельно допустимых концентраций.

Эта цель достигается применением следующих методов и средств:

  • рациональное размещение источников вредных выбросов по отношению к рабочим местам;

  • удаление вредных выделений от источника их образования посредством местной или общеобменной вытяжной вентиляции;

  • применение средств очистки воздуха от вредных веществ;

  • применение индивидуальных средств защиты органов дыхания человека.

Для того чтобы уменьшить загрязнение территории промышленного предприятия, а также населенных мест, выбросы загрязненного воздуха из цехов, помещений промышленных предприятий и технологических установок, удаляемого вентиляцией, осуществляют через высокие трубы с целью их лучшего рассеивания в атмосфере и снижения концентрации вредных веществ.

Рациональное размещение предусматривает максимально возможное удаление источников загрязнения воздуха химическими и биологическими веществами от рабочих мест, локализация источников вредных выделений в отдельных производственных помещениях.

Удаление вредных выделений, образующихся в технологическом процессе, осуществляется с использованием средств вентиляции и местных отсосов.
2.1.1 Вентиляция
Система вентиляции представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих воздухообмен в помещении, т. е. удаление из помещения загрязненного, нагретого, влажного воздуха и подача в помещение свежего, чистого воздуха. Системы вентиляции разнообразны, и их классификация представлена на рис. 3.55.

По зоне действия вентиляция бывает общеобменная, при которой воздухообмен охватывает все помещение, и местная, при которой обмен воздухом осуществляется на ограниченном участке помещения. По способу перемещения воздуха из помещения и в помещение вентиляция разделяется на естественную и механическую.

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется благодаря возникающей разницы давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена прежде всего тепловым напором, возникающим из-за того, что более теплый воздух в помещении имеет меньшую плотность, чем более холодный воз­дух снаружи помещения. В результате более теплый воздух помещения поднимается вверх и удаляется из помещения через вытяжные трубы, а его место занимает свежий, более прохладный и чистый воздух, поступающий в помещение через окна, двери, форточки, фрамуги, щели.

Рисунок 3.55 Классификация вентиляционных систем
На рис. 3.56 показана схема естественной вентиляции в помещении.

Рисунок 3.56 Схема естественной приточно-вытяжной вентиляции помещений
Тепловой напор можно определить по формуле

где g ускорение свободного падения, м/с2; h расстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; — плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.

Как видно из формулы, если снаружи помещения воздух более теплый, чем в помещении, удаления воздуха из помещения за счет теплового напора происходить не будет. Удаление воздуха в этом случае будет происходить за счет ветрового напора, возникающего в результате обдувания здания, в частности торца вытяжной трубы, расположенной, как правило, на крыше здания. Значение ветрового напора можно определить по формуле

где — скорость ветра, м; — коэффициент, определяемый формой трубы.

Организованная общеобменная вентиляция, при которой в помещение подается и из помещения удаляется заданное количество воздуха, называется аэрацией. Регулирование необходимого количества воздуха, подаваемого и удаляемого, обеспечивается необходимой площадью открытых окон, фрамуг и т. д. Аэрация помещения может быть рассчитана по специальной методике.

Для того чтобы увеличить коэффициент и тем самым улучшить естественную вентиляцию, на конце вытяжной трубы часто устанавливается специальное устройство, называемое дефлектором. Схема дефлектора показана на рис. 3.57.


Рисунок 3.57 Схема дефлектора: 1 — козырек защиты от осадков; 2 — цилиндрический патрубок; 3 — крепление патрубка; 4 — вентиляционная труба
Он представляет собой цилиндрический патрубок, расположенный на конце трубы. При обтекании этого патрубка на его торцах создается разряжение и улучшается естественная тяга за счет ветрового напора. Дефлекторы можно увидеть на крышах многих зданий как промышленных, так и жилых.

Для ориентировочного подбора дефлекторов определяют диаметр вентиляционнй трубы 4 по формуле

где L необходимая производительность вентиляции, м3/ч; принимается равной половине средней скорости ветра в наиболее жаркий месяц (например, для Москвы средняя скорость ветра равна 3,4 м/с, поэтому = 1,7 м/с).

Таким образом, эффективность естественной вентиляции зависит от разницы температур снаружи и внутри помещения (разницей температур определяется разница плотностей воздуха), высоты расположения вытяжных отверстий и скорости ветра снаружи помещения. Достоинством естественной вентиляции является отсутствие затрат энергии на передвижение масс воздуха в помещение и из него. Однако естественная вентиляция имеет очень существенный недостаток, а именно: в теплый период года и в безветренную погоду ее эффективность может существенно падать, так как вследствие повышения температуры наружного воздуха падает тепловой напор (или отсутствует вовсе), а при отсутствии ветра ( = 0) отсутствует ветровой напор. Кроме того, при естественной вентиляции воздух поступающий в помещение и воздух, удаляемый из помещение не проходит очистку и предварительную подготовку. Если воздух окружающей среды загрязнен, например запылен, то он поступает в помещение также загрязненным. Если в помещении в результате ка­ких-либо технологических процессов выделяются вредные вещества, то они выбрасываются без их улавливания в окружающую среду с удаляемым из помещения воздухом. В результате загрязняется окружающая среда.

Механическая вентиляция лишена недостатков естественной вентиляции. Механической называется вентиляция, в которой воздух подается в помещения и (или) удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием специальных механических побудителей — вентиляторов. Механическая вентиляция может быть приточной, при которой воздух вентилятором подается в помещение; вытяжной, при которой воздух удаляется из помещения, и приточно-вытяжной, при которой свежий воздух подается в помещение, а загрязненный воздух удаляется из помещения.

Если воздух снаружи помещения слишком загрязнен (по нормативным требованиям концентрация вредного вещества в приточном воздухе не должна превышать 30 % от ПДКр3), а в помещении в результате проведения работ в воздух выделяются вредные вещества, то в приточную или вытяжную систему встраиваются очистные устройства. В приточную систему устанавливаются, как правило, тканевые или волокнистые фильтры, а в вытяжную могут устанавливаться разнообразные очистные устройства в зависимости от вида образующихся в помещении загрязняющих воздух веществ.

Механическая вентиляция бывает общеобменной и местной.

Общеобменная вентиляция предназначается для создания и поддержания необходимых параметров воздушной среды во всем объеме рабочей зоны помещений.

Производственные помещения, как правило, имеют одновременно и естественную и механическую вентиляцию, т. е. комбинированную (естественно-механическую) вентиляцию.

Таким образом, естественная вентиляция является общеобменной, а механическая вентиляция может быть обшеобменной и местной. Может применяться также одновременно общеобменная и местная вентиляция.

Расчет производительности Q общеобменной вентиляции, необходимой для обеспечения требуемого качества воздуха рабочей зоны по содержанию вредных веществ, может быть выпол­нен с использованием следующего соотношения:
(3.10)
где — соответственно производительность приточной и вытяжной вентиляции, м3/ч,

ZT масса выделяемого в единицу времени в технологическом процессе вредного вещества, мг/ч,

концентрация вредного вещества в рабочей зоне, мг/м3.

Если приточный воздух не загрязнен вредным веществом ( = 0), то
(3.11)
Минимально необходимая производительность Q общеобменной вентиляции для обеспечения нормативного качества воздуха рабочей зоны определяется при .

Если в помещении выделяется несколько вредных веществ, обладающих независимым действием, необходимо выполнить расчет необходимой производительности вентиляции для каждого вещества и для обеспечения нормативного качества воздуха по всем веществам принять наибольшую производительность.

Если в помещении выделяются несколько вредных веществ, обладающих эффектом суммации, для обеспечения нормативного качества воздуха необходимо принять сумму производительностей, рассчитанных по каждому веществу независимо.

При выделении в помещении большой массы вредных веществ расчеты по формуле (3.11) могут дать очень большую необходимую производительность общеобменной вентиляции. Это может быть невыгодно с экономических соображений, т. к. потребует больших затрат электроэнергии для питания мощных вентиляторов. Кроме того, в помещении могут создаваться большие скорости движения воздуха, что может быть недопустимо для организации технологического процесса и обеспечения установленных гигиенических требований.

В таких случаях широко применяется местная вентиляция, которая позволяет существенно сократить затраты энергии для обеспечения нормативного качества воздушной среды в рабочей зоне.

Местная вентиляция характеризуется тем, что с ее помощью загрязненный воздух удаляется непосредственно из зоны выделения вредных веществ.

Система местной вытяжной вентиляции предназначается для локализации и предотвращения распространения по всему помещению вредных веществ, образующихся на отдельных участках производства. Устройства местной вытяжной вентиляции очень разнообразны и зависят от метода удаления (отсоса) загрязненного воздуха из зоны загрязнения. Классификация местных отсосов представлена на рис. 3.58.

Рисунок 3.58 Классификация местных отсосов
По степени изоляции зоны образования вредных веществ отсосы подразделяются на отсосы открытого типа и отсосы от полных укрытий.

Отсосы открытого типа — это отсосы, находящиеся на некотором удалении от зоны образования вредных веществ. Такие отсосы могут быть расположены соосно с источником выделения вредных веществ и сбоку от него. К первому виду открытых отсосов можно отнести вытяжные зонты и вытяжные (всасывающие) панели. Ко второму — бортовые отсосы.

Вытяжные зонты предназначены для удаления вредных выделений, поднимающихся вверх, а именно при тепло- и влаговыделениях, любых вредных веществ с тепловыделениями, создающими устойчивый восходящий поток (рис. 3.59). Некой разновидностью вытяжных зонтов являются всасывающие воронки, предназначенные для удаления вредных веществ, которые из-за плотности, большей плотности воздуха, опускаются вниз.

Рисунок 3.59 Вытяжной зонт
Вытяжные (всасывающие) панели применяют, когда по конструктивным соображениям соосный отсос нельзя расположить достаточно низко над источником или когда необходимо отклонять поток поднимающихся вредных выделений так, чтобы он не проходил через зону дыхания работающего человека (см. рис. 3.60).

Рисунок 3.60 Вытяжная панель
Панели бывают боковые, угловые, наклонные. Примером наклонной вытяжной панели может являться вытяжная панель конструкции А. С. Чернобережского (рис. 3.61) боковые отсосы различного конструктивного исполнения показаны на рис. 3.62.

Рисунок 3.61 Схема вытяжной панели конструкции А. С. Чернобережского

Рисунок 3.62 Схема бокового отсоса

Когда обрабатываемые на рабочем столе изделия могут иметь различные габариты применяют подъемно-поворотные отсосы открытого типа (рис. 3.63). Вытяжные панели широко применяют на участках сварки, пайки.

Рисунок 3.63 Схема подъемно-поворотного отсоса открытого типа:

1 — свариваемое изделие; 2 — отсос; 3 — воздуховод вытяжной вентиляции;

4 — подвижное крепление отсоса
Бортовые отсосы применяют в технологических процессах нанесения на изделия покрытий для улавливания вредных выде­лений с поверхности гальванических, травильных, закалочных растворов (рис. 3.64). Бортовые отсосы выполняют в виде боковых щелей вдоль бортов ванны с растворами.

Рисунок 3.64 Схема бортового отсоса
Бортовые отсосы могут быть выполнены с одной стороны ванны (односторонние) и с двух (двусторонние).

Активированные отсосы. В активированных отсосах приточная струя воздуха отделяет зону выделения вредных веществ от незагрязненного объема воздуха, сдувает поток вредных веществ и направляет его в сторону действия отсоса. На рис. 3.65 изображен активированный бортовой отсос, а на рис. 3.66, 3.67 — активированный боковой отсос.

Рисунок 3.65 Схема активированного бортового отсоса


Рисунок 3.66 Многосекционный активированный боковой отсос: 1 — корпус ванны; 2 — секция отсоса; 3 — воздуховод вытяжной вентиляции; 4 — воздуховод сдува

Рисунок 3.67 Схема вентиляции конвейерной линии по принципу активированного отсоса:

1 — приточные патрубки; 2 — местный отсос; 3, 4 — зональный и общецеховой коллекторы вытяжной вентиляции
Местные отсосы от полных укрытий. Наиболее эффективно для удаления вредных веществ полное укрытие источника. В этом случае надежно гарантируется непопадание вредного вещества в незагрязненную зону помещения и обеспечивается минимальная производительность вытяжной вентиляции, т. к. нет подсоса воздуха с других участков помещения. Однако по конструктивным и технологическим соображениям не всегда можно сделать укрытие полностью герметичным. Примером местного отсоса с укрытием являются вытяжные шкафы, вытяжные камеры, фасонные укрытия.

Вытяжные шкафы находят широкое применение при различных операциях, связанных с выделением вредных веществ, как правило паров и газов. Вытяжной шкаф представляет собой колпак необходимого объема; внутри него выполняется технологическая операция с выделением вредных веществ, которые собираются и поступают во всасывающий воздуховод (рис. 3.68).

Рисунок 3.68 Вытяжной шкаф

Вытяжные шкафы могут быть с верхним, нижним и комбинированным (с верхним и нижним) отсосами. Вытяжные шкафы широко применяются на занятиях по химии при проведении экспериментов с химическими веществами.

Вытяжные камеры. При выполнении ряда технологических процессов (например, окраски, пескоструйной обработки, плазменной резки и т. д.) источник выделения или всю установку помещают в камеру на время процесса. Как правило, камеры применяются для технологических процессов, характеризующихся интенсивным выделением пыли и вредных газов. Камера снабжается отсосом, через который образующиеся вещества удаляются местной вытяжной вентиляцией в течение технологического процесса и некоторое время спустя до полной очистки камеры перед ее открытием.

Фасонные укрытия. На абразивных станках (заточных, шлифовальных и др.), обработка деталей на которых выполняется абразивными кругами, что сопровождается пылевыделениями и отлетанием крупных частиц, которые могут нанести травму, устанавливают кожухи-воздухоприемники (защитно-обеспыливающие кожухи — рис. 3.69).

Рисунок 3.69 Защитно-обеспыливающий кожух
Технологическое оборудование, в частности металлообрабатывающие станки, снабжаются пылестружкоприемниками; конструкции некоторых показаны на рис. 3.70, 3.71.

Рисунок 3.70 Пылестружкоприемник для сверлильных станков


Рисунок 3.71 Пылестружкоприемник для горизонтально-фрезерных станков:

1 — корпус приемника; 2 — отводящий патрубок; 3 — съемная крышка; 4 — подвеска; 5 — направляющая пластина
Пылестружкоприемники могут встраиваться в державки инструмента или сам режущий инструмент. Некоторые разновидности пылестружкоприемников, совмещенных с режущим инструментом, показаны на рис. 3.72.

Рисунок 3.72 Пылестружкоприемники, совмещенные с режущим инструментом:

а — щелевой отсос к отрезному резцу; б, в, г — пылестружкоприемник для расточных работ
Широко распространено встраивание воздухоприемников в сварочные горелки. На рис. 3.73, 3.74, 3.75 показаны разнообразные конструкции сварочных горелок со встроенными воздухо- приемниками.

Рисунок 3.73 Схемы воздухоприемников к горелкам для полуавтоматической сварки в С02:

а — кольцевой симметричный; б — кольцевой асимметричный; в — конический дырчатый; г — конусно-щелевой


Рисунок 3.74 Сварочная горелка с отсосом:

1,2— коническая и цилиндрическая части отсоса

Рисунок 3.75 Сварочная горелка с клиновидными всасывающими щелями:

1 — корпус; 2 — воздухоприемник; 3 — клиновидные щели
На рис. 3.76 изображена схема механической приточно-вытяжной вентиляции цеха промышленного предприятия, предусматривающая общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию и местную вытяжную вентиляцию с местными отсосами от источников выделения вредных веществ.


Рисунок 3.76 Схема механической приточно-вытяжной вентиляции цеха:

1 — шахта для забора приточного воздуха; 2 — подогреватель приточного воздуха (калорифер); 3 — приточный вентилятор; 4 — воздуховоды; 5, 6 — разводка воздуха на рабочие места; 7 — вытяжные воздуховоды; 8 — вытяжной вентилятор; 9 — устройство очистки вытяжного воздуха

2.1.2 Методы и средства очистки воздуха от вредных веществ
Для очистки загрязненного воздуха применяются аппараты различных конструкций, использующие различные методы очистки от вредных веществ.

Основными параметрами газоочистных аппаратов и систем очистки являются эффективность и гидравлическое сопротивление. Эффективность определяет концентрацию вредной примеси на выходе из аппарата, а гидравлическое сопротивление — затраты энергии на пропуск очищаемых газов через аппараты. Чем выше эффективность и меньше гидравлическое сопротивление, тем лучше.

Эффективность очистки аппарата или системы аппаратов рассчитывается по формуле

где — массовые концентрации примесей в газе до и после аппарата или системы аппаратов, мг/м3.

Если эффективности одного аппарата недостаточно для обеспечения требуемой чистоты отходящего воздуха, последовательно ставят несколько ступеней газоочистных аппаратов, суммарную эффективность которых можно определить по формуле

где эффективность каждого аппарата в системе газоочистки.

Если очищенный в аппарате воздух направляется в рабочую зону, то требуемую эффективность аппарата или системы очистки рассчитывают по формуле

Если выброс очищенного воздуха на территории промышленного предприятия осуществляется через трубы, то устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ), определяющий то количество вредного вещества, которое может быть выброшено в единицу времени, чтобы с учетом рассеивания вредной примеси в атмосфере ее приземная концентрация не превышала пре­дельно допустимую концентрацию для населенных мест. ПДВ может измеряться в мг/с и в т/год.

Зная концентрацию каждого вредного вещества в очищаемых газах (мг/м3) и установленный для него ПДВ (мг/с), можно определить требуемую эффективность очистки газоочистного аппарата или их системы для этого вещества:

где Q объем очищаемых газов в единицу времени (м3/с).

Номенклатура существующих газоочистных аппаратов очень широка, а их технические возможности позволяют обеспечивать высокие степени очистки отходящих газов практически по всем веществам. Создание высокоэффективных газоочистных систем сдерживается лишь финансовыми возможностями предприятий и государства.

Пылеуловители. Для очистки отходящих газов от пыли имеется широкий выбор аппаратов, которые можно разделить на две большие группы: сухие и мокрые (скрубберы) — орошаемые водой. Рассмотрим лишь некоторые из них, получившие наибольшее распространение в технике пылеулавливания.

Циклоны. Наиболее широкое распространение в практике пылеулавливания получили циклоны различных видов: одиночные, групповые, батарейные. На рис. 3.77 изображена конструкция одиночного циклона.

Рисунок 3.77 Одиночный циклон:

1патрубок входа запыленного газа; 2 — винтообразная крышка; 3 — выхлопная труба; 4 — корпус (цилиндрическая часть); 5 — корпус (коническая часть); 6 — пылевой затвор; 7 — бункер; 8 — камера очищенного газа; 9 — патрубок выхода очищенного газа
Очищаемый воздух из входного патрубка 1 через спиралеобразный вход 2, предназначенный для закручивания потока, поступает сначала в цилиндрическую (4), а затем коническую (5) части корпуса. Во вращающемся потоке под действием центробежных сил более тяжелые, чем воздух, пылевые частицы сепарируются к периферии, а затем под действием силы тяжести собираются в пылевой бункер 7, выход из которого закрыт пылевым затвором 6. Более чистый воздух из центральной части корпуса через выхлопную трубу 3 поступает в камеру 8 очищенного газа, а из нее в патрубок 9 выхода очищенного воздуха. Пылевой затвор обычно выполняют в виде мигалки с конусным клапаном, изображенной в увеличенном виде на рисунке. Когда вес накопившейся в пылевом бункере пыли превысит силу, прижимающую конусный клапан и создаваемую контргрузом, клапан откроется, сбросит пыль в приемную емкость и под действием груза вновь закроется.

Существует много различных типов циклонов, но наибольшее распространение получили циклоны типов ЦН и СК-ЦН (тип серии С — сажевые), с помощью которых можно решить большинство задач по пылеулавливанию. Разработаны стандартные циклоны различных размеров с диаметрами цилиндрической части от 200 до 3000 мм. Все размеры, необходимые для изготовления циклона, представлены в долях от диаметра d его цилинд­рической части. Наибольшая эффективность пылеулавливания циклона достигается при оптимальном значении скорости газа в аппарате. При заданной производительности Q 3/с) необходимый диаметр циклона определяется по формуле

Диаметр при выборе циклона округляют до ближайшего из стандартного типоразмера. Оптимальные скорости циклонов различных типов приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1 – Рабочие параметры циклонов


Параметр

Тип циклона







ЦН-15

ЦН-15у

ЦН-11

ЦН-24

СК-ЦН-22

СК-ЦН-34

, м/с

3,5

3,5

3,5

4,5

2,0

1,7

, мкм

4,5

6

3,65

8,5

1,13

1,95



0,352

0,283

0,352

0,308

0,34

0,38



іипшца 3.1. Рабочие параметры циклонов

Эффективность улавливания циклоном частиц пыли различного размера характеризуется его спектром улавливания.

Спектр улавливания циклонов можно описать двумя параметрами (см. табл. 3.1): — размер частицы, улавливаемой в аппарате с эффективностью 0,5 (иногда этот параметр называют медианной тонкостью очистки), и — параметром, характеризующим вероятностный спектр улавливания аппарата.

Пыли, образующиеся в различных технологических процессах, обладают полидисперсным составом (частицами различного размера). Распределение большинства промышленных пылей по дисперсному составу можно описать также двумя параметрами: . Первый параметр называется медианным диаметром. Медианный диаметр — это размер такой частицы, для ко­торой масса всех частиц в навеске промышленной пыли с размерами меньшими ее равна массе частиц с размерами большими . Второй параметр характеризует вероятностный спектр распределений частиц пыли по размерам. Для большинства промышленных пылей, которые образуются в типовых технологических процессах, параметры известны и приводятся в атласах промышленных пылей.

Для того чтобы определить эффективности очистки аппаратом, необходимо определить параметр

а затем по справочным математическим таблицам определить значение нормальной функции распределения (интеграла веро­

ятности) от параметра х (см. Приложение 2). Эффективность аппарата равна этому значению: .

При больших диаметрах циклона кривизна траектории, по которой в корпусе вращается поток газа, уменьшается и ухудшается сепарация пыли к периферии, в результате снижается эффективность циклона по сравнению с расчетной. Поэтому циклоны с диаметром более 1 м применять не рекомендуется. Лучше применять групповые циклоны, в которых несколько одиночных циклонов (как правило четыре или шесть) сгруппированы в один блок обычно с единым пылевым бункером и выходной камерой. Конструкция такого циклона изображена на рис. 3.78.


Рисунок 3.78 Групповой циклон:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   32


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница