ПОЛНЫЙ КОНСПЕКТ
.pdf
Рис. 9 Установка отсоса
а – неправильная; б – правильная
Вытяжные шкафы (рис. 9) находят широкое применение при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных газов и паров.
Вытяжной шкаф представляет собой колпак большого объема, внутри которого происходит выделение вредных веществ при проведении каких-либо работ. Выделяющиеся газы и пары, попадая в колпак, собираются и поступают во всасывающий воздуховод.
Скорость воздуха, засасываемого в шкаф через рабочее отверстие, принимают равной 0,5 – 0,7 м/с при удалении малоопасных паров и газов (пары кислот, спиртов и др.) и 1 – 1,5 м/с при удалении особенно опасных паров и газов (пары свинца, ртути, цианистых соединений и др.).
Кабины и камеры представляют собой емкости определенного объема, внутри которых производятся работы, связанные с выделением вредных веществ (пескоструйная и дробеметная обработка, окрасочные работы и т.д.).
Расчетное количество удаляемого воздуха определяют по кратности воздухообмена, которая в зависимости от объема камеры составляет 30 -100. при невозможности полного или частичного укрытия делают местные отсосы, располагаемые рядом с источником выделения вредных веществ. К ним относятся вытяжные зонты, всасывающие панели, бортовые отсосы, воронки и т.д.
Вытяжные зонты (рис. 8, в) применяют для локализации вредных веществ, поднимающихся вверх, а именно при тепло- и влаговыделениях; любых вредных веществ (исключая очень токсичные) с тепловыделениями, создающими устойчивый восходящий поток, но при отсутствии постоянного рабочего места у источника выделения вредных веществ.
Зонты делаются открытыми со всех сторон (без свесов) и частично открытыми – с одной, двух или трех сторон – со свесами. В последнем случае конструкция зонта является более совершенной. По форме сечении зонты бывают прямоугольными или круглыми, стационарными или поворотными.
61
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Размеры (м) прямоугольного зонта в плане определяют из выражения A = a + 0.8h, где a – стороны перекрываемой поверхности, м; h – расстояние от перекрываемого оборудования до низа зонта, м. наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта β менее 60º.
При удалении теплоты, влаги скорость воздуха в горизонтальном сечении зонта принимается υ = 0,15 – 0,25 м/с, а при удалении токсичных веществ υ = 0,5 – 1,25 м/с.
Для улавливания газов у проемов печей устанавливают зонты-козырьки. Когда устройство стационарных укрытий невозможно, делают поворотные зонты, которые отводят в сторону во время загрузки оборудования.
Всасывающие панели. Местная вытяжная вентиляция , удаляя вредные вещества из помещения, должна препятствовать их попаданию в зоны дыхания рабочего. Местный отсос можно считать удовлетворительно работающим, когда он удаляет вредные вещества от зоны дыхания.
Нередко источник выделения вредных веществ – ванна, печь, стол для сварки и т.п. – укрывают зонтом, под которым находится рабочий (рис. 10), что совершенно недопустимо, так как через зону дыхания в этом случае проходят все вредные вещества. Естественно, что правильной конструкцией отсоса будет такая, при которой поток воздуха минует рабочего (рис. 10). Эффективным местным отсосом, устроенным по этому принципу, является панель Чернобережского (рис. 10), применяемая при таких операциях, как газовая сварка, пайка и т.п.
Рис. 10 Всасывающие панели и отсосы
Если источник выделения вредных веществ является протяженным (при малой ширине), то для их удаления используют панель соответственно большой длины. Для равномерности всасывания такую длинную панель составляют из нескольких секций.
При сварке на стационарных рабочих местах применяется отсос в виде поворотной панели (рис. 10), который при помощи телескопического устройства воздуховода может быть вертикально перемещен и повернут на
360º.
62
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
При паяльных работах , а также при ручных операциях просеивания, протирки, окраски кистью и т.д. для удаления аэрозолей и газов применяют витринные отсосы (рис. 10). Ширина отсосов 0,5 – 0,8 м, остальные размеры выбирают из соображений удобства производимых работ. Скорость всасывания воздуха в рабочем проеме отсоса в зависимости от токсичности удаляемых веществ составляет 0,5 – 1,5 м/с.
Пылегазоприемники, воронки. При пайке сплавами свинца применяют отсосы в виде воронок, которые должны быть удалены от места пайки на расстояние не более 250 – 300 мм. Важно также, чтобы электропаяльник, от которого по окончании пайки все еще выделяются вредные вещества, находился поблизости от воронки или внутри нее. Скорость в сечении воронки размером 200 Х 400 мм должна составлять 2,5 – 3 м/с.
При работе сварочных тракторов на нестационарных местах щелевые и воронкообразные пылегазоприемники монтируют на сварочной головке непосредственно около электрода. Всасывающее отверстие располагается над слоем флюса на высоте 40 – 50 мм, что исключает засасывание флюса в приемник.
Необходимое количество удаляемого воздуха (м3/ч) может быть, определено по формуле Lc = 12 3
Ас , где Ас – сила сварочного тока, А. (16)
При ручной сварке в закрытых объемах находят применеие пылегазоприемники в виде воронок с пневматическими присосами – держателями, позволяющими крепить приемник на любой плоскости в непосредственной близости от сварочной дуги.
Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении гальванопокрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении – чрезвычайно вредный цианистый водород, при хромировании – окись хрома и т.д. для локализации этих вредных веществ (если укрытие ванн кожухом по техническим причинам не представляется возможным) используют бортовые отсосы (рис. г), представляющие собой щелевидные воздуховоды, устанавливаемые у ванн. Ширина щели 40 – 100 мм.
Принцип действия бортового отсоса состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает с собой вредные вещества, не давая им распространяться вверх по помещению.
Бортовые отсосы располагают или у одного борта при ширине ванны до 0,7 м, или у двух противоположных бортов при ширине ванны 0,7 – 1 м. при длительном пребывании изделий в ванне и обслуживании ее с одной стороны, особенно при широких ваннах, делают бортовые отсосы со сдувом.
Количество удаляемого воздуха от бортовых отсосов зависит от токсичности выделяющихся вредных веществ, размеров ванн, уровня раствора, температуры раствора и т.п. так как кислоты и щелочи оказывают корродирующее действие на металл, то отсосы изготовляют обычно из винипласта или покрытой антикоррозионным лаком стали.
63
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
В производственных помещениях, в которых выделяются одновременно вредные газы и теплоты или только вредные газы, кроме местных отсосов обязательно делают общеобменную вытяжку из верхней или нижней зоны помещения. Это связано с тем, что даже при хорошей работе местных отсосов возможны прорывы вредных веществ в воздух помещения.
6. Очистка воздуха от вредных веществ
очистка воздуха от примесей может производится как при подаче наружного воздуха в помещение, так и при удалении из него загрязненного воздуха. В первом случае обеспечивается защита работающих в производственных помещениях, а во втором – защита окружающей атмосферы.
Для очистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют пыле- и туманоуловители. Важным показателем работы оборудования является эффективность очистки воздуха, которую определяют по формуле:
ŋ=(q1 – q2)/q1, (17)
где q1 и q2 – содержащие примеси до и после очистки, мг/м3.
Для грубой и средней очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании для осаждения частиц пыли сил тяжести или инерционных сил, отделяющих частицы примесей от воздуха при изменении скорости движения (пылеосадительные камеры) и направления его движения (циклоны, инерционные, жалюзийные и ротационные пылеуловители).
Рис. 11 Схема пылеотделителя типа «циклон»
Наибольшее применение для очистки воздуха от пыли с размером частиц более 10 мкм получили циклоны (рис. 11). Их устройство простое и эксплуатация несложная, они имеют сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление (750 – 1000 Па), высокие экономические показатели. Циклоны длительно эксплуатируют в разнообразных условиях окружающей среды при температурах воздуха до 550К.
64
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Рис. 12 Электрофильтры
Для очистки приточного вентиляционного воздуха от пыли и туманов применяют электрофильтры (рис.12). Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам . При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительно заряженном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательно заряженных коронирующих электродах. Эти электроды периодически встряхиваются при помощи специального механизма, после чего пыль собирается в бункере, откуда удаляется.
Для средней и тонкой очистки воздуха от примесей в системах приточной и вытяжной вентиляции широко используют фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы, способные задерживать пыль. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания с образованием осадка на входе в фильтрующий элемент. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным. На практике обычно осуществляются одновременно оба процесса фильтрования, так как размеры частиц пыли и пор всегда обладают определенным диапазоном распределения около их средних значений.
Осаждение твердых и жидких частиц на фильтрующий элемент происходит в результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения частиц обусловлен действием сил инерции, гравитационных сил, броуновской диффузией в газах и эффектом касания. Для частиц размером менее 0,1 мкм определяющим является процесс диффузии, а для частиц размером более 1 мкм – силы инерции.
В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.
Важным вопросом при проектировании пыле- и туманоуловителей является возможность их использования в системах рециркуляции воздуха. В
65
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
соответствии с нормами при использовании рециркуляции должны соблюдаться следующие условия: количество воздуха, поступающего извне, должно составлять не менее 10% общего количества, поступающего в помещение; воздух, возвращаемый в помещение, должен содержать не более 30% вредных веществ по отношению к их ПДК. Исходя из ПДК и обычных концентраций примесей эффективность очистки пыле- и туманоуловителей должна быть 0,9 – 0,95 и более. Очистка вытяжного вентиляционного воздуха от газо и пылеобразных примесей основана на использовании ряда физикохимических методов. К ним относятся абсорбция, хемосорбция, адсорбция, каталитическое дожигание и др.
При абсорбции происходит поглощение жидкостями паро- и газообразных примесей очищаемого воздуха. Абсорберы применяют для очистки вентиляционного воздуха, отводимого от травильных и гальванических ванн, а также при очистке технологических выбросов. Хемосорбция заключается в промывке очищаемого воздуха растворами, вступающими в химические реакции с газообразными примесями в воздухе, такими, как двуокись серы, хлор, сероводород и т.п.
7. Кондиционирование воздуха
Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание в помещениях независимо от наружных условий постоянных или изменяющихся по определенной программе температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее благоприятных для людей или требуемых для нормального протекания технологического процесса. Поэтому на промышленных предприятиях кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечения комфортных (оптимальных) санитарно-гигиенических условий, создание которых обычной вентиляцией невозможно, либо как составная часть технологического процесса. В последнем случае кондиционирование применяют:
для поддержания определенных температурно-влажностных условий, позволяющих производить обработку материалов и изделий с минимальными допусками (точное машиностроение, приборостроение, оптическая промышленность, изготовление и калибровка измерительного инструмента);
для обеспечения особой чистоты воздуха и исключения выделения влаги из воздуха, а также попадания пота с рук рабочих на точно обработанные поверхности изделий (изготовление точных приборов, электровакуумная полупроводниковая промышленность и т.п.);
для поддержания заданного содержания влаги в материалах и изделиях. Системы кондиционирования могут работать круглый год или только в
летнее время, выполняя в последнем случае охладительно-сушительные функции.
Кондиционер- это вентиляционная установка, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. Кондиционеры бывают двух видов: установки полного кондиционирования воздуха, обеспечивающие постоянство
66
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
температуры, относительной влажности, скорости движения и и чистоты воздуха; установки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство только части этих параметров или одного параметра, чаще всего температуры.
В зависимости от способа холодоснабжения кондиционеры подразделяются на автономные и неавтономные. В автономных кондиционерах холод вырабатывается встроенными холодильными агрегатами. Неавтономные кондиционеры снабжаются холодоносителем централизованно.
По способу приготовления и раздачи воздуха кондиционеры
подразделяются на центральные и местные. |
|
||
Конструкция |
центральных |
кондиционеров |
предусматривает |
приготовление воздуха вне обслуживаемых помещений и его раздачу по системе воздуховодов. В местных же кондиционерах приготовление воздуха происходит непосредственно в обслуживаемых помещениях. Воздух раздается без воздуховодов. Центральные кондиционеры применяют в больших цехах, их отличает большая производительность по воздуху (30 – 250 тыс.м3/ч). Местные кондиционеры используют в сравнительно небольших помещениях (лабораториях, кабинах наблюдения, рабочих кабинетах и т.п.). Производительность их соответственно ниже, чем центральных кондиционеров.
Работа кондиционеров автоматизирована. Приборы-автоматы (термо- и влагорегуляторы) при изменении заданных параметров воздуха в помещении (температуры и влажности) приводят в действие клапаны, регулирующие смешение наружного и рециркуляционного воздуха, нагрев воздуха в калориферах, подачу теплоносителя в калориферы, а также холодной воды к форсункам.
Многие автономные кондиционеры имеют встроенные холодильные машины.
Кондиционирование воздуха требует по сравнению с вентиляцией больших единовременных и эксплуатационных затрат, но эти затраты быстро окупаются за счет повышения производительности труда, снижения заболеваемости, уменьшения брака, улучшения качества выпускаемой продукции и т.п.
8. Эффективность эксплуатации вентиляционных систем
Эффективность работы вентиляционной установки зависит от того, насколько она правильно спроектирована, а также от качества ее эксплуатации.
При расчете вентиляционных установок могут быть допущены некоторые неточности, а при монтаже – отступления от проекта, в результате чего системы вентиляции иногда не обеспечивают заданной эффективности. Так, в одни помещения может подаваться воздуха больше, чем необходимо, а в другие меньше; температура и влажность воздуха, подаваемого в помещение, могут не соответствовать проекту. Для устранения таких дефектов регулируют систему вентиляции.
67
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Основная задача регулирования состоит в том, чтобы обеспечить на всех участках воздуховодов предусмотренные проектом расходы воздуха. Регулирование производительности системы вентиляции, как правило, осуществляют двумя способами – либо изменением характеристики вентиляционной сети за счет изменения ее сопротивления с помощью регулирующих устройств – шиберов, дроссель-клапанов и др., либо изменением характеристики вентилятора за счет увеличения или уменьшения частоты вращения рабочего колеса.
При регулировании в воздуховодах обеспечиваются предусмотренные проректором расходы воздуха, проверяется работа вентиляторов, электродвигателей, калориферов, фильтров. После проведения регулирования вентиляционную систему испытывают и сдают обслуживающему персоналу. При приемке проверяют качество монтажных работ и соответствие их проекту и основные показатели системы (расход воздуха, температуру нагрева, влажность и др.), а также проверяют, снижается ли до допустимых норм содержание вредных веществ в воздухе помещения.
Допустимые отклонения от проектных данных – по количеству воздуха ±10%, по температуре подаваемого воздуха ±2º, по влажности ± 5 º.
На основе данных обследования делают общую оценку эффективности системы вентиляции и составляют приемочный акт. На каждую вентиляционную установку составляют паспорт, в который заносят данные, характеризующие работу основных элементов.
Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы вентиляция должна осуществляться правильная ее эксплуатация, которой предусматриваются необходимый штат персонала, периодическое обследование состояния воздушной среды, а также элементов вентиляционных установок, правильное обслуживание установок (например, своевременная очистка фильтров, воздуховодов) и проведение планового ремонта.
68
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
9.Вопросы для контроля (экзаменационные, зачетные)
1.Назначение систем вентиляции в производственных помещениях.
2.Классификация систем вентиляции.
3.Принцип работы естественной вентиляции.
4.Аэрация производственных помещений.
5.Принцип работы дефлектора.
6.Классификация систем механической вентиляции.
7.характеристика основных элементов общеобменной механической вентиляции.
8.Определение необходимого количества воздуха при общеобменной вентиляции.
9.Устройство местной приточной вентиляции.
10.Устройство местной вытяжной вентиляции.
11.Основные методы и устройства для очистки воздуха от вредных веществ.
12.Кондиционирование воздуха.
13.Эффективность эксплуатации вентиляционных систем.
10.Литература
1.Юдин Е.Я., Белов С.В. Охрана труда в машиностроении. Учебник для машиностроительных вузов.- М: Машиностроение, 1989, с.432
2.Жидецкий В.Ц., Джигирей В.С., Мельников А.В., Основы охраны труда. Учебник. – Львов: 2000, с.351
3.Полтев М.К. Охрана труда в машиностроении. Учебник. – М:. Высшая школа, 1980, с.294.
69
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
11. Методические указания к самостоятельному тестированию по ключевым вопросам темы
После изучения теоретического материала темы необходимо ответить устно на каждый вопрос (раздела 9) для сдачи экзамена (зачета). Затем провести самотестирование по ключевым вопросам подразделов темы.
При самотестировании отвечать необходимо на вопросы кратко (три – пять слов в ответе) по каждому пункту в билете тестирования (см. ниже билеты для самотестирования, раздел 12).
После ответов в письменной форме на все ключевые вопросы самотестирования сравнить результаты своих ответов с базовыми ответами (раздел 13). Несовпадение ответов по номерам пунктов при самотестировании не считается ошибкой. Главным при самотестировании является то, чтобы были правильные ответы по всем пунктам в любом их расположении.
Если Ваши ответы по существу не совпадают с базовыми, то следует выяснить причину этого в материалах лекции и в приведенной литературе, а также обратиться к своему преподавателю – консультанту.
Тема считается изученной только в том случае, когда Вы свободно отвечаете на все вопросы для сдачи экзамена (раздела 9) и получите положительные результаты при самотестировании.
12. Ключевые вопросы для самотестирования.
Билет № 1.
Перечислите системы общеобменной механической вентиляции
1.
2.
3.
4.
Билет № 2. Перечислите виды местной вентиляции
1.
2.
3.
Билет № 3. Виды местной вытяжной вентиляции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
70
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com