К выполнению раздела «Охрана труда и окружающей среды» в

Методические указания

дипломных проектах студентов технологических специальностей

Составители: Л.В. Шведова

А.П. Куприяновская

Т.А. Чеснокова

Под редакцией: В.А. Шарнина

Иваново - 2002

УДК 66.013.8(07)

Шведова Л.В., Куприяновская А.П., Чеснокова Т.А. / Под ред. Шарнина В.А. Методические указания к выполнению раздела «Охрана труда и окружающей среды» в дипломных проектах студентов технологических специальностей / Составители Л.В.Шведова, А.П.Куприяновская, Т.А.Чеснокова; Под редакцией В.А.Шарнина; Ивановский государственный химико-технологический университет,- Иваново, 2002. 36 с.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями Государственных общеобразовательных стандартов Российской Федерации на подготовку специалистов по направлениям:

654.100 - Электроника и микроэлектроника

551.600 – Материаловедение и технология новых материалов

654.800 – Химическая технология полимерных волокон и текстильных материалов

654.900 – Химическая технология неорганических веществ и материалов

655.000 – Химическая технология органических веществ и топлива

655.100 – Химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов

655.600 – Производство продуктов питания из растительного сырья

Методические указания подготовлены в помощь студентам-дипломникам, разрабатывающим дипломные проекты по профилям специальностей ИГХТУ.

Авторы выражают благодарность Кривцовой Е.В. за ценные замечания по составлению методических указаний.

Табл. 22. Библ. 41 наим.

Рецензент

кандидат химических наук А.Ю.Никифоров (Ивановский государственный химико-технологический университет)

Общие положения

Раздел «Охрана труда и окружающей среды» - неотъемлемая часть дипломных проектов студентов технологических специальностей ИГХТУ. Этот раздел выполняется дипломником по индивидуальному заданию преподавателя-консультанта в виде отдельного раздела объемом 10-15 % от общего объема расчетно-пояснительной записки. Отдельные вопросы отражаются в графической части (объемно-планировочные чертежи, технологические схемы и т.п.).

В работе над разделом используются материалы преддипломной практики, данные технологической части проекта, нормативно-техническая документация, справочная литература, список которой приведен в конце методических указаний. Работа над разделом обсуждается с преподавателем-консультантом и должна быть закончена за десять дней до начала защиты диплома. При завершении работы студента над разделом «Охрана труда и окружающей среды» преподаватель ставит свою подпись на титульном листе расчетно-пояснительной записки и на плане компановки технологического оборудования. Во время защиты диплома в докладе кратко излагаются результаты работы по данному разделу.

Содержание раздела «Охрана труда и окружающей среды»

Обеспечение санитарно-гигиенических и экологических

требований к качеству окружающей среды

В соответствии с существующими нормативными документами в любом проекте должна быть проведена оценка степени возможного воздействия проектных решений при их реализации на окружающую среду: атмосферу, гидросферу, литосферу для того, чтобы снизить это воздействие до минимума, регламентируемого санитарно-гигиеническими и экологическими требованиями [3].

Качество воздушной среды – это совокупность и диапазон физических (температура, влажность, давление, подвижность воздуха) и химических (состав воздуха и примеси загрязняющих веществ) параметров, обеспечивающих необходимые условия для нормальной жизнедеятельности живой материи, включая человека. Качество воздуха может нарушаться за счет изменения как физических, так и химических параметров, как в рабочей зоне, так и в населенных пунктах, местах отдыха и т.д. Причем требования к качеству воздуха в населенных пунктах более жесткие, чем требования к качеству воздуха рабочей зоны. Далее приводится методика оценки степени воздействия разрабатываемого технологического процесса на качество воздушной среды и мероприятия по снижению степени этого воздействия.

Микроклиматические условия

Метеорологические условия – это совокупность физических параметров воздуха, таких как, температура, влажность, скорость движения и давление.

Разрабатываемый технологический процесс при его реализации может оказывать негативное действие на качество воздуха за счет поступления водяных паров и теплоизбытков. Характеристику процессов и оборудования – источников избыточного тепла и влаги - можно представить в виде таблицы 2.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 [6] и СанПиН 2.2.4.548-96 [7] для создания здоровых и безопасных условий труда необходимо, чтобы в проекте были предусмотрены мероприятия, обеспечивающие санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к микроклиматическим условиям. Эти требования зависят от категории тяжести выполняемых работ и времени года. Их можно представить в виде таблицы 3.

Таблица 2

Характеристика процессов и оборудования, влияющих на микроклиматические параметры

Наименование цеха, участка	Наименование оборудования	Количество оборудования, шт.	Теплоизбытки, кДЖ/ч	Характеристика помещения по теплоизбыткам, кДж/м³×ч	Избытки влаги, кг/ч

Примечание к таблице 2. Тепло- и влагоизбытки определяются по технологическим данным (из теплового и материального баланса) или могут быть рассчитаны по формулам, приведенным в литературе [4,5].

Таблица 3

Санитарно-гигиенические нормативы параметров микроклимата

Наименов. уч-ка, помещения

Категория тяжести работ

Период года

Холодный

Теплый

Микроклиматические параметры

оптимальные

допустимые

оптимальные

допустимые

t,^oC

j,%

w,м/c

t,^oC

j,%

w,м/c

t,^oC

j,%

w,м/c

t,^oC

j,%

w,м/c

Примечание к таблице 3. Графы этой таблицы заполняются по данным преддипломной практики, или по ГОСТ 12.1.005-88 [6], СанПиН 2.2.4.548-96 [7].

Для обеспечения необходимых микроклиматических условий в помещениях со значительными теплоизбытками (более 84 кДж/м³×ч) предусматриваются следующие мероприятия: теплоизоляция стенок нагретого оборудования, устройство теплоизолирующих экранов, воздушное душирование рабочих мест, эффективная система вентиляции (аэрация), объемно-планировочные решения и т.п. [8].

В помещениях с незначительными теплоизбытками необходимо предусматривать отопление в холодный период года, вентиляцию, тамбуры у входных дверей и т.п.[8].

Приложение 1

Неблагоприятные факторы производственной среды, трудового процесса и травмоопасность

1.1. Неблагоприятные факторы производственной среды

1.1.1. Вредные вещества, в том числе 1 и 2-го класса опасности (КО), 3 и 4-го КО.

1.1.2. Запыленность воздуха.

1.1.3. Шум.

1.1.4. Вибрация, в том числе общая, локальная (местная).

1.1.5. Инфразвук.

1.1.6. Ультразвук.

1.1.7. Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны.

1.1.8. Инфракрасное излучение.

1.1.9. Ультрафиолетовое излучение.

1.1.10. Электромагнитное излучение.

1.1.11. Лазерное излучение.

1.1.12.Радиоактивные вещества.

1.2. Неблагоприятные факторы трудового процесса

1.2.1. Физическая нагрузка (тяжесть труда).

1.2.2. Зрительное напряжение.

1.2.3. Слуховое напряжение.

1.2.4. Нервно-эмоциональная нагрузка.

1.2.5. Умственное напряжение.

1.2.6. Монотонность труда.

1.2.7. Речевая нагрузка.

1.3. Травмоопасные факторы

1.3.1. Электрический ток, напряжение.

1.3.2. Движущиеся части оборудования.

1.3.3. Внутризаводской транспорт.

1.3.4. Колющие и режущие предметы.

1.3.5. Повышенное (пониженное) давление в аппаратах.

1.3.6. Нагретые стенки технологического оборудования (t > 45^оС).

1.3.7. Открытое пламя.

1.3.8. Опасные зоны (рабочие площадки на высоте, приямки, бункеры и т.п.).

1.3.9. Открытые площадки.

1.3.10. Агрессивные вещества.

1.3.11. Взрывопожароопасные вещества.

1.3.12. Взрывчатые вещества.

Приложение 2

Упрощенная методика расчета воздухообмена для различных систем

вентиляции

2.1. Местная вытяжная вентиляция

Объем удаляемого воздуха (L_уд^МВ, м³/час) рассчитывают по формуле:

L_уд^МВ = 3600 × S × v, (2.1)

где S – площадь открытых проемов местных отсосов, м²;

v - средняя скорость движения воздуха в плоскости сечения местного отсоса, м/с.

Для местных отсосов открытого типа (зонтов, всасывающих панелей, бортовых отсосов и т.п.) величина скорости (v) принимается соответственно: для веществ 1-го класса опасности (КО) – 1,5 м/с; 2-го КО – 1 м/c; 3-го КО – 0,7 м/с; 4-го КО- 0,3 м/с. Для удаления тяжелых частиц (твердые частицы, капли краски и т.п.) v = 1,5 ¸ 4 м/с.

2.2. Общеобменная вытяжная система вентиляции

Объема воздуха (L_уд^ОВ, м³/час) , который следует удалить из помещения с помощью общеобменной вентиляции рассчитывают по следующим формулам:

2.2.1. При выделении из технологического оборудования в воздух рабочих помещений вредных веществ в газо- паро- или пылеобразном виде:

L_уд^ОВ = G_уд × 10³ / (С₁ – С₂), (2.2)

где G_уд – количество вредных веществ, г/час;

С₁ и С₂ – соответственно концентрации вредного вещества в удаляемом и приточном воздухе, мг/м³.

При отсутствии таких данных можно принять: С₁ = ПДК_рз, С₂ = 0,3ПДК_рз.

При наличии местной вытяжной вентиляции объем воздуха, требуемый к удалению с помощью общеобменной вентиляции, рассчитывается по формуле:

G_уд = G_выд [1-(0,8¸0,9)], (2.3)

где G_выд – количество вредных веществ, выделяющихся из технологического оборудования, г/час (см.табл. 4, графа 10).

При отсутствии местной вентиляции G_уд » G_выд.

Если в воздух поступает несколько токсичных веществ однонаправленного действия, то концентрацию токсичного ингредиента в удаляемом воздухе (С₁) находят по формуле:

_n-1

С₁ = 1 - S С_i / ПДК_i , (2.4)

ⁱ⁼¹

где С_i – концентрация i-го вещества, входящего в группу суммации, мг/м³;

ПДК_i – предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м³;

n – количество ингредиентов, входящих в группу суммации.

Если в воздух поступает несколько токсичных веществ разнонаправленного действия, то воздухообмен определяется по наиболее токсичному и наиболее массовому веществу и выбирают наибольшую величину L_уд^ОВ.

2.2.2. При выделении в воздух рабочих помещений теплоизбытков

L_уд^ОВ = Q / c×r_ср×(t₁ – t₂), (2.5)

где Q – избытки явного тепла, кДж/час (см. табл. 2, графа 4);

с – теплоемкость воздуха, кДж/кг×град;

r_ср - плотность воздуха при средней температуре, кг/м³;

t₁ и t₂ – температура соответственно удаляемого и приточного воздуха, ^оС.

Плотность воздуха находят по формуле:

r_ср = r_о(273 / (273 + t_ср), (2.6)

где r_о – плотность воздуха при 273 К, r_о= 1,29 кг/м³;

Среднюю температуру находят по формуле:

t_ср = (t_рз + t₁) / 2. (2.7)

Температуру – t₁ рассчитывают по формуле:

t₁ = t_рз + Dt (Н – 2), (2.8)

где t_рз – температура рабочей зоны (см. табл.3, графа 12);

Dt – перепад температур по высоте помещения: Dt = 2¸5 ^оС/м;

t₂ – среднемесячная температура для наиболее теплого периода года (для Ивановской области t₂ = 24,6 ^оС);

Н – высота помещения, м.

2.2.3. Организация вентиляции в «горячих» цехах

К «горячим» цехам относятся цеха обжига, сушки, помещения котельных и т.п., в которых удельные избытки явного тепла (Q) равны или превышают 84 кДж/м³×час. В таких помещениях воздух обычно удаляют с помощью организованной естественной вентиляции – аэрации. Для этого на крыше здания проектируют специальные надстройки – аэрационные фонари с автоматическим регулированием степени открытия фрамуг [17,35]. Это позволяет удалять нагретый воздух, плотность которого значительно меньше плотности приточного воздуха. Требуемую площадь аэрационного фонаря (S_АФ, м²) рассчитывают по формуле:

S_АФ = L_уд^О.В^. / 3600 × v_АФ × m , (2.9)

где L_уд^О.В^. – объем нагретого воздуха, который требуется удалить из помещения, м³/час (см. ф-лу 2.5);

v_АФ – средняя скорость воздуха в плоскости аэрационного фонаря, м/с;

m - коэффициент, учитывающий активную площадь аэрационного фонаря, зависит от конструкции фонаря и изменяется в интервале от 0,15 до 0,65.

Скорость воздуха в плоскости аэрационного фонаря определяют:

_{______________}

v_{АФ =}Ö Н_уд × 2 / r_ср , (2.10)

где Н_уд – избыточный напор воздуха, обеспечивающий его удаление через аэрационный фонарь, кгс/м²;

r_ср – средняя плотность воздуха в помещении, кг/м³ (см. ф-лу 2.6).

При нулевом балансе воздуха напор воздуха, обеспечивающий его удаление, равен:

Н_уд = Н_т /2 , (2.11)

где Н_т – тепловое (гравитационное) давление, под влиянием которого происходит воздухообмен в помещении, кгс/м².

Гравитационное давление рассчитывают по формуле:

Н_т = h (r_н- r_ср) , (2.12)

где h – расстояние от середины приточных отверстий до середины аэрационного фонаря, принимается равной высоте здания минус 2¸3 м;

r_ни r_ср – плотности соответственно наружного воздуха и в рабочем помещении

(см. п.п. 2.2.2).

Площадь окон аэрационных фонарей, заложенных в проекте, должна быть не менее расчетной площади - S_АФ.

2.2.4. При выделении в воздух избытка водяных паров

L_уд^ОВ = G_уд × 10³ / (d₁ – d₂), (2.13)

где G_уд – количество водяных паров, поступающих в помещение из технологического оборудования, кг/час;

d₁ и d₂ – влагосодержание соответственно в удаляемом и приточном воздухе, г/м³ - находят по диаграмме влажного воздуха [41].

При отсутствии местных отсосов G_уд» G_выд,

где G_выд – количество водяных паров, выделяемых из технологического оборудования, кг/час (см. табл. 2, графа 6).

Если в воздух рабочего помещения поступают одновременно вредные вещества и, например, теплоизбытки, то L_уд^ОВ находят по каждому показателю и за основу берут максимальное значение L_уд^ОВ.

Таким образом, суммарный объем воздуха (L_сум, м³/час), который следует удалять с помощью местной и общеобменной вытяжной вентиляции, находят по формуле: _N

L_сум = L_уд^ОВ+ S L_уд^МВ. (2.14)

^{j = 1}

где L_уд^МВ – объем воздуха, удаляемый с помощью j-го местного отсоса, м³/час;

N – количество местных вытяжных установок в помещении.

2.2.5. Приточная общеобменная вентиляция

Расчет объема воздуха, который следует подавать в помещение с помощью общеобменной приточной вентиляции (L_пр^ОВ, м³/час), проводят исходя из требуемого баланса воздуха.

При нулевом балансе: L_пр^ОВ = L_сум. (2.15)

При положительном: L_пр^ОВ = (1,1¸1,15) L_сум. (2.16)

При отрицательном:L_пр^ОВ = (0,9¸0,85) L_сум. (2.17)

По значениям L_уд^МВ, L_уд^ОВ, L_пр^ОВ подбирают производительность вентиляторов и их количество по [18]. При этом следует помнить, что при выборе вентиляторов для местной вытяжной вентиляции еще выбирают тип используемого вентилятора (пылевой, антикоррозионный, взрывобезопасный и т.п.) в зависимости от состава удаляемого воздуха.

Более детально расчет вентиляции проводится по СНиП 2.04.05-86 или по [15].

Приложение 3

Приложение 4

Методические указания

Специальностей

Иваново

Методические указания

к выполнению раздела «Охрана труда и окружающей среды» в

дипломных проектах студентов технологических специальностей

Составители: Л.В. Шведова

А.П. Куприяновская

Т.А. Чеснокова