Хорошо изученным и давно используемым на практике методом оценки запыленности воздуха промышленных предприятий является весовой метод, суть которого состоит в определении привеса при пропускании через фильтр определенного объема исследуемого воздуха. В качестве фильтров обычно используют хлопковую (гигроскопическую) или стеклянную вату. В стеклянную трубку, называемую пылевой, или аллонжем, с притертыми пробками помещают 0,5 г гигроскопической или 2 г стеклянной ваты так, чтобы толщина слоя фильтра составляла 3-4 см. Плотность фильтра должна быть такой, чтобы при пропускании через трубку 15-20 мл воздуха в минуту сопротивление фильтра составляло примерно 100 мм вод. ст.
Снаряженную и проверенную пылевую трубку доводят до постоянного веса просушиванием. Пробу берут на уровне дыхания работающего, фиксируя объем пропускаемого воздуха. Для получения более точного результата в каждой точке замера отбирают не менее двух проб.
После окончания замеров пылевую трубку повторно доводят до постоянного веса просушиванием. Разница в весе трубки до и после пропускания запыленного воздуха характеризует содержание пыли в объеме воздуха, прошедшего через трубку. Представление о запыленности исследуемого воздуха дает последующий перерасчет на единицу объема (кубометр воздуха) и сравнение с установленной санитарной нормой.
В ряде случаев необходимо наряду с концентрацией пыли знать также размер частиц (дисперсность) пыли, а иногда и количество пылинок, содержащихся в единице объема воздуха. С этой целью может быть использован метод непосредственного наблюдения и подсчета с применением микроскопа.
В производственных условиях при использовании весового метода обычно применяют серийно выпускаемые аэрозольные аналитические фильтры типа АФА из перхлорвинилового волокна. В последнее время при исследовании запыленных потоков получили распространение радиоизотопный, оптический, электронно-зондовый и другие методы.
Сейчас промышленностью освоен выпуск различных приборов и установок для анализа аэрозолей: радиоизотопный пылемер «Приз–2» (определение концентраций пыли в воздухе рабочей зоны в диапазоне 1–500 мг/м3); контрольно-измерительный комплекс «Пост–1» (автоматическое измерение и запись содержания в атмосферном воздухе пыли и сажи), лаборатория комплексная «Пост–2», автоматический одноканальный пробоотборник АПП–6–1 (отбор аэрозоля из воздуха для
определения концентраций прямым методом), дозиметр пыли индивидуальный ДП–1 (отбор проб аэрозоля для определения концентраций прямым методом при запыленности воздуха более 15 мг/м3), пробоотборное устройство ПУ-ЭР-220, пробоотборное устройство ПУ-ЭР-12 (отбор проб воздуха с последующим определением концентрации, дисперсного, минерального, химического, микробиологического состава и исследования свойств аэрозоля при параллельном использовании весового, оптического, гранулометрического, электронно-зондового и микробиологического анализа осажденных частиц аэрозоля)
Производственной пыльюназываются находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе рабочей зоны твердые частицы размером от нескольких десятков до долей микрона. Пыль принято также называть аэрозолем, имея в виду, что воздух является дисперсной средой, а твердые частицы - дисперсной фазой. Производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождения и размерам частиц. .
В соответствии со способом образования различают пьщй (аэрозоли) дезинтеграции и кяиденсации. Первые; являются следст
вием производственных операций, связанных с разрушением или измельчением твердых материалов и транспортировкой сыпучих веществ. Второй путь образования пыли - возникновение твердых частиц в воздухе вследствие охлаждения или конденсации паров металлов или неметаллов, выделяющихся при высокотемпературных процессах.
По происхождению различают пыль органическую, неорганическую и смешанную. Характер и выраженность вредного действия зависят, прежде всего, от химического состава пыли, который главным образом определяется ее происхождением. Вдыхание пыли может вызвать поражение органов дакания - бронхит, пневмокониоз или развитие общих реакций (интоксикация, аллергия). Некоторые пыли обладают канцерогенными свойствами. Действие Пыли проявляется в заболеваниях верхних дыхательных путей, слизистой оболочки глаз, кожных покровов. Вдыхание пыли может способствовать возникновению пневмоний, туберкулёза, рака легких. Пневмокониозы относятся к числу наиболее распространенных профессиональных заболеваний. Исключительно высокое значение имеет классификация пыли по размеру ПЫлевЫх частиц (дисперсности): видимая пыль (размер свыше 10 мкм)6ыстро оседает из воздуха, при вдыхании она задерживается в верхних дыхательных путях И удаляется При кашле, чихании, с мокротой; микроскопическая пыль (0,25 -10 мкм) более устойчива в воздухе, при вдыхании попадает в альвеолы легких и действует на легочную ткань; ультрамикроскопическая пыль (менее 0,25 мкм), в легких ее задерживается до 60-70%, но роль ее в развитии пылевых поражений не является решающей, так как невелика ее общая масса.
Вредное действие пыли определяется также и другими ее свойствами: растворимостью, формой частиц, их твердостью, структурой, адсорбционными свойствами, электрозаряженнстью. Например, электрозаряженность пыли влияет на устойчивость аэрозоля; частицы, несущие электрический заряд, в 2-3 раза больше задерживаются в дыхательном тракте. "
Основным способом борьбы с пылью является предупреждение ее; образования и выделения в воздух, где наиболее эффективными являются мероприятия технологического и организационного характера: внедрение непрерывной технологии, механизации работ;
герметизация оборудования, пневнотранспортирование, дистанционное управление; замена пылящих материалов влажными, пастообразными, гранулирование; аспирация и др.
Большое значение имеет применение систем искусственной вентиляции, дополняющее основные технологические мероприятия по борьбе с пылью. Для борьбы с вторичным пылеобразовд- нием, т.е. поступлением в воздух уже осевшей пыли, используют влажные методы уборки, ионизацшг воздуха и др.
В случаях, когда не удается снизить запыленность воздуха в рабочей зоне более радикальными мероприятиями технологического и другого характера, применяются индивидуальныезащит- ные средства различного типа: респираторы, специальные шлемы и скафандры с подачей в них чистого воздуха. ,
Необходимость строгого собшодения ПДК требует систематического контроля за фактическим содержанием пыли в воздухе рабочей зоны производственного помещения.
К автоматическим приборам определения концентрации пыли относятся серийно выпускаемые промышленностью ИЗВ-1, ИЗВ-3 (измеритель запыленности воздуха), ПРИЗ-1 (переносной радиоизотопный измеритель запыленности), ИКП-1 (измеритель концентрации пыли) и др.
Вентиляция производственных помещений
Вентиляция- это комплекс взаимосвязанных процессов, предназначенных для создания организованного воздухообмена, т.е. удаления из производственного помещения загрязненного или перегретого (охлажденного) воздуха и подачи вместо; него чистого и охлажденного (нагретого) воздуха, что позволяет создать в рабочей зоне благоприятные условия воздушной среды.
Системы промышленной вентиляции делятся на механическую(см. рис.6.5) иестественную.Возможно сочетание этих двух видов вентиляции (смешанная вентиляция) в различных вариантах. " " " V
В первом случае воздухообмен осуществляется с помощью специальных побудителей движения - вентиляторов, во втором -
за счет разности удельных весов воздуха снаружи и внутри производственного помещения, а также за счет ветрового подпора (давления от ветровых нагрузок). По месту действия различают обшеобменнуюсистему вентиляции, осуществляющую воздухообмен в масштабах всего производственного помещения, и местную, при которой воздухообмен организуется в масштабах лишь рабочей зоны. Специфической характеристикой общеобменных систем вентиляции является кратность воздухообмена:
к=у/у пом,
где V - объем вентиляционного воздуха, м 3 /час;V n 0 M - объем помещения, м 3 .
Общеобменные системы могут быть приточными (организуется только приток, а вытяжка происходит естественным путем из-за повышения давления в помещении), вытяжными (организуется только вытяжка, а приток происходит путем подсоса воздуха извне из-за его разряженности в помещении) и приточновытяжными (организуется как приток, так и вытяжка). Приточновытяжная естественная вентиляция называется аэрацией. Местные системы могут быть вытяжными и приточными.
Основные требования к системам вентиляции:
соответствие количества приточнбго воздуха количеству удаляемого. Следует иметь в виду, что в случае расположе- ййя рядом двух участков, на одном из которых есть вредные выделения, на этом участке создают небольшое разрежение, для чего удаляют воздуха больше, чем подают, а на участке, где нет вредных выделений, - наоборот. Повышение давления на «чистом» участке по отношению к смежному исключает проникновение в него вредных паров, газов и пылей;
приточные и вытяжные системы вентиляции должны быть правильно размещены. Удаление воздуха производится из зоны с наибольшим загрязнением, подача - в зоны с наименьшим загрязнением. Высота расположения воздухоприемных и воздухораспределительных устройств определяется соотношением плотности воздуха в помещении и плотности вещества, его загрязняющего. При тяжелых загрязнениях воздух удаляется из нижней части помещения, при легких - из верхней.
Системы вентиляции должны обеспечить требуемую чистоту воздуха и микроклимат в рабочей зоне, быть электро-, пожаро- и взрывобезопасны, просты по устройству, надежны в эксплуатации и эффективны, а также не должны являться источником шу- май вибрации. .
Рис. 6.5. Механическая вентиляция: а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная с рециркуляцией
Установки приточной систем!# вентиляции (рис. 6.5а) состоят из воздухозаборного устройства (1), воздуховодов (2), фильтров
для очистки забираемого воздуха от примесей, калорифера
Центробежного вентилятора (5) и приточных устройств (6) (отверстия в воздуховодах, приточные насадки и т.п.).
Установки вытяжной системы вентиляции (рис. 6.56) состоят из вытяжцых устройств (7) (отверстия в воздуховодах, вытяжные насадки), вентилятора (5Х воздуховодов (2), устройства для очистки воздуха от пыли и газов (8) и устройств для выброса воздуха (9).
Установки приточно-вытяжной системы вентиляции (рис. 6.5в) представляют собой замкнутые системы воздухообмена. Воздух, отсасываемый из помещения (10) вытяжной вентиляцией, частично или полностью вторично подается в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом (11). При изменении качественного состава воздух в замкнутой системе подается или выбрасывается с помощью
клапанов (12).
В производственных цехах промышленных предприятий наиболее распространены общеобменные системы приточновытяжной вентиляции, предназначенные для удаления из поме-
щений вредных паров, газов, пыли, избыточной влажности или доведена концентраций указанных вредных веществ до пре-; дельно допустимых норм. . ,
В производственные помещения могут поступать одновременно несколько вредных веществ. В этом случае воздухообмен; рассчитывают по каждому из них. Если выделяющиеся вещества действуют на организм человека однонаправлено, то рассчитанные объемы воздуха суммируют. .
" г Рассчитанный объем воздуха следует подавать подогретым в рабочую зону помещения, а загрязненный воздух - удалять от мест выделения вредностей из верхней зоны помещения.
Объем воздуха (м 3 /ч), который требуется для удаления из помещения углекислоты, определяют по формуле:
L=G/(x 2 -х,)у
где G - количество углекислоты, выделяющейся в помещении, г/ч или л/ч;х i - концентрация углекислоты в наружном воздухе;х 2 - концентрация углекислоты в воздухе рабочей зоны, г/ м 3 или л/ м 3 . Объем воздуха (м^ч), который требуется для удаления из помещения вредных паров, газов и пыли, определяют по формуле; :
■ ^1=с/(с^-с^; : ■- 1 " ■" ■ ;
где G - количество газов, паров и пыли, выделяющихся в помещении, м 3 /ч;с 2 - предельно допустимая концентрация газа, паров или ныли в воздухе рабочей зоны, мг/м 3 ;c t - концентрация указанных вредностей в наружном {приточном) воздухе, мг/м 3 . ;
< Объем воздуха (м 3 /ч), который требуется для удаления из? но- Мещения вдагодабытков^ определяют по формуле: : ;
* 1 = С/р.(
где G - количество влаги, испаряющейся в помещении, г/ч; р - плотность воздуха в помещении, кг/м 3 ;d 2 - влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, г/кг сухого воздуха;d t - влагосодержание приточного воздуха г/кг сухого воздуха.
Объем воздуха (м 3 /ч), который требуется для удаления из помещения избыточной теплоты, определяют по формуле:
L ~ Оизб IСp(t ebt m~t n pum) > "
где Qms - количество избыточной теплоты, поступающей в помещение, Вт;С - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кгК);р - плотность воздуха в помещении, кг/ м 3 ;t eam - температура воздуха в вытяжной системе,°С; t npum - температура приточного воздуха, *С. ■■■■ -■ . - ■ ■ ■
Практическое применение приведенных в соответствии со СНиП 2-04.05-86 расчетов проиллюстрируем на ксТнкретных примерах.
Пример!.В помещении для кратковременного пребывания людей Собралось Н - 50 человек. Объем помещения V = 1000 м. Определить, через какое время после начала собрания необходимо включить приточно-вытяжную вентиляцию, если выделяемое одним человеком количество С0 2 q=23 л/ч в наружном воздухех = 0,6 л/м 3 .
, У(х 2 -х,)
■■■■- ■■G’ ■ ^
. . .% ....
где G количество С0 2 , выделяемое людьми,
G=JVд = 50-23 = 1150л/ч,1000(2- 0, 6)
“ Т=-- --- = 1,21ч=73л<ин
1150 ... . ...... ... . ;.
Пример 2. Определить необходимый воздухообмен по из*
быткам тепла в сборочном цехе для теплого периода года. Общая мощность оборудования в цехе Н 0 б 0р = 120 кВт. Количество работающих - 40 человек. Объем помещения 2000 м 3 . Температура приточного воздухаt npHT = +22,3 °С, влажностьj= 84%. Тепло солнечной раДиацйи составляет 9 кВт. (Q cp). Удельная теплоёмкость сухого воздуха" С = 0,237 Вт/кгК; плотность приточного воздуха р = 1,13 Кг/м 3 ; температура вытяжного воздухаt BKT = 25,3”С. Принять количество тёпла, выделяемого одним человеком, 0,11<Г кВТ; от оборудования 0,2 на 1 кВт мощности
^ QuafiJ^Р^выт- ^прит)
, ,. р „ «<&л^ +&**":+fi^v^(u.-w
Количество тепла от людей, кВт,
^^“=0,116x40 = 4,64
Количество тепла от оборудования, кВт,
Qu 36 ° 6 ° P = 120х 0,2= 24
Необходимый воздухообмен, м 3 /ч,
£= (4,63+ 24+9)-100 _ 44280
0,237-1,13(25,3-22,3)
Кондиционирование воздуха
С помощью кондиционирования воздуха в закрытых помещениях и сооружениях можно поддерживать необходимую температуру, влажность, газовый и ионный состав, наличие запахов воздушной среды, а также скорость движения воздуха. Обычно в общественных и производственных зданиях требуется поддерживать лишь часть указанных параметров воздушной среды. Система кондиционирования воздуха включает в себя комплекс технических средств, осуществляющих требуемую обработку воздуха (фильтрацию, подогрев, охлаждение, осушку и увлажнение), транспортирование ёго и распределение в обслуживаемых помещениях, устройства для глушения шума, вызываемого работой оборудова- нйя, источники тепло- и хладоснабжения, средства автоматического регулирования, контроля и управления, а также вспомогательное оборудование. Устройство, в котором осуществляется требуемая тепловлажностная обработка воздуха й его очистка, называется установкой кондиционирования воздуха, или кондиционером.
Кондиционирование воздуха обеспечивает в помещении необходимый микроклимат для нормального протекания технологического процесса или создания условий комфорта. ■
Отопление
Отопление предусматривает поддержание во всех производственных зданиях и сооружениях (включая кабины крановщиков, помещения пультов управления и другие изолированные помещения, постоянные рабочие места и рабочую зону во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ) температуры, соответствующей установленным нормам.
Система отопления должна компенсировать потери тепла через строительные ограждения, а также обеспечивать нагрев проникающего -в помещение холодного воздуха при ввозе и вывозе, сырья, материалов и заготовок, а также самих этих материалов.
Отопление устраивается в тех случаях, когда потери тёпла превышают тепловыделения в помещении. В зависимости от теплоносителя системы отопления разделяются на водяные, паровые, воздушные и комбинированные.
Системы водяного отоплениянаиболее приемлемы в санитарно-гигиеническом отношении и подразделяются на системы с нагревом воды до 100°С и вышеiOO°C(перегретая вода).
Вода в систему отопления подается либо от собственной котельной предприятия, либо от районной или городской котельной или ТЭЦ.
Система парового отопленияцелесообразна на предприятиях, где пар используется для технологического процесса. Нагревательные приборы парового отопления имеют высокую температуру, которая вызывает подгорание пьщи. В качестве нагревательных приборов применяют радиаторы, ребристые трубы и регистры из гладких труб,
В производственных помещениях со значительным выделением тепла устанавливаются приборы с гдадкимц поверхностями, допускающими их легкую очистку. Ребристые батареи в, таких помещениях не применяют, так как осевшая пыль вследствие нагрева будет пригорать* издавая запах гари. Пыль при высоком нагреве может быть опасна из-за возможности воспламенения. Температура теплоносителя при отоплении местньщи иагрева- тельными приборами не должна превышать: для горячей воды - 150°С, водяного пара - 130 0 С. *: » ; . :
Воздушная система отопления,характерна тем, что подаваемый в помещение воздух предварительно нагревается в калориферах (водяных, паровых или электрокалориферах).
В зависимости от расположения и устройства системы воздушного отопления бывают центральными и местными. В центральныхсистемах, которые часто совмещаются с приточными вентиляционными системами, нагретый воздух подается по системе воздуховодов.
Местная системавоздушного отопления представляет собой устройство, в котором воздухонагреватель и вентилятор совмещены в одном агрегате, устанавливаемом в отапливаемом помещении.
Теплоноситель может быть получен от системы центрального водяного или парового отопления. Возможно применение электрического автономного нагрева. .
В административно-бытовых помещениях часто применяется панельное отопление, которое работает в результате отдачи тепла от строительных конструкций, в которых проложены трубы с циркулирующим в них теплоносителем.
где К 1 , К 2 ...К п - концентрации вещества;
t 1 , t 2 ,...t n - время отбора пробы.
Медиана (Me) - безразмерное среднее геометрическое значение концентрации вредного вещества, которая делит всю совокупность концентраций на две равные части: 50 % проб выше значения медианы, а 50% - ниже. Медиана рассчитывается по формуле:
Стандартное геометрическое отклонение, не превышающее 3, свидетельствует о стабильности концентраций в воздухе рабочей зоны и не требует повышенной частоты контроля; σ g более 6 указывает на значительные колебания концентраций в течение смены и необходимость увеличения частоты контроля среднесменных концентраций для данной профессиональной группы работающих (на данном рабочем месте).
2.3. Расчет контрольного уровня пылевой нагрузки. Контрольный уровень пылевой нагрузки(КПП) - это пылевая нагрузка, сформировавшаяся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с фактором:
|
где ПДК- среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне
дыхания работника, мг/м 3 .
При соответствии фактической пылевой нагрузки контрольному уровню условия труда относят к допустимому классу, и подтверждается безопасность продолжения работы в тех же условиях.
2.4. Защита временем. При превышении контрольных пылевых нагрузок рекомендуется использовать способ «защита временем» , т.е. необходимо рассчитать стаж работы (Т 1), при котором ПН не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам. В тех случаях, когда продолжительность работы более 25 лет, расчет следует производить, исходя из реального стажа работы.
|
где Т 1 – допустимый стаж работы в данных условиях;
КПН 25 – контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК. Рассчитывается по формуле 6 при Т=25 лет.
В случае изменения уровней запыленности воздуха рабочей зоны или категории работ (объема легочной вентиляции за смену) фактическая пылевая нагрузка рассчитывается как сумма фактических пылевых нагрузок за каждый период, когда указанные показатели были постоянными. При расчете контрольной пылевой нагрузки также учитывается изменение категории работ в различные периоды времени.
2.5. Расчет уровня остаточной запыленности. Уровень остаточной запыленности (мг/м 3) рассчитывается по формуле:
единицы.где Э 1 принимается по табл.2;
Э 2 – эффективность пылеподавления вентиляцией, принимается по табл.2.
|
где Э 3 принимаем по табл.3.
Расчет варианта задания
Исходные данные:
Операция – выемка угля комбайном; АПФД – угольная пыль с содержанием 7% SiO 2 ; ПДК=4 мг/м 3 ; число рабочих смен в году N=260; количество лет контакта с АПФД (Т) равно 5; энергозатраты 300 Вт.
Фактические концентрации: K 1 =710 мг/м 3 , K 2 =560 мг/м 3 , K 3 =480 мг/м 3 , K 4 =1070 мг/м 3 . Длительность отбора проб: t 1 =30 мин, t 2 =50 мин, t 3 =60 мин, t 4 =20 мин.
Мероприятия по борьбе с пылью – орошение струей воды высокого давления; вентиляция.
Решение
1. Определяем среднесменную концентрацию пыли при выемке угля (К сс) по формуле 2:
2. Рассчитываем пылевую нагрузку по формуле 1. Так как энергозатраты трудящегося составляют 300 Вт, данная работа относится к III категории с Q=10 м 3:
3. Расчет контрольного уровня пылевой нагрузки:
4. Контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК («защита временем»):
5. Расчет допустимого стажа работы в данных условиях:
6. Медиана определяется по формуле 3:
7. При этом геометрическое отклонение, исходя из формулы 4, составит:
8. Расчет ПН с учетом орошения, вентиляции и СИЗ, производим по формулам 7, 8, 9. Суммарная эффективность способов борьбы с пылью:
Остаточный уровень запыленности равный 24,9 мг/м 3 превышает ПДК более чем в 6 раз. Необходимо использовать СИЗ органов дыхания - респиратор типа У-2К (табл. 2). Следовательно,
Выводы: Для данных условий была рассчитана величина пылевой нагрузки, равная 8,1 кг за 5 лет, без применения средств и способов борьбы с пылью. В данных условиях общий стаж работы составил около 5 часов. После применения различных способов пылеподавления остаточная запыленность воздуха снизилась до 24,9 мг/м 3 , что все равно недостаточно и превышает ПДК в 6 раз. В таких случаях обязательно применение противопылевых респираторов. Применение респиратора позволило снизить остаточную запыленность до 0,5 мг/м 3 , что соответствует гигиеническим требованиям (не более 4 мг/м 3).
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение понятия «пыль».
2. В чем проявляются «вредность» пыли, «опасность» пыли?
3. Какие свойства пыли обуславливают ее «вредность», «опасность»?
4. Дайте определение предельно допустимой концентрации.
5. Что такое остаточная запыленность воздуха?
6. Какие способы борьбы с пылью применяются на производстве?
Список литературы:
1. ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;
2. Прусенко Б.Е., Сажин Е.Б., Сажина Н.Н. Аттестация рабочих мест: Учебное пособие. – М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. – 238-251 с.;
3. Правила безопасности в угольных шахтах. Кн.3. Инструкция по борьбе с пылью и пылевзрывозащите. – Липецк: Липецкое издательство Роскомпечати, 1997. – 14-27 с.
Таблица 4
Варианты заданий
| № п/п | Выполняемые работы | АПФД | ПДК мг/м 3 | Стаж работы с АПФД Т, лет | Энергоза-траты, Вт | Фактические концентрации пыли K, мг/м 3 | Мероприятия по пылеподавлению | |||
| Длительность отбора проб t, мин | ||||||||||
| К 1 | К 2 | К 3 | К 4 | |||||||
| t 1 | t 2 | t 3 | t 4 | |||||||
| Выемка полезного ископаемого | ||||||||||
| Медносульфидные руды | ||||||||||
| Гранит | ||||||||||
| Известняк | Пылеотсос с укрытием | |||||||||
| Водовоздушные эжекторы | ||||||||||
| Проведение горных выработок | Антрацит с содержанием SiO 2 до 5 % | |||||||||
| Глина | Типовая оросительная система | |||||||||
| Угли с содержанием SiO 2 10-70 % | Внутреннее орошение на комбайнах | |||||||||
| Доломит | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Кварцит | Типовая оросительная система | |||||||||
| Сварочные работы | Алюминий | Пылеотсос с укрытием | ||||||||
| Вольфрамокобальтовые сплавы с примесью алмаза до 5% | Типовая оросительная система | |||||||||
| Кремнемедистый сплав | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Вольфрам | Водовоздушные эжекторы | |||||||||
| Сплавы алюминия | Типовая оросительная система | |||||||||
| Бурение скважин для зарядки ВВ | Корунд белый | Подача воды в зону пылеобразования | ||||||||
| Кристобалит | Промывка шпура | |||||||||
| Медносульфидные руды | Типовая оросительная система | |||||||||
| Шамот | Промывка шпура | |||||||||
| Кварцит | Подача воды в зону пылеобразования | |||||||||
| Перегрузка культур растительного происхождения | Зерновая пыль | Пылеотсос без укрытия | ||||||||
| Мучная пыль | Водовоздушные эжекторы | |||||||||
| Хлопковая пыль с примесью SiO 2 более 10 % | Пылеотсос с укрытием | |||||||||
| Льняная пыль | Типовая оросительная система | |||||||||
| Хлопчатобумажная пыль | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Древесная пыль | Типовая оросительная система | |||||||||
| Погрузка породы | Антрацит с содержанием SiO 2 до 5 % | Предварительное увлажнение массива водой | ||||||||
| Медносульфидные руды | Типовая оросительная система | |||||||||
| Известняк | Пылеотсос без укрытия | |||||||||
| Угли с содержанием SiO 2 5-10 % | Предварительное увлажнение массива специальными добавками | |||||||||
Число рабочих смен в году N=260.
Исходными данными для расчета являются:
Минералогический состав пыли;
Основные свойства пыли - плотность (насыпная и истинная), коагуляция, смачиваемость, слипаемость, абразивность, удельное электрическое сопротивление;
Свойства газового потока - температура, плотность, кинематическая или динамическая вязкость;
Начальная концентрация пыли в месте ее образования;
Дисперсный состав пыли, т. е. содержание фракций по "частным остаткам" или по "полным проходам".
Последовательность расчета:
1. По ГОСТ 12.2.043-80 выделяется пять основных классификационных групп аэрозолей:
I - очень крупнодисперсная пыль;
II - крупнодисперсная пыль (например, песок для строительных растворов по ГОСТ 8736-77); ,
III - среднедисперсная пыль (например, цемент);
IV - мелкодисперсная пыль (например, кварц молотый по ГОСТ 9077-82);
V - очень мелкодисперсная пыль.
Классификационная группа пыли определяется по номограмме (рис. 4.1). Для пользования номограммой следует иметь результаты ситового анализа пыли. Определяется дисперсный состав по "полным проходам". На номограмму наносятся точки, соответствующие содержанию первых пяти фракций, и, соединяя их, получим линию, указывающую на классификационную группу.
Таблица 4.1
| Классификационная группа пыли по слипаемости | Характеристика классификационной группы | Характерные пыли |
| I | Не слипающаяся ≤ 60 Па | Шлаковая пыль; песок кварцевый |
| II | Слабослипающаяся 60-300 Па | Коксовая пыль; апатитовая сухая пыль; летучая зола при слоевом сжигании углей всех видов и при сжигании сланцев; магнезитовая пыль; доменная пыль (после первичных осадителей); шлаковая пыль |
| III | Среднеслипающаяся 300-600 Па | Летучая зола при пылевидном сжигании каменных углей без недожога; торфяная зола; влажная магнезитовая пыль; металлическая пыль; колчеданы; оксиды свинца, цинка и олова; сухой цемент; сажа; сухое молоко; мучная пыль; опилки |
| IV | Сильнослипающаяся > 600 Па | Гипсовая и алебастровая пыль; нитрофоска; двойной суперфосфат; цементная пыль, выделенная из влажного воздуха; волокнистая пыль (асбест, хлопок, шерсть и др.); все пыли с размером частиц < 10 мкм |
Таблица 4.2
Пример. Определить классификационную группу пыли, если по опытным данным она имеет следующий дисперсный состав:
Размер частиц, мкм..... < 5 5-10 10-20 20-40 40-60 60
Решение: Рассчитываем дисперсный состав пыли по "полным проходам":
Размер частиц, мкм............. <5 <10 <20 <40 <60
Наносим точки, соответствующие содержанию первых пяти фракций по "полным проходам" на номограмму (рис. 4.1) и, соединив их, получим линию, расположенную в зоне III. Следовательно, данная пыль относится к III классификационной группе. Распределение дисперсности частиц за пределом интервала 5
В тех случаях, когда график фракционного состава аэрозоля, нанесенный на классификационную номограмму, пересекает границы зон, пыль относят к классификационной группе высшей из зон.
2. Все пыли IV и V групп дисперсности практически относятся к сильнослипающимся пылям, а пыли III группы - к среднеслипающимся. В табл. 4.1 дана характеристика пыли по слипаемости.
3. Частицы мельче 10 мкм, в особенности мельче 5 мкм, как правило становятся несмачиваемыми (гидрофобными) независимо от их состава.
4. В вентиляционной практике взрывоопасной пылью считаются аэрозоли, нижний концентрационный предел распространения пламени которых менее 65 г/м 3 . Пыли, у которых нижний предел более 65 г/м 3 , считаются горючими.
5. Используя технологическую карту производства, цеха, участка, составляется схема системы аспирации (рис. 4.2), стр. 243 . Порядок расчета воздуховодов систем аспирации приведен в работе .
6. Подбирается тип пылевого вентилятора. Характеристики вентиляторов приведены на рис. 4.3 и в Справочнике и . Для этого определяется требуемый расход воздуха Q и потери давления в сети Р.
6.1. Объем воздуха следует определять по формулам в табл. 11, 10 и таблицам, приведенным в работе , как сумму, которая складывается из объема воздуха, вносимого в укрытие поступающим материалом (Q э), и объема (Q н), просасываемого через неплотности укрытия для предотвращения поступления пыли в помещение:
Q = Q э + Q н, м 3 /ч
Концентрация аэрозолей в выбросах уходящего воздуха при расходе воздуха более 15000 м 3 /ч:
С ух = 100·R,мг/м 3 , (4.1)
R - коэффициент, принимаемый в зависимости от предельно допустимой концентрации (ПДК) аэрозолей в воздухе рабочей зоны производственных помещений, согласно ГОСТ 12.1.005 - 88, мг/м 3:
ПДК........................ До 2 2-4 4-6 6-10
R ............................. 0,3 0,6 0,8 1,0
Концентрацию аэрозолей в выбросах объемом менее 15 тыс. м 3 с учетом меньшего влияния на загрязнение атмосферы допускается принимать несколько большей по формуле
С ух =(160 - 4·Q)·R, мг/м 3 , (4.2)
Q - объем выброса, тыс. м 3 .
Концентрация, рассчитанная по данным формулам, проверяется на условие, что в результате рассеивания выброса в атмосфере концентрация аэрозолей с учетом фоновой загрязненности атмосферы не превышает:
а) в приземном слое атмосферы населенных пунктов - концентраций, указанных в СН 245-71 , но не более ПДК для населенных мест ;
б) в воздухе, поступающем в производственные и вспомогательные здания и сооружения через приемные отверстия систем приточной вентиляции и через открывающиеся проемы - 30 % ПДК тех же аэрозолей, в рабочей зоне помещений - по ГОСТ 12.1.005-88. Валовой выброс каждого источника не должен превышать установленного для него ПДВ.
Если известно количество образующей пыли (М, мг/ч), то требуемую производительность вентилятора можно определить, как:
Q = М /(С пр - С ух) ,
С пр - концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м 3 ;
С ух - концентрация пыли в уходящем воздухе.
6.2. Потери давления в сети определяются по формуле:
Р = Р тр ·L + Р м, Па,
Р тр - удельная потеря давления на трение на 1 п. м. воздуховода, Па;
L - длина участка воздуховода, м;
Р м - потеря давления на местные сопротивления, Па.
Расчетная таблица сети воздуховодов систем аспирации приведена в работе .
Удельную потерю давления на трение для круглых воздуховодов определяют по формуле:
Р тр = (λ/d)·(V 2 ·ρ/2)
λ - коэффициент сопротивления трения;
d - диаметр воздуховода, м;
V - скорость воздуха в воздуховоде, м/сек;
ρ - плотность воздуха, кг/м 3 ;
V 2 ·ρ/2 - скоростное (динамическое) давление воздуха, Па.
Значения λ/d следует принимать по табл. 22.56 .
Для воздуховодов прямоугольного сечения за величину d принимают эквивалентный диаметр d., таких круглых воздуховодов, которые при одинаковой скорости имеют те же потери давления на трение, что и прямоугольные воздуховоды:
d э = 2ab/(a + b), м,
а и b - размеры стенок прямоугольного воздуховода, м.
Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:
P м = eζ·(V 2 ·ρ/2), Па,
ζ - сумма коэффициентов местного сопротивления.
Коэффициенты местных сопротивлений приведены в таблицах гл. 22 .
Пример расчета потерь давления в сети воздуховодов приведен в табл. 22.58 .
6.3.Для определения площади сечения воздуховодов следует воспользоваться рекомендуемыми скоростями движения воздуха, которые приведены в табл. 22.57 .
Сечение воздуховодов должно обеспечивать скорость движения воздуха не ниже допустимой для пыли данного вида:
V = 1,3·(ρ м) 1/3 ,
ρ м - объемная масса материала, кг/м 3
При подъеме механических примесей на высоту следует учитывать формулы (22.16), (22.17) .
7. По расходу воздуха и величине потерь давления подбираем тип и номер требуемого вентилятора (рис. 4.3), пользуясь характеристикой пылевых вентиляторов, которые также приведены в приложениях Справочника .
8. Выбор и расчет пылеуловителей.
Пылеуловители, применяемые для очистки воздуха от аэрозольных частиц, делятся на 5 классов (табл. 4.2).
Пылеуловители 1 класса отличаются большим расходом энергии (высоконапорные пылеуловители Вентури), сложностью и дороговизной эксплуатации (многопольные электрофильтры, рукавные фильтры и пр.)
В табл. 4.2 указаны границы эффективности пылеуловителей каждого из классов на основе классификации аэрозолей по рис. 4.1. Первое из значений эффективности относится к нижней границе соответствующей зоны, вторые - к верхней. Эффективность рассчитана из условий отделения от воздуха только практически полностью (эффективно) улавливаемых частиц, размер которых указан в табл. 4.2. Действительная эффективность пылеуловителей больше за счет частичного улавливания частиц по размеру меньших, чем указано в табл. 4.2.
9. Рассчитываются потери давления в пылеуловителе. Они находятся, как составная часть скоростного давления, т. е.:
Р н = ζ н ·(ρ г ·V 2 /2),
ζ н - коэффициент местного сопротивления пылеуловителя;
Для грубой оценки величины сопротивления (потерь давления) различных пылеуловителей можно воспользоваться данными, приведенными в табл. 4.3.
Детальный выбор типа пылеуловителя приводится в гл. 4 .
При определении потерь давления в циклоне ζ н = ζ ц, величина ζ ц определяется по формуле:
ζ ц = k 1 k 2 ζ o + Δζ o
k 1 - коэффициент, зависящий от диаметра циклона (табл. 4.4);
k 2 - коэффициент на запыленность воздуха (табл. 4.5);
ζ o - коэффициент местного сопротивления циклона D=500 мм (табл. 4.6);
Δζ o - коэффициент, зависящий от принятой компоновки группы циклонов (табл. 4.7); для одиночных циклонов Δζ o = 0.
10. Рассчитываются основные размеры выбранного пылеуловителя. Они определяются в зависимости от производительности выбранного вентилятора - (Q, м 3 /ч) и оптимальных скоростей для данного вида пылеуловителя:
Так, для циклонов оптимальный диаметр определяется по формуле:
D = 0,94·(Q 2 - ρ г ·ζ ц /P ц) 1/2 ,
ζ - коэффициент местного сопротивления циклона;
Р ц - потери давления в циклоне;
ρ г - плотность газового потока.
Можно диаметр циклона также найти из площади сечения циклона (F), которая определяется как:
F = Q/V o , м 3
V o - скорость движения воздуха (табл. 4.6), м/с.
Зная диаметр циклона D, определяются основные размеры пылеуловителя:
D вых = D·0,59,
D вых - диаметр выхлопной трубы.
Размеры входного патрубка:
а х в = D·0,26 x D·1,11
Общая высота Н = D·4,26
11. Определяется коэффициент очистки воздуха от пыли:
h = ΔМ/М 1 = М 1 - М 2 /М 1 = 1 - М 2 /М 1 ,
М 1 и М 2 - соответственно, количество пыли, поступающей и выходящей из пылеотделителя;
ΔМ - количество улавливаемой пыли.
Таблица 4.3
| Тип | Вид | Класс пылеуловителя | Область целесообразного применения | ||||||||
| Классификационная группа аэрозолей по дисперсности | Сопротивление, Па | ||||||||||
| I | II | III | IV | V | |||||||
| Гравитационные | Пылеосадочные камеры (произвольной конструкции) | + | + | - | - | - | 100-200 | ||||
| Инерционные, циклоны | Циклоны большой пропускной способности: | ||||||||||
| одиночные циклоны ЦН-15, ЦН-24 | + | + | - | - | - | 600-750 | |||||
| групповые -циклоны ЦН-15 | + | + | - | - | - | 600-750 | |||||
| Циклоны высокой эффективности: | |||||||||||
| одиночные циклоны СКЦН-34 | - | + | + | - | - | 1000-1200 | |||||
| мокропленочные циклоны ЦВП | - | + | + | - | - | 600-800 | |||||
| Скрубберы | ВТИ-ПСП скоростные промыватели СИОТ | - | + | + | - | - | 900-1100 | ||||
| Струйные, мокрые: ПВМ | - | - | + | + | - | 1200-1950 | |||||
| ПВМК, ПВМС, ПВМБ | - | - | + | + | - | 2000-3000 | |||||
| капельные, типа Вентури КМП | - | - | + | + | - | 3000-4000 | |||||
| Тканевые | Рукавные пылеуловители СМЦ-101, СМЦ-166Б, ФВК (ГЧ-1БФМ), ФРКИ | - | - | + | + | - | 1200-1250 | ||||
| Сетчатые капроновые, металлические сетки для улавливания волокнистой пыли, Вентури, электрофильтры | + | - | - | - | - | 150-300 | |||||
| Волокнистые | Уловители туманов кислот и щелочей ФВГ-Т | - | - | - | + | - | 800-1000 | ||||
| Уловители аэрозолей масел (ротационные) | - | - | - | + | - | 800-1000 | |||||
| Электрические | Уловители туманов масел и маслянистых жидкостей УУП | - | - | - | + | + | 50-100 | ||||
Таблица 4.4
Поправочный коэффициент k 1
Таблица 4.5
Поправочный коэффициент k 2
Таблица 4.6
Коэффициенты местных сопротивлений ζциклонов диаметром 500 мм и оптимальные скорости движения воздуха
| Марка циклона | воздуха, м/сек | Значения t, циклонов | |||||
| с выбросом в атмосферу | с улиткой на выхлопной трубе | при групповой установке ζ o | |||||
| v o | v вх | ζ o | ζ вх | ζ o | ζ вх | ||
| ЦН-11 | 3,5 | - | 6,1 | 5,2 | |||
| ЦН-15 | 3,5 | - | 7,8 | 6,7 | |||
| ЦН-Г5у | 3,5 | - | 8,2 | 7,5 | |||
| ЦН-24 | 4,5 | - | 10,9 | 12,5 | - | ||
| СДК-ЦН-33 | - | 20,3 | 31,3 | - | |||
| СК-ЦН-34м | - | - | - | 30,3 | - | ||
| СК-ЦН-34 | 1,7 | - | 24,9 | - | 30,3 | - | |
| СИОТ | - | 12-15 | - | - | 4,2 | - | |
| ЛИОТ | - | 12-15 | - | 4,2 | - | 3,7 | - |
| ВЦНИИОТ | - | 12-15 | - | 10,5 | 10,4 | - |
Таблица 4.7
Коэффициент Δζ o
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. М.: Стройиздат, 1992.
2. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. М.: Стройиздат, 1992.
3. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под общей редакцией И. Г. Староверова. М.: Стройиздат, 1969.
4. ГОСТ 12.2.43-80.
5. ГОСТ 12.01.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
6. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. (СН 245-71), М.: Стройиздат, 1971.
7. Титов В.П. и др. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1985.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ И РАБОЧИХ ЗОН
Методические указания к выполнению лабораторной работы
Барнаул 2004 г
УДК 613.646: 613.14/15
Определение запыленности воздуха производственных помещений и рабочих зон: Методическое пособие/ Сост.: A. M. Маркова, ; под редакцией.- Барна4. - 12с.
Методические указания содержат сведения о действии пыли на организм человека, методику определения и оценки концентрации пыли в воздухе производственных помещений.
Предназначены для лабораторных занятий со студентами всех специальностей.
© Алтайский государственный аграрный университет
Определение запыленности воздуха в производственных помещениях
ЦЕЛЬ РАБОТЫ : Изучить методику определения и оценки концентрации пыли в воздухе рабочей зоны
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
1. Ознакомиться с классификацией пыли и действием ее на организм человека
2. Изучить методику определения запыленности в производственных помещениях
3. Определить запыленность воздуха в рабочей зоне согласно заданию
Оборудование : 1. Аспиратор для отбора проб воздуха - модель 822
2. Весы аналитические
3. Фильтры АФА-В-18, АФА-В-10
4. Патрон для фильтра (аллонж)
5. Резиновые трубки
6. Экспериментальная установка
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЫЛИ
Во многих производствах в силу особенностей технологического процесса, применяемых способов производства, характера сырьевых материалов, промежуточных и готовых продуктов и многих других причин образуется пыль, загрязняющая воздух помещений и рабочих зон. Следовательно, находящаяся в воздухе пыль становится одним из факторов производственной среды, определяющих условия труда работающих.
Пылью называют измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) в воздухе рабочей зоны. Пыль может находиться в двух состояниях: взвешенной в воздухе (аэрозоль) и осевшей на поверхности стен, оборудования, осветительных приборов (аэрогель).
Характер и выраженность вредного действия, прежде всего, зависят от химического состава пыли, который, главным образом, определяется ее происхождением. Важное значение имеет классификация пыли по размеру частиц (дисперсности). Она определяет устойчивость частиц в воздухе и глубину проникания в органы дыхания.
Таблица 1
Классификация производственной пыли
По способу образования | По происхождению | По дисперсности |
|
Возникает при разрушении твердых пород (бурение, дробление, размол), транспортировке и упаковке сыпучих материалов , механической обработке изделий (шлифовка, полировка и др.) | I . Органическая: а) растительная (злаки, волокна и др.) б) животная (шерстяная, кожаная и др.) в) микроорганизмы и продукты их распада г) искусственная (пластмассовая, пыль красителей и др.) | I . Видимая Имеет размер свыше 10 мкм и быстро выпадает из воздуха II . Микроскопиче ская Имеет размер от 10 до 0,25 мкм и медленно выпадает из воздуха |
II . Аэрозоль конденсации Возникает при испарении и последующей конденсации в воздухе паров металлов и неметаллов (электросварка, испарение металлов при электроплавке и других технологических процессах) | II . Неорганическая: а) минеральная (кремниевая, силикатная и др.) б) металлическая (пыль железа, цинка, свинца и др.) III . Смешанная: а) минерально-металлическая (например, смесь пыли железа и кремния) б) органическая и неорганическая (например, пыль злаков и почвы) | III . Ультрамикро скопическая Имеет размер менее 0,25 мкм, длительно витает в воздухе, подчиняясь законам броуновского движения |
По способу образования различают пыли (аэрозоли) дезинтеграции и конденсации. В практических целях производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождению, размерам частиц - дисперсности (табл. 1).
2. ДЕЙСТВИЕ ПЫЛИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Вредное влияние производственной пыли на здоровье рабочих зависит от многих факторов.
Различные виды пыли вследствие разных физико-химических свойств представляют различную опасность для работающих и во всех случаях оказывают неблагоприятное действие на организм.
Воздействие нетоксической пыли на органы дыхания вызывает специфическое заболевание, называемые пневмокониозом.
Пневмокониозы - собирательное название, включающее в себя пылевые заболевания легких от воздействия всех видов пыли (силикоз, силикатоз, антракоз).
Наиболее распространенной и тяжелой формой пневмокониоза считается силикоз от выделения пыли, содержащей двуокись кремния. Силикатозы возникают у лиц, работающих в условиях воздействия пыли силикатов, в которых двуокись кремния находится в связанном состоянии с другими соединениями, антракоды - при выдыхании угольной пыли.
Промышленная пыль может приводить к развитию профессиональных бронхитов , пневмоний, астматических ринитов и бронхиальной астмы. Под влиянием пыли развиваются конъюнктивиты, поражения кожи - шероховатость, шелушение, утолщение, огрубение, угри, асбестовые бородавки, экземы, дерматиты и др. Систематическая работа в условиях воздействия пыли предопределяет повышенную заболеваемость рабочих с временной нетрудоспособностью , что связано со снижением защитных иммунобиологических функций организма. Действие пыли могут усугублять тяжелый физический труд, охлаждение, некоторые газы (SO3), приводящие при комбинированном влиянии к более быстрому возникновению и усилению тяжести пневмокониоза. Аэрозоли металлов (ванадий, молибден, марганец, кадмий и др.), пыль ядохимикатов при несоблюдении гигиенических условий труда у рабочих могут вызывать профессиональные заболевания.
Электрозаряженность пылевых частиц влияет на устойчивость аэрозоля и биологическую его активность. Частицы, несущие электрический заряд, в 2-8 раз дольше задерживаются в дыхательном тракте. Электрозаряженность пылинок влияет на активность фагоцитоза (Прим. Фагоцитоз - одна из защитных реакций организма, заключающаяся в активном захвате и поглощении живых клеток и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками многоклеточных организмов - фагоцитами.).
Контроль за наличием и содержанием пыли в воздухе рабочей зоны является важнейшей задачей. При анализе производственного процесса должны быть установлены источники и причины образования пыли, дана гигиеническая оценка с учетом качественного состава и количества ее в определенном объеме воздуха. На основании этого оценивается значение пылевого фактора, при необходимости привлекаются сведения о состоянии здоровья рабочих и эти данные позволяют обосновать оздоровительные мероприятия .
Кроме гигиенического значения пылевыделение имеет и другие отрицательные стороны: оно наносит экономический урон, ускоряя износ оборудования и ведя к потере ценных материалов, ухудшает общесанитарное состояние производственной среды, в частности, уменьшает освещенность вследствие загрязнения окон и осветительной арматуры. Некоторые виды пылей - угольная, сахарная и др. могут способствовать возникновению пожаров и взрывов.
3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
3.1. Общие положения
Для проведения мероприятий по созданию здоровых и безопасных условий труда и выбора их оптимального варианта на каждом рабочем месте, где образуется пыль, следует периодически контролировать ее концентрацию. В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» периодичность контроля (за исключением веществ с остронаправленным механизмом действия) устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для I класса - не реже 1 раза в 10 дней, II класса - не реже 1 раза в месяц, III и IV классов - не реже 1 раза в квартал. При возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК. При установленном соответствии содержания вредных веществ III, IV классов опасности уровню ПДК допускается проводить контроль не реже 1 раза в год.
При определении содержания пыли в рабочей зоне пробы воздуха отбирают на высоте примерно 1,5 м. (что соответствует зоне дыхания) в непосредственной близости к месту работы. Для оценки распространения пыли по помещению пробы воздуха отбирают также в так называемых нейтральных точках, т. е. на некотором расстоянии (1-3-5 м и более) от мест образования пыли, а также в проходах.
Иногда запыленность воздуха необходимо определить для оценки эффективности существующих или реконструированных обеспыливающих устройств. В этих случаях пробы воздуха отбирают до и после их установки во включенном и выключенном состоянии. В период отбора проб воздуха обязательно регистрируются условия отбора: температура и барометрическое давление воздуха на рабочем месте, вид выполняемой операции, факторы, которые могут повлиять на запыленность воздуха (открытые или закрытые фрамуги, включенная или выключенная вентиляция и др.), время и длительность отбора, скорость протягивания воздуха.
Для определения концентрации пыли в воздухе и ее состава используют различные методы, которые можно разделить на две группы:
прямые, основанные на предварительном осаждении пылевых частиц (фильтрационные, седиментационные и др.) с их последующим взвешиванием;
косвенные (механический, вибрационно-частотный, электрический, радиационный и др.). Они обеспечивают определение массовой концентрации пыли на основе измерения, либо перепада давления на фильтрующем материале при прокачивании через него запыленного воздуха, либо частоты (амплитуды) вибрации, либо тока смещения, возникающего в результате трения частиц пыли о стенки корпуса первичного преобразователя, либо интенсивности проникающей радиации через фильтр с пылью и т. д.
Полученное разовое или среднее значение концентрации пыли сравнивают с ПДК (табл. 2).
Таблица 2
Предельно допустимые концентрации (ПДК)
пыли в воздухе рабочей зоны
(ГОСТ 12.1.005-88)
Величина ПДК, Мг/м3 | Преимущественное агрегатное состояние | Класс опасности | Особенности действия на организм |
|
1. Пыль, образуемая при ра боте с: | ||||
известняком, глиной, карбидом кремния (карборунда), цементом, чугуном | ||||
2. Пыль растительного и животного происхождения: | ||||
а) зерновая | ||||
б) мучная, древесная и др. (с примесью диоксида кремния менее 2%) |
Продолжение таблицы 2
в) лубяная, хлопчатобумажная, льняная, шерстяная, пуховая и др. (с примесью диоксида кремния менее 2% | ||||
г) с примесью диоксида кремния от 2-10% | ||||
3. Углерода пыли: | ||||
а) коксы: каменноугольный, пековый, нефтяной, сланцевый | ||||
б) антрацит с содержанием в пыли до 5% диоксида кремния | ||||
в) другие ископаемые угли с содержанием свободного диоксида кремния до 5% | ||||
4. Пыль стеклянного и минерального волокон | ||||
5. Пыль табака, чая | ||||
6. Нитроаммофоска | ||||
7. Калия нитрат | ||||
8. Калия сульфат |
Примечание: а - аэрозоль;
А - вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях;
Ф - аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.
3.2. Определение запыленности массовым методом
Наиболее распространенный массовый метод определения концентрации пыли основан на прокачивании заданного объема загрязненного воздуха через фильтр, определении привеса пыли на фильтре и последующем вычислении концентрации пыли в воздухе. Полнота поглощения вредных веществ, загрязняющих воздух рабочей зоны, должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 и устанавливаться экспериментально.
В качестве фильтрующего материала чаще всего используют аэрозольные фильтры АФА с дисками из ткани ФП (фильтр Петрянова) и ФПП (фильтр перхлорвиниловый Петрянова) с высокой степенью фильтрации (близкой к 100%) за счет своих электростатических свойств. Чаще всего применяют фильтры, выполненные в виде дисков площадью 10 и 18 см, которые закрыты защитными подложками и вложены в пакет из полиэтилена (АФА-В-10, АФА-В-18).
Для протягивания запыленного воздуха через фильтр применяют аспиратор М-822 (рис. 1), работающий от переменного тока напряжением 220 В.
Рис. 1. Аспиратор М-822М для отбора проб воздуха:
1 - корпус аспиратора; 2 - ротаметры; 3 - ручка регулятора расхода просасываемого воздуха; 4 - всасывающие штуцеры ротаметра; 5 - соединительный шланг; 6 - аллонж (патрон); 7 - разгрузочный клапан; 8 - тумблер; 9 - лампочка
В корпусе аспиратора 1 размещены: электродвигатель с воздуходувкой и четыре ротаметра 2, используемых для отбора проб воздуха на содержание пыли. Объем протягиваемого воздуха за единицу времени регулируют ручкой вентилей 3. Всасывающий штуцер 4 ротаметра с помощью резинового шланга 5 соединяют с аллонжем (патроном) 6, представляющий собой полый конус с гнездом и гайкой для крепления в нем фильтра. Разгрузочный клапан 7 служит для предотвращения перегрузки электродвигателя при отборе проб воздуха с малыми скоростями и облегчения пуска аппарата. Прибор включают в работу тумблером 8. При этом загорается лампочка 9 шкал ротаметров и поплавки в них поднимаются потоком воздуха, показывая его расход.
3.3. Практическое задание
На основе изучения методики определения запыленности массовым методом определить концентрацию пыли с помощью лабораторной установки (рис. 2).
Рис. 2. Схема установки для определения запыленности воздуха:
1 - пылевсасывающее устройство (насос); 2 - ротаметр; 3 - пылевая камера; 4 - фильтр; 5 - аллонж (патрон); 6 - соединительный шланг; 7 - ручка регулятора расхода просасываемого воздуха
Последовательность взятия проб воздуха на запыленность:
Взвесить чистый фильтр;
Установить на ротаметре выбранный расход воздуха;
Установить фильтр в патрон;
Подсоединить патрон к пылевой камере;
Включить пылевсасывающий прибор и засечь время;
По истечению установленного времени прибор выключить;
Результаты занести в протокол отчета и сделать выводы;
Привести рабочее место в порядок.
Отбор пыли на фильтр
Фильтр 4 в защитном кольце (рис. 2) вставить в патрон и закрепить в нем прижимной гайкой. Аналогичные операции проводят и для фильтра в кассете. Соединить патрон резиновой трубкой с пылевой камерой 3. На месте взятия пробы аллонж 5 (патрон) укрепить в штатив (или другим способом в зависимости от местных условий) и соединить резиновыми трубками 6 последовательно с ротаметром 2 и пылевсасывающим устройством 1.
Включить аспирационный прибор и установить выбранный расход воздуха по ротаметру с помощью ручки вентиля 7.
Начало и конец отбора отмечают по часам или секундомеру.
В течение всего времени проб отбора необходимо по ротаметру следить за скоростью движения воздуха через аппаратуру.
Продолжительность взятия пробы зависит от степени запыленности воздуха, скорости отбора пробы и необходимой навески пыли на фильтре. Время отбора проб воздуха для токсической пыли составляет 15 мин, для веществ преимущественно фиброгенного действия - 30 мин. За это время отбирают одну или несколько проб через равные промежутки времени, вычисляют среднее значение. Продолжительность отбора пыли можно определить и расчетным путем по формуле:
Влажность" href="/text/category/vlazhnostmz/" rel="bookmark">влажности от 30 до 80% составляет 1 мг.
После окончания взятия пробы патрон с фильтром отключают зажимом от аспирационного прибора и вынимают из патрона фильтр с отобранной пробой. Фильтр складывают пополам пылью внутрь, помещают в среду, в котором он находился до взятия пробы.
При отборе проб на каждый фильтр ведется протокол, записывается дата, место и условия взятия проб воздуха, номер фильтра, скорость и продолжительность взятия пробы.
Расчет концентрации пыли
Фактическую концентрацию пыли рассчитывают по формуле:
https://pandia.ru/text/80/369/images/image006_49.gif" width="147" height="47 src=">
где V - скорость просасывания воздуха по ротаметру, л/мин;
Р - атмосферное давление воздуха в момент отбора пробы, кПа;
t - температура воздуха в момент отбора, оС.
Полученные результаты и значение ПДК Сдоп занести в протокол отчета и сделать выводы о запыленности воздушной среды в месте отбора пробы.
Протокол отчета
Таблица 1
Условия отбора пыли
Таблица 2
Результаты измерения
Вопросы для самоконтроля:
1. Классификация пыли
2. В чем заключается действие пыли на различные организмы человека?
3. Методы определения запыленности воздуха
4. В чем заключается принцип работы аспиратора?
5. В чем заключается методика определения запыленности воздуха массовым методом?
6. Как подготовить аспиратор к работе?
7. Как подготовить фильтры к отбору проб?
8. Виды применения фильтров и их отличие?
10. Требования к условиям отбора пробы
11. Как определить время взятия пробы?
12. Какова цель оценки запыленности воздуха рабочей зоны?
ЛИТЕРАТУРА К РАБОТЕ
1. Каспаров труда и промышленная санитария. - М.; «Медицина». 1977.-С-106-128.
2. ГОСТ 12.1.016-79 Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ.
3. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
4. Р 21.2.755-99 2.2 Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. Руководство. Минздрав России. Москва 1999 г.