6 Охорона праці та навколишнього середовища
6.1. Заходи безпеки при роботі з воднем
Водень є пожежо-й вибухонебезпечним газом, так само як і природний, світильний водяний, коксовий та інші промислові і побутові гази, що містять від 15 до 85% водню і широко використовується в промисловості та побуті.
Це пояснюється не більшою небезпекою при роботі з воднем, ніж при використанні метану, бензину, пірокселину, а іншим характером виникнення цієї небезпеки, обумовленої його специфічними властивостями. Для уникнення небезпеки необхідно мати спеціальні значення та навички роботи в усіх випадках, пов’язаних з одержанням, зберіганням і використанням водню. Далі розглянуто деякі найважливіші заходи, додержання яких має запобігати виникненню аварійних ситуацій при використанні водню.
Промислові будинки й споруди, в яких зберігається, а також застосовується газоподібний або рідкий водень, повинні бути одноповерховими і не мати горищ і підвалів. Тільки у дослідних лабораторіях допускається робота з невеликою кількістю водню на верхньому поверсі будинку [19].
У виробничих приміщеннях повинен здійснюватись безперервний контроль вмісту водню в повітрі, для чого їх обладнують газоаналізаторами із світловою та звуковою сигналізацією. Вона повинна спрацювати при вмісті водню в повітрі на рівні 10% від його нижньої концентраційної межі запалення (0,4). При вмісті водню в повітрі вище 25% від нижньої межі запалення (1%) технологічне обладнання, розташоване в приміщенні, повинно бути зупинене Продуктивність припливно-витяжної вентиляції повинна забезпечувати такий повітрообмін, щоб водню в приміщенні не перевищувало 10% від нижньої концентраційної межі запалення.
Для освітлення слід використовувати апаратуру тільки у вибухозахищеному виконанні. Системи зв’язку та сигналізації повинні задовольняти вимоги, які ставляться до приладів електроустановок. Контрольно-вимірювальна апаратура теж, повинна бути у вибухобезпечному виконанні.
Системи, апаратура та трубопроводи з воднем мають бути пофарбовані в зелений колір. На газових балонах, які використовують для зберігання водню, нарізні з’єднання виконують лівим заходом запобігання несанкціонованого випадкового підключення до систем з іншими газами [20]. Щоб виключити можливість підсмоктування повітря із зовнішнього середовища, трубопроводи та системи слід підтримувати під надлишком тиску водню. Регулююча та запорна арматура, яку застосовано у водневих технологіях, повинна мати сильфонні ущільнювачі.
Неприпустимо різко дроселювати водень високого тиску до атмосфери (наприклад, при зупинці компресора, аварійному скиданні газу запобіжними клапанами та інші), бо в зоні викиду газу може утворюватися вибухонебезпечна суміш. Для запобігання вибуху або пожежі при одержання або використанні водню перед його подачею в будь-яку частину системи необхідно продути ії інертним газом. Слід пам’ятати, що апаратура та комунікації, заповнені воднем та сумішами з великим умістом водню, тривалий час після вилучення газу виділяють адсорбований водень. Тому ремонтні й зварювальні роботи з апаратурою, що працювали в атмосфері газу з високим вмістом водню, слід проводити лише після тривалої дегазації.
Усі інструменти повинні бути виготовленні з матеріалів, що не утворюють іскор при ударах. У приміщенні яких 520К.
Одяг з нейлону, терилену або подібних матеріалів, а також взуття на гумовій підошві можуть бути джерелами небезпеки [21]. Заряду статичної електрики, що накопичується на одязі із синтетичної тканини, достатньо, щоб запалити водень. Тому в приміщеннях, де можлива поява водню в повітрі, не дозволяється використовувати спецодяг, який виготовлено з матеріалів, що накопичують електричні заряди. Для відведення статичної електрики, що може накопичуватися на одязі обслуговуючого персоналу, використовують електропровідні доріжки або заземлені зони, майданчики, поручні. Необхідно врахувати, що рухомі резервуари, які мають гумові ролики, теж можуть накопичувати електростатичні заряди, тому їх також заземляють. Будівельні споруди бути захищені від статичної електрики згідно з правилами захисту від статичної електрики.
Особливо суворо необхідно додержувати правил безпеки при застосуванні відкритого вогню. У разі спалаху рідкого або газоподібного водню слід надати йому доступ до осередку пожежі [22]. Водночас приймаються заходи, що запобігають розповсюдженню вогню на навколишні об’єкти. Для гасіння локальних водневих вогнищ рекомендовано використовувати рідкий і газоподібний азот, двооксид вуглецю, розпорошену воду або водяну пару.
Норми та необхідну кількість первинних засобів пожежегасіння в приміщеннях визначається відповідно до правил, наведених у роботі. Обладнання споруд засобами захисту від блискавки слід виконувати відповідно до вимог.
Необхідно суворо додержуватися таких умов безпеки в приміщеннях, де розташоване водневе обладнання:
- електричні прилади повинні бути виконанні у вибухонебезпечному варіанті;
- слід забезпечити заземлення всіх вузлів та агрегатів обладнання загальних заземлюючим дротом;
- покриття підлоги не повинно накопичувати статичну електрику;
- вентиляція повинна забезпечувати відведення повітря на рівень підлоги й відведення газу з самого високого рівня приміщення;
- роботи слід виконувати тільки із застосуванням іскробезпечного бронзового інструменту;
- аналіз атмосфери слід виконувати так, щоб у випадку виникнення небезпечних концентрацій водню разом з подачею відповідних аварійних сигналів було ввімкнуто додаткову вентиляцію;
- водневомісткі гази, які викидаються через запобіжні клапани, слід відводити до атмосфери за допомогою спеціального газозбірного колектора вище коника не менш ніж на 0,7м;
- трубопроводи рідкого водню повинні мати компенсатори, а ємкості – запобіжні клапани (дихальні) при мінімальній кількості фланцевих сполучень;
- заборонено перекачувати рідкий водень по тепло неізольованих трубах і зберігати у тепло неізольованих сховищах.
ВИСНОВКИ
1. Застосування водню в ДВЗ перспективно, так як значно підвищує його екологічність
2. Розвиток водневого ДВЗ стримується дорожнечею, існують способи отримання водню, але в преспектіве можливо безпосереднє видобуток водню з надр, що коріним способом збільшить ефективність застосування водню
3. Із існуючих способів зберігання водню на борту транспортного засобу найбільш ефективним та безпечним є використання металогідридних акумуляторів. При використання дешевих наповнювачів, вони мають більший вагу, яке важчає транспортний засіб. Але при використання в конструкції автонавантажувача, цей надлишковий ваги, використовується в якості противаги, що підвищує стійкість при роботі
Порівняльна характеристика серій досліджень водневих зразків двигуна УМЗ-717, дозволяє зробити наступні висновки
1) максимальна ефективна потужність водневого варіанти двигуна УМЗ-417 зі збільшеною до значення 8,8 ступенем стиснення та поліпшеними газодинамічні властивостями впускного тракту близька до потужності бензинового прототипу і становить 38,1 кВт при n = 2800 мін1;
2) переклад двигуна на живлення воднем дав можливість збільшити ефективний ККД при роботі із зовнішньої швидкісної характеристики в середньому на 13%, а на режимах часткових навантажень більш ніж на 50%;
3) система зберігання водню з застосуванням металогідрида, що має місткість близько 7 кг, забезпечує безперервну роботу водневого автонавантажувача по умовному циклу протягом чотирьох з половиною годин;
4) зниження викидів оксидів азоту з відпрацьованими газами водневого автонавантажувача у порівнянні з бензиновим склало 1,5 рази, а оксид вуглецю, вуглеводні та інші токсичні компоненти практично не виділяються.
Використання водневого ДВС в автонавантажувачах, дозволяє вести роботи в закритих, погано вентильованих приміщеннях, так як в результаті вихлопу утворюється вода (пар)
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. www.vokrugsveta.ru
2. Водень − екологічно чистий носій/ Соловей В.В., Бастєєв А.В., Форфутдінов В.В., Петухов І.І. /. Харків 2003 − 49с.
3. Водород. Свойства, получения, хранение, транспортирование, применение/ Гамбург Д.Ю., Семенов В.П., Дубовкин Н.Ф., Смирнова Л.Н. / Подред Гамбурга Д.Ю. -: Химия, 1989-672с
4. Свойства жидкого и твердого водовода. Справочник / Под ред. Есельсона Б.Н. и др. – М.: Издательство стандартов, 1969. – 136с.
5. 5. А.с. 1206458 СССР. Способ работы ДВС/ Мищенко А.И., Куценко А.С., Савицкий В.Д., Байков В.А., Тихоненко Н.С.- Опубл. в БИ, 1986.-№3.
6. А.с. 1206458 СССР. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания / Мищенко А.И., Куценко А.С., Савицкий В.Д., Байков В.А.- Приоритет от 18.08.86г.
7. Преображенский В.П. Теплотехнологические измерения и приборы.- М.: Энергия, 1978.-703с.
8. Семененко К.Н., Малышев В.П., Петров Л.А. и др. Взаимодействия LaNi5 с водородом. – Изв.АН. СССР. Неорганические материалы, 1977. – т.13, - № 11.- С. 2009-2013.
9. Мищенко А.И., Савицкий В.Д., Байков В.А. и др. Водородный автопогрузчик / Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомно-водородная энергетика и технология.- 1987.- Вып.3 – С. 44 – 45.
10. Пат. 2006607 РФ, МКИ3 Р 02 В 43/08. Способ конвертирования двигателя внутреннего сгорания/. Савицкий В.Д, Куценко А.С., Байков В.А., Тихоненко Н.С. - №4707389/06, Заяв. 20.07.89, Опубл. 30.01.94, Бюл. №2.
11. Мищенко А.И., Савицкий В.Д., Байков В.А. Оптимизация рабочего процесса водородного ДВС по степени сжатия коэффициента избытка воздуха / Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерная техника и технология.- 1989.- Вып.1 – С. 73 – 75.
12. Мищенко А.И., Савицкий В.Д. Оптимизация работы поршневого ДВС на водороде.- М.: Вопросы атомной науки и техники. Сер.Атотомноводородная энергетика и технология. 1982.-вып.3 (13).- С. 14-16.
13. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей.- Киев: Наукова думка, 1984.- 143с.
Мищенко А.И., Савицкий В.Д., Байков В.А. способ работы поршневого двигателя с искровым зажиганием на водороде. М.: Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомно-водородная энергетика и технология, 1987,−вып.З.-С. 33-37.
14. Соловей В.В., Бастєєв А.В., Оболенский М.А. Активизация водовода и водородасодержащтх энергоносителей. – Киев: Наук.думка, 1993.- 162с
15. В.В.Соловей. Металогідридна енерготехнологічна переробка водню / Доповідні Академії наук Української РСР. Серія “А”. Фізико – математичні та техничні науки, 1983.-№3. С. 13-17
16. Соловей В.В., Канило П.М. Системы аккумулирования водорода с использованием метода термохимического сжатия // Изв. Академии наук СССР. Энергетика и транспорт, 1985.-№3.
17. Водень. Термін та визначення. Держстандарт України, ,ДСТУ 2655-94. – Видання офіційне. Розробки: Бастаєєва А.В., Оболенський М.О., Соловей В.В., та ін. – Київ. – 31с.
18. Воднева енергетика. Термін та визначення. Державний стандарт України ДСТУ–3027 – 95. Виданий офіційне. – Розробки: Соловей В.В., Савченко В.І., Брахтян В.А., та ін. – Київ.
19. Правила устройства электроустановок. ПУЭ. – М.Л.: Энергия, 1966 − 180с
20. Правила защиты от статического электричества в проихводствах химической промышленности. – М.: Стройиздат, 1970. -150с.
21. Правила пожарной безопасности при эксплуатации предприятий химической промышленности. – М.: Россельхозиздат. 1968. – 30с.
22. Указание по проектированию и устройству молнезащиты зданий и сооружений. – М.: Стройиздат, 1969. – 180с