4.2. Мероприятия, обеспечивающие нормативные метеорологические условия

Для оздоровления воздушной среды и нормализации микроклимата предусматривается комплекс мероприятий, основными из которых являются: механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ; рациональное размещение и теплоизоляция оборудования, коммуникаций в целях ограничения поступления тепла в рабочие зоны; использование воздушных завес от теплоизлучений; устройство вентиляции и отопления, рациональная организация труда и отдыха.

При большом поступлении тепла в рабочую зону необходимо предусмотреть воздушное душирование (завесы) со скоростью воздуха от 0,5 до 3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплоизлучения, тяжести работ и периода года.

Оборудование и трубопроводы, имеющие высокую температуру наружных поверхностей, теплоизолируются. Толщина теплоизоляции должна быть такой, чтобы температура наружной поверхности теплоизоляции в местах возможного контакта обслуживающего персонала не превышала 45 С [7].

В целях предупреждения опасности отравления и обеспечения допустимых гигиенических условий труда предусматривается вентиляция.

В зависимости от характера выделяющихся в производственное помещение вредностей выбирается система вентиляции, приводится расчет необходимого воздухообмена в соответствии с СНиП 2.04.05-91 с учетом вида вредного фактора загрязняющего воздушную среду (токсичные вещества, теплоизбытки, влагоизбытки) и расхода воздуха, удаляемого местными отсосами:

1. В помещениях, где выделяются вредные или взрывоопасные газы, пары и пыль требуемый воздухообмен определяют по формуле:

L = L_рз + [M - L_рз(q_рз - q_п)]/[ q_ух - q_п], м³/ч (14)

где L_рз - расход воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами и на технологические нужды, м³/ч ; M - расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч; q - концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, мг/м ; q_рз - удаляемом из рабочей зоны; q_ух - уходящем из помещения (за пределами рабочей зоны); q_п - подаваемом в помещение (q_п  30% q_ух).

Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности следует также определить по формуле (14). При этом q_рз и q_п следует заменить на 0,1 q_нкпр мг/м³ (где q_нкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени паро- или пылевоздушной смеси).

Количество вредных веществ (G), выделяющихся в помещение из оборудования и трубопроводов через неплотности во фланцевых соединениях и других элементах, рассчитывается по формуле:

G = 3,5710^-2P_иVm(T), кг/ч , (15)

где P_и - избыточное давление, Па; m - коэффициент негерметичности, характеризующий падение давления в аппарате, ч^-1; V - объем аппарата, занимаемый газовой (паровой) фазой;  - коэффициент запаса, принимаемый равным 2; T - абсолютная температура газа или пара в аппарате, К; M - молярная масса газа или пара.

Допустимые значения коэффициентов негерметичности (m) для сосудов, технологического оборудования с трубопроводами и другого оборудования, работающего под давлением, могут приниматься:

для вновь установленного с токсичной средой 0,001

с пожароопасной средой 0,002

для подвергаемого повторному испытанию 0,005

Количество поступивших в помещение вредных веществ в случае испарения жидкостей из емкостей с открытым зеркалом жидкости, со свежеокрашенных поверхностей, а также с поверхности разлившейся жидкости на пол помещения определяется по формулам (2), (3).

Количество вредных веществ, поступающих в помещения через неплотности фланцевых соединений, определяются по формуле.

G = kmP_и/10⁵) , г/(ч) , (16)

где P_и - избыточное давление внутренней среды, Па; k - коэффициент, учитывающий материал прокладки (для паронита k=1, для резины k =5, для фторопласта-4 k =0,5); m - коэффициент негерметичности, ч^-1,принимается по (15).

Количество вредных веществ, выделяемых через сальниковые уплотнения, можно определить по формуле:

Q = 3,1910^-3DBP , г/ч , (17)

где D - диаметр вала или штока, мм; B - опытный коэффициент, равный 2,5 для бензинов, лигроинов, керосинов и других ЛВЖ; - давление, развиваемое насосом, Па.

б) В помещениях, где образуется избыток тепла, применяется формула:

L = L_рз + [3,6Q_изб - C_рL_рз(t_рз - t _п)]/ [C_р(t_ух - t_п)], м³/ч, (18)

где Q_изб - количество избыточного тепла, выделившегося в помещение, кДж; C_р - теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(кгC); L_рз - количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами; t_рз, t_п ,t_ух -температура воздуха, С; соответственно: рабочей зоны; подаваемого в помещение; уходящего из помещения.

При этом температура уходящего из помещения воздуха определяется из зависимости:

t_ух = t_рз + t(h-2) ,С, (19)

где t - температурный градиент по высоте помещения, С/м ( t = 0,5  1,5); h - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м; 2 - высота рабочей зоны, м.

Температура подаваемого воздуха (t_п) должна быть на 5 - 8 С ниже температуры воздуха в рабочей зоне или t_п = t + 0,001P_п, где P_п -полное давление вентилятора, Па; t - температура наружного воздуха, С; Q_изб - количество избыточного тепла, представляет собой разность между значениями явной теплоты Q_я, выделяемой в ходе технологического процесса (оборудованием, работающими и др.), и теплоты, уходящей из помещения Q_ух (потребляемой в ходе процесса, отводимой в строительные конструкции и др.): Q_изб = Q_я - Q_ух.

Поскольку вентиляция рассчитывается для летнего периода, то Q_ух допускается принимать равной 0. Тогда Q_изб = Q_я, которая складывается из теплоты, выделяемой в помещение от технологического оборудования (Q_об), от оборудования, приводимого в действие электродвигателями (Q_э), от источников искусственного освещения (Q_осв) и от работающих (Q_р) [ 14 ], т.е.:

Q_изб = Q_об + Q_э + Q_осв + Q_р, Вт (20)

Q_об - теплопоступления от нагретых поверхностей оборудования вычисляются по формуле:

Q_об = _оF_о(t_н + t_рз), Вт, (21)

где _о- коэффициент теплоотдачи, Вт /(м²К); F_о - площадь нагретой поверхности оборудования или трубопроводов, м²; t_н - температура поверхности теплоизолированного оборудования, С (можно принять равной 45 С); t_рз- температура в рабочей зоне помещения .

Значение коэффициента теплоотдачи может быть приближенно вычислено из соотношения:

_о = 11,6V_в , Вт/(м²К) , (22)

где V_в - скорость движения воздуха в помещении в зависимости от категории тяжести выполняемой работы (см.табл.12), м/с.

Q_э - теплопоступления от оборудования, приводимого в действие электродвигателями:

Q_об = 0,25W1000 ,Вт , (23)

где W - суммарная мощность электродвигателей, Вт;

Q_осв - теплопоступления от источников искусственного освещения:

Q_осв = kESq , Вт, (24)

где k = 1 для люминесцентных ламп; k = 2,75 для ламп накаливания; Е - нормированная освещенность в соответствии со СНиП 23.05-95, лк; S - освещаемая площадь помещения, м²; q - удельные тепловыделения. Для ламп светильников диффузионного рассеивания q = 0,094 Вт/(м^2лк).

Q_р - теплопоступления от работающих:

Q_р = qn ,Вт (25)

где q - тепловыделения одним человеком (кДж/ч) (табл.13); n - количество работающих в смену. 1 Вт = 3,6 кДж/ч

Таблица 13

Характер работы	Количество тепла, кДж/ч, выделяемого людьми при температуре в помещении (в С)
	15	20	25	30
Легкая работа	567	546	525	525
Работа средней тяжести	756	735	714	714
Тяжелая работа	1050	1050	1050	1050

После определения требуемого воздухообмена по формулам (14) и/или (18) производится подбор типа исполнения вентилятора и электродвигателя к нему. В зависимости от состава перемещаемой среды по типу исполнения вентиляторы бывают:

- обычного исполнения - для перемещения неагрессивных сред с температурой не выше 80 С, при содержании пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м³, например, марок - Ц4-70, Ц4-76, Ц14-46;

- пылевые - для перемещения воздуха с содержанием пыли более 100 мг/м³, например, марки Ц6-45,ЦП 7-40;

- взрывобезопасного исполнения, если в транспортируемом воздухе содержатся горючие пары, газы и взрывоопасная пыль.

В сухих малозапыленных помещениях, не содержащих в воздухе агрессивных газов и взрывоопасных веществ, рекомендуется устанавливать двигатели со степенью защиты не ниже JР 23. В помещениях пыльных, влажных и содержащих агрессивные газы, а также при установке на открытом воздухе применяют со степенью защиты JР 44. В помещениях, содержащих взрывоопасные соединения, применяют двигатели во взрывобезопасном исполнении, в отдельных случаях допускаются защищенные, но ниже JР 44.

Для локализации выделения паров, газов, пылей рекомендуется устройство местной вытяжной вентиляции: вытяжные зонты, отсосы у рабочих столов, щелевые и бортовые отсосы от оборудования.

В тексте дипломной записки следует указать конструктивное оформление местных отсосов.

Необходимая производительность местных вытяжных систем рассчитывается по формуле [7]:

L_отс = 3600V_отс(F_раб + F_доп), (м³/ч), (26)

где V_отс - скорость воздуха на входе в воздухоприемное устройство (укрытие), м/с; F_раб - суммарная площадь поперечного сечения всех укрытий, обслуживаемых данной системой, м²; F_доп - площадь вспомогательных отверстий (смотровых люков, зазоров, через которые проходят валы, ремни, штоки, неплотности укрытия и др.), м²;  - коэффициент запаса, учитывающий незначительные неплотности укрытия (принимается равным 1,1); V_отс принимается равной:

при выделении тепла, влаги 0,3-0,7 м/с,

при выделении токсичных веществ:

при ПДК < 100 мг/м³, 0,5-0,7 м/с (холодные процессы),

0,7-1,0 м/с (горячий процесс),

при ПДК>100 мг/м³, 0,3-0,5 м/с (холодный процесс),

0,5-0,7 м/с (горячий процесс).