Які заходи необхідно використати для захисту від надлишкового тепла в виробничих приміщеннях?

Які заходи необхідно використати для захисту від надлишкового тепла в виробничих приміщеннях?

Для обоснования необходимости проектирования средств защиты от тепловых излучений необходимо определить фактическое значение интенсивности тепловых излучений экспериментально (например, актинометром). Наиболее эффективным средством защиты от тепловых излучений является установка теплозащитных экранов: телоотводящих, теплоотражательных и теплопоглощающих.

Проектирование теплоотводящих экранов.

Экраны устанавливают в зоне открывающихся проемов на расстоянии 500-600 мм от горячих поверхностей и на расстоянии 15-20 мм от наружных поверхностей оборудования без проемов. Так как экран располагается на некотором расстоянии от стенки, то тепло, передаваемое излучением, воспринимается водой полностью, а конвекцией лишь частично, так как горячий воздух в прослойке уносится вверх.

Недостатки этих экранов: громоздкость конструкции;– необходимость наличия трубопроводов, фильтров и насосов для подачи воды;– необходимость подготовки воды (умягчения, фильтрования и т.п.) для продления срока службы экрана;– сравнительно малый срок службы экрана из-за отложения накипи.

Поэтому эти экраны применяют для экранирования высокотемпературных печей (доменных).

Проектирование теплоотражательных экранов.

Достоинства теплоотражательных экранов: – простота конструкции; – сравнительно малые габариты экранов; – удобство в эксплуатации; – эффективное отражение тепловых лучей. В качестве недостатка следует отнести возможность снижения эффективности экранирования при изменении отражательной способности материала экрана. Теплоотражательные экраны применяют для экранирования печей для нагрева под обработку давлением, под термообработку и т.п., а также для облицовки постов управления.

 

Основні заходи для зниження загазування та запиленості повітряного середовища приміщень.

- механизация и автоматизация, дистанционное управление (дает возможность вывести рабочих из среды, загрязненной вредными веществами, и исключает непосредственный контакт рабочих с вредными веществами и материалами);

- усовершенствование технологических процессов и оборудования;

- изъятие вредных веществ из технологических процессов, замена вредных веществ менее вредными и;

- подавление выделения вредных веществ в местах их возникновения (это применение поверхностно-активных веществ, применение высокократной пены и др.);

- герметизация оборудования (применение соответствующих уплотнений для соединительных элементов, периодический их осмотр, и т.п.);

- вентиляция и очистка воздуха от вредных веществ;

- контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

-применение индивидуальных средств защиты (респираторов, противогазов и др.).

Які існують види місцевої вентиляції у виробничих умовах? Призначення, принцип їх дії і область застосування.

Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.

Местная приточная вентиляция, при которой осуществляется концентрированная подача приточного воздуха заданных параметров (температуры, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес.

Воздушные души используются для предотвращения перегрева рабочих в горячих цехах, а также для образования так называемых воздушных оазисов (участков производственной зоны, которые резко отличаю своими физико-химическими характеристиками от остального помещения).

Воздушные и воздушно-тепловые завесы предназначены предотвращения проникновения в помещения значительных масс холодного наружного воздуха при необходимости частого открывания дверей или ворот. Воздушная завеса создается струёй воздуха, которая направляется из узкой длинной щели, под некоторым углом навстречу потоку холодного воздуха. Канал со щелью размещают сбоку внизу ворот или дверей.

Местная вытяжная вентиляция осуществляется при помощи местных вытяжных зонтов, всасывающих панелей, вытяжных шкафов, борт отсосов (рисунок) и других устройств.

Конструкция местного отсоса должна обеспечить максимальное улавливание вредных выделений при минимальном количестве удаляемого воздуха. Кроме того, она не должна быть громоздкой и мешать обслуживающему персоналу работать и следить за технологическим процессом. Основными факторами при выборе типа местного отсоса являются характеристика вредных выделении (температура, плотность паров, токсичность), положение рабочего при выполнении работы, особенности технологического процесса и оборудования.

По степени изоляции области действия местной вытяжной вентиляции от окружающего пространства различают отсосы открытого типа и отсосы от полных укрытий.

В случаях, когда источник производственных вредностей можно поместить внутри пространства, ограниченного стенками, местную вытяжную вентиляцию устраивают в виде вытяжных шкафов, фасонных укрытий, вытяжных камер. Если по условиям технологии или обслуживания источник вредных выделений нельзя изолировать, тогда, как правило, устанавливают вытяжной зонт или всасывающую панель. При этом поток воздуха, который удаляется, не должен проходить через зону дыхания рабочего.

Классификация вентиляций

Вентиляция бывает:

· по способу перемещения: естественная, механическая;

· по назначению: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная;

· по месту действия: общеобменная, местная, комбинированная.

Плюс конспект.

Нормування складу повітряного середовища при проведенні робіт у газонебезпечних місцях

Основные мероприятия по оздоровлению:

· механизация и автоматизация, дистанционное управление (даёт возможность вывести рабочих из среды, загрезненной вредными веществами и исключает непосредственный контакт);

· совершенствование технологии и замена вредных веществ на менее вредные;

· подавление выделения вредных веществ в местах их возникновения;

· герметизация оборудования;

· вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха от вредных ве­ществ;

· применение индивидуальных средств защиты (респираторов, противогазов и др.).

Які ви знаєте основні заходи для нормалізації параметрів мікроклімату виробничих приміщень?

Под микроклиматом понимают комплекс физических свойств факторов воздушной среды, которые оказывают влияние на тепловое состояние человека. Микроклимат формируют следующие параметры:

Температура воздуха;

влажность воздуха;

скорость движения воздуха;интенсивность инфракрасного излучения.

Основные мероприятия по нормализации параметров микроклимата:

- механизация и автоматизация, дистанционное управление;

- усовершенствование технологических процессов и оборудования с целью уменьшения выделения тепла в производственных помещениях рациональное размещение технологических процессов и оборудования;

- герметизация оборудования;

- вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха;

- устройство зон (помещений) для охлаждения или обогрева работающих;

- применение защитных экранов, водяных и воздушных завес, воздушного и водо-воздушного душирования рабочих мест;

-применение индивидуальных средств защиты (специальной одежды, обуви,защитных очков, щитков, перчаток и др.)

 

Порядок проектування загальнообмінної механічної вентиляції при підвищеній температурі повітря робочої зони, а також для зниження концентрації пилу або шкідливих речовин у повітрі робочої зони виробничих цехів.

При механической вентиляции воздух подается в помещение и удаляется из помещения при помощи вентиляторов и воздуховодов, при этом возможна обработка входящего приточного воздуха (т.е. очистка от пыли и вредных веществ, его охлаждения, нагрева, увлажнения и т.п.).При общеобменной вентиляции имеются специальные устройства для подачи чистого и свежего воздуха, а также для удаления загрязненного. Размеры этих устройств необходимо определить при проектировании вентиляции.

Выделение тепла от наружных поверхностей оборудования рассчитывается:

где Q – количество тепла, выделяющегося в помещении, Дж/с;

a – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²×К);

F_т – площадь теплоотдающей поверхности оборудования, м²;

t_н – наружная температура стенки оборудования, °С;

t_о – температура окружающего воздуха, °С.

При испарении вредных веществ с открытых поверхностей

G = W×F_и, кг/с

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в помещении, кг/с;

W – интенсивность испарения веществ с поверхности, кг/(с×м²);

F_и – площадь испарения, м².

При выделении вредных веществ в производственном помещении определяют необходимый воздухообмен исходя из равенства массы вредностей в помещении и в удаляемом из помещения воздухе. Это условие можно представить в виде материального баланса G + L×q_пр = L×q_уд,

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в помещении, мг/ч;

L – необходимый воздухообмен, м³/ч;

q_пр, – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³;

q_уд, – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м³.

Тогда м³/ч

Для обеспечения санитарных норм в помещении принимают q_уд = q_ПДК,

где q_ПДК – предельно-допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (по ГОСТ 12.1.005-88), мг/ м³.

Поэтому

м³/ч

Если наружный воздух не содержит вредностей, то

мг/м³

При выделении тепла в производственном помещении определяют необходимый воздухообмен исходя из равенства выделяемого тепла в помещении и удаляемого вентиляцией.

Это условие можно представить в виде теплового баланса

c×m×t_пр + Q_изб = c×m×t_уд,

где c – теплоемкость воздуха, кДж/(кг×К);

m – масса воздуха, подаваемого в помещение, кг/ч;

Q_изб, – избыточное количество тепла, т.е. разность между его приходом и уходом, кДж/ч;

t_пр и t_уд – соответственно температура приточного и удаляемого воздуха, °С.

Решая уравнение, получим

кг/ч

Учитывая соотношение между массой воздуха и объемом

кг/м³

получим

м³/ч

где r _п – плотность приточного воздуха, кг/м³.

В связи с тем, что общеобменная вентиляция должна обеспечить допустимую температуру воздуха на рабочих места, имеем

t_уд = t_р.з. + Dt×(H – 2),

где t_р.з. – допустимая температура воздуха в рабочей зоне в соответствии с ГОСТом, °С;

H – высота производственного помещения, м;

Dt – температурный градиент по высоте помещения, °С/м;

2 – высота рабочей зоны, м.

Необходимая мощность электродвигателя определяется по формуле

, КВт

Общеобменная вентиляция обеспечивает создание необходимого микроклимата и чистоту воздушной среды во всем объеме рабочей зоны помещения. Она применяется для удаления избыточного тепла при отсутствии значительных токсических выделений, а также в случаях, когда характер технологического процесса и особенности производственного оборудования исключают возможность использования местной вытяжной вентиляции.

 

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

Возможно два варианта расчета: - задаются из конструктивных пониманий стандартной площадью воздуховодов или вентиляционных окон и определяют скорость движения воздуха

, м/с

где L – необходимый воздухообмен, м3/с; F – площадь воздуховода или суммарная площадь приточных окон, м2. Полученное значение ν необходимо сравнить с допустимым ν_доп. Для воздуховодов приточной вентиляции принимают ν_доп = 3-8 м/с. А если вентиляция предназначена для перемещения механических примесей (например, вытяжная установка), то ν_доп может достигать 12-15 м/с. При этом необходимые меры для защиты персонала цехов от действия шума этой установки; - задаются скоростью движения воздуха в воздуховодах (не выше допустимой), а площадь воздуховодов определяют по формуле F _р = L / ν, м².^. Из стандартного ряда типоразмеров воздуховодов выбирают ближайшее значение Fтр и пересчитуют фактическую скорость движения воздуха по данном перерезе Fтр по формуле , м/с. Для естественной вентиляции расчет заканчивается, а для механической необходимо выбрать вентилятор и двигатель.

Напорная характеристика связывает производительность вентилятора с развиваемым давлением. По характеристике определяют тип вентилятора, его производительность (которая должна быть не менее L), развиваемое давление (должно быть не менее P_пот), обороты (угловую скорость) вентилятора и коэффициент полезного действия (к.п.д.) вентилятора.

По справочнику выбирается тип электродвигателя с учетом загрязнения воздушной среды помещения и ее пожаро - взрывоопасности, стандартная мощность (не менее расчетной N) и обороты.

Необходимая мощность электродвигателя определяется по формуле

, КВт

По справочнику выбираем тип электродвигателя с учетом загрязнения воздушной среды помещения и ее пожарной и взрывной опасности, стандартную мощность (не менее расчетной N) и обороты.

 

ТЕПЛООТВОДЯЩИЙ ЕКРАН

Экраны, которые отводят тепло, представляют собой сварные конструкции, по которым циркулирует вода или воздушно-водяная смесь.

Наиболее подходящие размеры екрана принимаются по диаметру трубы, которая подводит воду или воздушно-водяную смесь к экрану.

Экраны устанавливают в зоне окон печей, которые нужно открывать для ведения технологического процесса, на расстоянии 500-600 мм от горячих поверхностей и на расстоянии 15-20 мм от внешних поверхностей оборудования без окон.

 

Рисунок 3.1 – Схема экрана, который отводит тепло

Условны обозначения на рисунку:

1 – входной штуцер;

2 – экран;

3 – выходной штуцер;

4 – лабиринтные перегородки.

Максимальное нагревание воды в экране не должно превышать 10-15º через возможность образования накипи.

1. При расчете выходили из теплового баланса

Qв = Qвип,

2. Интенсивность тепловых излучений можно определить по закону Стефана-Больцмана

где C₀ - коэффициент излучательной способности абсолютно черного тела (C₀ = 5,67 Вт/(м2К4));

e_пр - приведен степень черноты источника излучения и стального листа экрана;

j - угловой коэффициент, который учитывает взаимное расположение источника излучения и объекта облучения (то есть экрана). Для условий установки экрана на стенке оборудования можно принять = 1;

T_е - температура экрана, К;

Тд - температура источника излучения с учетом ее роста при экранировании на 20-30%, K.

3. Определяем степень черноты

4. Определяем количество тепла, которое необходимо отвести водой от экрана

5. Далее определяем Необходимую весовую расход воды

6. С учетом плотности воды r_в в объемный расход воды

Принимают плотность пресной воды r_в = 1000 кг/м3, а морской - r_в = 1010-1050 кг/м3.

На трубопроводах, подводящих воду в экран, обязательно устанавливают фильтр.

7. При проектировании экранов, которые отводят тепло, кроме расчета расхода воды на экран также необходимо определить:

- размеры экрана и трубопроводов (размеры трубопроводов выбирают по таблицам из стандартного ряда трубопроводов);

- гидравлический расчет затрат давления воды в экране (с учетом установки фильтров);

- проверка давления цеховой сети на возможность преодоления рассчитанных затрат напора, то есть если Рпот > Рс, то необходимо предусмотреть установку насоса на входе в экран.

Расходы давления воды состоят из расходов на трение, на местных сопротивлениях и на фильтре.

Экраны, которые отводят тепло, эффективно поглощают тепловые излучения во всем диапазоне длин волн (от длины волны 1,5 мкм и выше), что является их достоинством.

Недостатки этих экранов:

- громоздкость конструкции, что не всегда допустимо по условиям производства;

- необходимость наличия трубопроводов, фильтров и насосов для подачи воды;

- необходимость подготовки воды (умягчение, фильтрации и т.п.) для повышения срока службы экрана;

- сравнительно малый срок службы экрана через отложения накипи.

Поэтому эти экраны применяют для экранирования высокотемпературных печей (доменных, сталеплавильных, нагревательных и др.).

Проектирование теплоотражающих экранов Тепловой поток, встречая на пути экран из высокой теплоотражающей способностью, отражается от него в основном обратно к источнику и только некоторая частица его поглощается экраном. Нагреваясь в результате поглощения некоторого количества энергии к температуре, экран в свою очередь становится источником излучения и от екрана возникает тепловой поток. Однако это излучение в значительной степени ослаблено. Если установить ряд экранов, то излучение можно значительно снизить. Необходимо определить фактическое значение интенсивности тепловых излучений по формулам:

при ;

при ,

q_д-о – интенсивность тепловых излучений от источника до объекта облучения (без экрана), Вт/м2

q_э-д – отраженный тепловой поток от экрана до источника излучения, Вт/м2;

Ти - температура источника излучения, К;

То - температура экрана, К;

То – q_э-о – тепловой поток от экрана до объекта облучения, Вт/м2;

T_и – температура источника излучения, К;

Tэ – температура екрана, К;

T_о – температура объекта облучения, К.

1. Конечно температура источника излучения Тд известна. Поэтому определяем коэффициент понижения температуры источника от Тд к То.

где Тд - температура источника излучения с учетом ее роста при экранировании на 30-40%, К;

2. Определяем необходимый коэффициент снижения теплового потока

Если t_д ³ 400 °С, то m_нб» m ⁴ (При этом погрешность расчета равен~+3 %).

3. Задаемся материалом экрана и определяем по e_и, e_о, e_э.

4. Определяем приведены степени черноты

5. Определяем необходимое количество экранов

Если материал источника излучения и екрана одинаковый, то при одном экране поток уменьшается в два раза.

Материал теплоотражательных экранов:

– алюминиевый лист;

– алюминиевая фольга (альфоль);

– белая жесть и др.

Достоинства теплоотражающих экранов:

- простота конструкции;

- сравнительно малые габариты экранов;

- удобство в эксплуатации;

- эффективное снижение тепловых лучей (при установке двух и более экранов).

К недостаткам стоит отнести возможность снижения эффективности экранирования при изменении отражательной способности материала экрана (когда экран темнеет).

Теплопоглощающие экраны применяются как переносные (при ремонтных работах), а при наличии пауз в технологическом процессе (необходимых для охлаждения екрана) и как стационарные.

Дія електричного струму на людину, причини поразки електрострумом у виробничих приміщеннях? Яким чином можна проаналізувати небезпеку поразки людини струмом при його однофазному або двофазному дотику до струмоведучих частин промислового устаткування?

Воздействие электрического тока на человека бывает следующих видов: термическое, электролитическое и биологическое. Биологическое действие электрического тока - это судорожное сокращение живых тканей под действием электрического тока.

Воздействие электрического тока на человека приводит к местным и общим электротравмам. К местным электротравмам относят токовые или дуговые ожоги, электрические знаки, металлизацию кожи, механические повреждения и электроофтальмию, т.е. ожог глаз потоком ультрафиолетовых лучей вольтовой дуги. Общие электротравмы - это электрические удары четырех степеней.

Причины поражения:

1) Случайное прикосновение;

2) Появление напряжения на корпусах оборудования в рез пробоя;

3) Прикосновение к токоведущим частям с поврежденной изоляцией;

4) Появление напряжения на токовед. частях в рез случайного включения;

5) Напряжение на земле в рез замыкания провода на землю;

При однополюсном прикосновении к проводу однофазной изолированной сети человек оказывается подключенным в цепь тока, как показано на рис.1а.

6)

а) схема прикосновения; б) эквивалентная схема

Однофазные сети обычно имеют небольшую протяжённость и ёмкостью их проводников можно пренебречь. сила тока, протекающего через человека: ,

где R_ч = R_т + R_оп + R_об + R_од – сопротивление человека, состоящее из сопротивления тела человека, сопротивления опоры под ногами человека, сопротивления обуви, сопротивления одежды.

В трёхфазных сетях человек может случайно прикоснуться к одной фазе. При этом в сетях с заземлённой нейтралью он попадает под фазное напряжение (рис.2, поз.1) и ток через человека определяется выражением .

Рисунок 2 – Прикосновение в трехфазной сети с заземленной нейтралью

При одновременном прикосновении к фазному и нулевому проводам (рис.2, поз.2) ток через человека

не только не ограничивается сопротивлением обуви или опоры, но проходит по наиболее опасному пути «рука-рука». Ещё более опасным является прикосновение к двухфазным проводам одновременно (рис.2, поз. 3), когда эта цепь оказывается под междуфазным (линейным) напряжением, а ток

Преимущество сетей до 1000В с заземлённой нейтралью заключается в том, что они позволяют получить два рабочих напряжения – линейное 380В и фазное 220В, а также не предъявляют высокие требования к качеству изоляции проводов.

В сетях с изолированной нейтралью ток, протекающий через человека возвращается к источнику через активное сопротивление изоляции проводов R_из и ёмкость их относительно земли (рис.3а).

а) схема прикосновения; б) эквивалентная схема

Рисунок 3 – Прикосновение в трехфазной сети с изолированной нейтралью

,

где f – частота тока, Гц;

C – емкость каждой фазы относительно земли, Ф.

В сетях до 1000 В малой протяженности ёмкость невелика и сопротивление Х_из >> R_из, так что через человека пройдёт ток .

При больших значениях сопротивлениях изоляции проводов R_из и емкости фаз относительно земли ток, проходящий через тело человека, можно определить по зависимости: .

Сила тока, проходящего через человека в сетях с изолированной нейтралью, зависит от качества изоляции, чем оно выше, тем меньше опасность для человека. Поэтому в таких сетях необходим постоянный контроль сопротивления изоляции.

 

Які заходи необхідно використати для захисту від надлишкового тепла в виробничих приміщеннях?

Для обоснования необходимости проектирования средств защиты от тепловых излучений необходимо определить фактическое значение интенсивности тепловых излучений экспериментально (например, актинометром). Наиболее эффективным средством защиты от тепловых излучений является установка теплозащитных экранов: телоотводящих, теплоотражательных и теплопоглощающих.

Проектирование теплоотводящих экранов.

Экраны устанавливают в зоне открывающихся проемов на расстоянии 500-600 мм от горячих поверхностей и на расстоянии 15-20 мм от наружных поверхностей оборудования без проемов. Так как экран располагается на некотором расстоянии от стенки, то тепло, передаваемое излучением, воспринимается водой полностью, а конвекцией лишь частично, так как горячий воздух в прослойке уносится вверх.

Недостатки этих экранов: громоздкость конструкции;– необходимость наличия трубопроводов, фильтров и насосов для подачи воды;– необходимость подготовки воды (умягчения, фильтрования и т.п.) для продления срока службы экрана;– сравнительно малый срок службы экрана из-за отложения накипи.

Поэтому эти экраны применяют для экранирования высокотемпературных печей (доменных).

Проектирование теплоотражательных экранов.

Достоинства теплоотражательных экранов: – простота конструкции; – сравнительно малые габариты экранов; – удобство в эксплуатации; – эффективное отражение тепловых лучей. В качестве недостатка следует отнести возможность снижения эффективности экранирования при изменении отражательной способности материала экрана. Теплоотражательные экраны применяют для экранирования печей для нагрева под обработку давлением, под термообработку и т.п., а также для облицовки постов управления.