Кафедра безопасности жизнедеятельности
Кафедра безопасности жизнедеятельности
Исследование запыленности производственной среды и эффективности пылеулавливающих устройств.
Методические указания к учебно-исследовательской
лабораторной работе
Пермь 2006
Составители: А.Д.Овсянкин
УДК 658.511
Исследование запыленности производственной среды и эффективности пылеулавливающих устройств: Метод. указания по выполнению учебно-исслед. лаборат. работы / Сост. А.Д.Овсянкин
Пермский, государственный технический университет. Пермь, 2006, 20 с.
Приведены необходимые теоретические сведения о видах и источниках производственной пыли, действии ее на организм человека, влиянии на качество выпускаемой продукции, взрывоопасных свойствах пыли, нормировании концентрации пыли в воздухе рабочих помещений, средствах коллективной и индивидуальной защиты, методах и приборах для измерения концентрации пыли. Даны описание лабораторного стандарта и методика выполнения работы, тарификация и принцип действия пылеулавливающих устройств.
Указания могут быть использованы для выполнения лабораторной работы студентами всех технических специальностей.
Табл.2. Ил.З. Библиогр.: 12 назв.
Рецензент: канд. техн. наук, доцент Н.А.Трофимов
Пермский государственный технический университет, 2006
Содержание работы
1.Изучить вредное действие пыли.
2.Ознакомиться с нормативными документами.
3.Изучить методы измерения концентрации пыли в воздухе.
4.Изучить методы оздоровления условий труда.
5.Ознакомиться с классификацией пылеулавливающего оборудования и изучить принцип действия пылеулавливателей.
6.Изучить устройство лабораторной установки, исследовать запыленность в пылевой камере и воздухоочистительном тракте.
7.Определить эффективность пылеуловителей.
Источники загрязнения воздуха пылью,
Нормирование допустимых концентраций
Нормирование допустимых концентраций аэрозольных частиц в воздухе, подаваемом в помещения, в воздухе рабочей зоны производственных помещений и вентиляционных выбросах с целью соблюдения санитарно-гигиенических требований предусмотрено:
1. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
2. СП 2.2.1.1312-03. Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных зданий.
3. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
В воздухе рабочей зоны производственных помещений устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ - такие концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) рабочей неделе в течение 41ч, в течение всего рабочего стажа, не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений. Извлечение из ГОСТ 12.1.005-88 дано в приложении 2.
Необходимость соблюдения ПДК требует систематического контроля за фактическим содержанием пыли на рабочих местах как в приточном воздухе, так и в воздухе вытяжных систем, в отходящих промышленных газах. Это позволяет оценивать необходимую степень очистки воздуха, эффективность работы пылеочистного оборудования и совершенствовать технологию с целью снижения пылевыделения.
В соответствии с указанными документами содержание пыли:
1) в воздухе, подаваемом в помещение, не должно превышать 0,3 ПДК для рабочей зоны этих помещений;
2) в вентиляционных выбросах, содержащих пыль, не должно превышать значений, указанных в таблице:
| ПДК в рабочей зоне помещения, мг/м3 | Допустимое содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, мг/м3 |
| менее 2 | |
| 2 - 4 | |
| 4 - 8 | |
| 8 - 10 |
При превышении указанных величин воздух, как подаваемый в помещение, так и удаляемый из помещения, должен очищаться.
Методы измерения концентрации пыли
И измерительные приборы
Методы измерения концентрации пыли делятся на две общие группы:
1) методы, основанные на предварительном осаждении пыли (прямые);
2) методы без предварительного осаждения пыли (косвенные).
Преимущество методов первой группы - возможность измерения массовой концентрации аэрозоли. К недостаткам их следует отнести циклический характер измерения, высокую трудоемкость, длительность пробоотбора при измерениях малых концентраций аэрозоля.
Преимуществом методов второй группы является возможность непосредственных измерений в самой пылевоздушной среде, непрерывность измерений, высокая чувствительность и практическая без инерционность измерений, что позволяет использовать их в системах автоматического контроля загрязнения атмосферы в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Существенным недостатком этих методов является влияние изменений дисперсного состава и других свойств аэрозольных частиц на результат измерения.
Краткая характеристика методов первой группы:
- весовой (выделение из пылегазового потока частиц и определение их массы путем взвешивания);
- радиоизотопный (поглощение радиоактивного излучения частицами пыли);
- фотометрический (определение оптической плотности пылевого осадка путем измерения поглощения или рассеяния света);
- люминесцентный (ослабление интенсивности излучения флюоресценции за счет осаждения пыли на флюоресцирующем фильтре);
- пьезоэлектрический (изменение частоты колеблющегося элемента при осаждении на него частиц пыли);
- механических вибраций (изменение частоты колеблющегося элемента при осаждении на нем пыли);
- перепада давлений на фильтре (изменение разности давлений на входе и выходе фильтра до и после осаждения на нем пыли);
- счетный (выделение из пылегазового потока частиц и определения их дисперсного состава и количества путем подсчета).
Методы второй группы:
- абсорбционный (поглощение света при прохождении его через пылегазовую среду);
- интегрального светорассеяния (измерение суммарной интенсивности рассеянного света);
- счета частиц по интенсивности рассеянного света (измерение интенсивности рассеянного частицей света);
- голографический (получение фраунгоферовой голограммы);
- лазерного зондирования (поглощение или рассеяние лазерного излучения частицами пыли);
- электроиндукционный (измерение индукционного заряда при движении заряженных частиц);
- контактно-электрический (электризация частиц при соприкосновении с твердым материалом);
- емкостный (измерение емкости конденсатора при введении частиц пыли между его пластинками);
- акустический (изменение параметров акустического поля при наличии частиц).
В России и ряде других стран гигиеническое нормирование и контроль пылевого фактора осуществляется по гравиметрическим показателям, выраженным в миллиграммах на кубический метр (мг/м3), характеризующим всю массу витающей в зоне дыхания пыли. В ряде зарубежных стран учитывается только так называемая респирабельная или «тонкая» фракция (менее 5 мкм), наряду с кониметрическими данными - числом частиц в определенном объеме воздуха.
В данной лабораторной работе предусмотрено измерение запыленности воздуха весовым методом, принятым за основной.
Весовой метод основан на пропускании через предварительно взвешенный фильтр определенного объема исследуемого воздуха при помощи аспирационного устройства с последующим взвешиванием загрязненного фильтра.
Концентрация пыли при измерении этим методом выражается её массой, содержащейся в 1 м3 воздуха (мг/м3).
Для измерения концентрации пыли весовым методом используются аспирационные пылемеры (АЭРА – автоматический эжекторный рудничный аспиратор, аспиратор С-822, ПВ-1, ПВ-2М - пылемер весовой и др.).
Принципиальная схема аспирационного прибора представлена на рис.1.
Рис.1. Принципиальная схема аспирационного прибора
При наборе пробы определенный объем исследуемого воздуха с помощью побудителя тяги 5 в качестве которого могут быть использованы эжекторы, вентиляторы, воздуходувки, пылесосы и др., просасывают через фильтр 1, помещенный в пылезаборный патрон 2. Объем воздуха, просасываемого через фильтр (оптимальной является скорость отбора, равная скорости легочной вентиляции дыхания человека 10-15 л/мин), регулируется краном 3 и измеряется расходомером 4 (реометр, ротаметр).
Для набора проб пыли применяется в основном фильтры АФА-БП-10 или АФА-ВП-20 (аналитические фильтры аэрозольные с весовым методом определения, площадью 10 или 20 см2) из синтетической ткани ФШ-15.
В реальных условиях отбор проб для определения содержания вредных веществ в воздухе производственных помещений должен проводиться в зоне дыхания при характерных производственных условиях с учетом основных технологических процессов, источников выделения вредных веществ и функционирования технологического оборудования (ГОСТ 12.1.005-88). В течение смены или на отдельных этапах технологических процессов в каждой точке должно быть последовательно отобрано такое количество проб (не менее пяти), которое явилось бы достаточным для достоверной гигиенической характеристики состояния воздушной среды.
Обработка замеров
Концентрация пыли в воздухе
, (1)
где m0 – масса чистого фильтра до набора пробы, мг;
m1 – масса фильтра с пылью, мг;
V0 – объем воздуха, пропущенного через фильтр, приведенный в соответсвии с ГОСТ 12.1.005-88 к нормативным условиям: Т = 20 °С, Р = 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), м3,
, (2)
где Р – барометрическое давление, кПа;
t – температура воздуха на рабочем месте, °С
V1 – объем воздуха, пропущенного через фильтр при температуре t и давлении Р, м3,
, (3)
где q – объемный расход пропущенного через фильтр воздуха, л/мин;
t - время набора пробы, мин.
Дыхания (СИЗОД)
В системе профилактических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных условий труда и снижение профессиональных заболеваний и отравлений, СИЗОД занимают важное место.
СИЗОД, как и другие СИЗ,должны обеспечивать защиту работающих от действия опасных и вредных производственных факторов, сопутствующих принятой технологии и условиям работы, в том числе возникающих при нарушении техпроцесса, и должны применяться в тех случаях, когда безопасность работ не может быть обеспечена конструкцией оборудования, организацией процессов и средствами коллективной защиты.
Все СИЗОД по принципу действия разделяются на две группы:
1. фильтрующие респираторы и противогазы, при применении которых вдыхаемый человеком окружающий воздух очищается от вредных примесей с помощью фильтров или сорбентов, входящих в комплект данного СИЗОД;
2. изолирующие шланговые и автономные дыхательные аппаратуры, с помощью которых органы дыхания человека изолируются от окружающей атмосферы, и воздух для дыхания поступает из чистой зоныили из баллона, являющегося составной частью дыхательного аппарата.
Противоаэрозольные или противопылевые респираторы относятся к группе устройств фильтрующего типа, при использовании которых поступающий в органы дыхания воздух предварительно очищается от аэрозолей. По конструктивному оформлению эти респираторы подразделяются на фильтрующие маски («Лепесток-200», «Лепесток-40», «Уралец ГП», «Лепесток-5», «Кама-200 ГП» и др.), в которых фильтрующий элемент одновременно, служит лицевой частью; патронные, имеющие самостоятельную лицевую часть и фильтрующий элемент («Астра-2», «РПГ-67», «РПА-ГП» и др.) и с принудительной фильтрацией, имеющие микровентилятор (пневномаска типа «Муссон», пневмошлем типа «КАВАИР» и др.).
Для ремонтных и аварийных работ при значительной загрязненности воздуха радиоактивной пылью или другими токсическими веществами используются пневмокостюмы ЛГ-4 и ЛГ-5.
Классификация пылеулавливающего оборудования
Для очистки воздуха от пыли в системах вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления, а также для защиты от загрязнения пылью воздушной среды, сооружений и прилегающих к ним территорий, метрополитенов, подземных и открытых горных работ используется специальное оборудование, которое в соответствии с ГОСТ 12.2.043-80. ССБТ «Оборудование пылеулавливающее. Классификация» подразделяется на следующие типы:
оборудование, применяемое для очистки воздуха от взвешенных частиц пыли, подаваемого в помещения системами приточной вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления (воздушные фильтры);
оборудование, применяемое для очистки от пыли воздуха, выбрасываемого в атмосферу системами местной вытяжной вентиляции (пылеуловители).
Пылеулавливающее оборудование в зависимости от способа отделения пыли от воздушного потока подразделяется:
- на оборудование для улавливания пыли сухим способом, при котором отделенные от воздуха частицы пыли, осаждаются на сухую поверхность;
- на оборудование для улавливания пыли мокрым способом, при котором отделение частиц от воздушного потока осуществляется с использованием жидкостей.
В промышленности в связи с относительной простотой чаще применяется оборудование дли улавливания пыли сухим способом, поэтому в лабораторной работе используется следующее пылеулавливающее оборудование: инерционное - циклон и фильтрационное - пылеуловитель тканевый.
Порядок выполнения работы
1. Подготовить бланк отчета (приложение I).
2. Взять три фильтра, на обоймах их проставить порядковые номера, взвесить на аналитических весах и массу каждого чистого фильтра записать в соответствующую графу таблицы (приложение 1).
3. Отвинтить крышку пылезаборного патрона, вставить фильтр в патрон и плотно закрепить его крышкой.
4. Включить тумблеры «сеть» и «пылесос» и регулятором расхода воздуха 8 (см. рис.2) вывести поплавок расходомера 7 на деление 15 л/мин.
5. Приставить пылезаборный патрон к шпилькам крышки 1 пылевой камеры 2 и одновременно с нажатием на шпильки патроном включить секундомер. Для исключения подсоса воздуха патрон плотно прижать к стеклу и удерживать так в течение всего времени набора пробы. Время набора пробы в пылевой камере 1 мин.
6. Выключить тумблер «пылесос», взвесить фильтр, записать вес фильтра с пылью в таблицу (приложение I).
7. Аналогично набрать пылевые пробы в течение 5 мин. из камеры тканевого пылеуловителя (после циклона) и камеры очищенного воздуха 4 .
8. Выключить тумблеры «пылесос» и «сеть».
После вычислений концентрации пыли в пылевой камере на выходе из циклона и тканевого пылеуловителя сравнивается с ПДК (приложение 2).
Видпыли указывается преподавателем.
Эффективность очистки воздуха в циклоне Эц и тканевом пылеуловителе Эп определяется по формуле (4), при этом за начальную запыленность для циклона принимается запыленность в пылевой камере, для фильтра - запыленность на выходе из циклона. Эффективность очистки двух ступеней Эоб определяется по формуле (5).
Все данные, полученные в результате замеров и вычислений, помещаются в таблицу (приложение 1). Оформленный отчет с выводами сдается на проверку преподавателю.
Библиографический список
1. ССБТ. ГОСТ 12.0.003-86. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
2. ССБТ. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
3. ССБТ. ГОСТ 12.1.016-79. Воздух рабочей зоны. Требования к методам измерения концентраций вредных веществ.
4. ССБТ. ГОСТ 12.4.011-87. Средства защиты работающих. Классификация.
5. Артамонова В. Г., Шаталов И.И. Профессиональные болезни. М.: Медицина, 1988.
6. СП 2.2.1.1312-03. Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных зданий.
7. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
8. Метрологическое обеспечение безопасности труда: Справочник/ Под ред. И.Х.Сологяна. TомI. Измеряемые параметры физических опасных и вредных производственных факторов. - М.: Изд-во стандартов, 1989.
9. Балтренас П. Б. Обеспыливание воздуха на предприятиях стройматериалов. - М.: Стройиздат, 1990.
10. Корольченко А.Я. Пожаровзрывобезопасность промышленной пыли. - М.: Химия, 1986.
11. Калинский С.Л., Басманов П.И. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. М.: Машиностроение, 1982.
12. КлименкоA.П. Методы и приборы для измерения кощентрации пыли. - М.: Химия, 1978.
13. Файнбург Г.З., Овсянкин А.Д. Использование средств индивидуальной защиты от неблагоприятного воздействия производственной среды. – Пермь: ПГТУ, 2004.
Приложение 1
ОТЧЕТ
по лабораторной работе
«Исследование запыленности воздушной среды
и эффективности пылеулавливающих устройств»
| ПГТУ | ||
| (шифр группы) | ||
| Кафедра «Безопасность жизнедеятельности» | ||
| (фамилии студентов) |
| 1. Цель работы |
| 2. Схема лабораторной установки |
3.Результаты замеров
| Номер филь-тров, места набора проб | q, л/мин | t, мин | V1, м3 | V0, м3 | B, мм рт. ст. | t, ºС | m1, мг | m0, мг | Q, мг/м3 | ПДК пыли, мг/м3 | |
| в рабочей зоне поме-щения | в наруж-ном выбросе | ||||||||||
Эффективность очистки воздуха в циклоне Эц, %
Эффективность очистки воздуха в тканевом пылеуловителе Эп, %
Эффективность двухступенчатой очистки Эоб, %
4. Выводы.
Приложение 2
Кафедра безопасности жизнедеятельности