Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЗАПЫЛЕННОСТЬ ВОЗДУХА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПОМЕЩЕНИЙ
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Пыль и ее свойства. При переработке волокнистых материалов, при крашении волокон и тканей, приготовлении красильных рабочих растворов выделяется пыль - мельчайшие частицы различных веществ. Дисперсную систему взвешенных в воздухе частиц пыли называют пы левым аэрозолем, а осевшую пыль - аэрогелем. Образование пыли про исходит во многих технологических процессах различных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Поэтому борьба с пылью на производстве является одной из важнейших задач охраны труда, так как воздействию пыли может подвергаться большое число работаю щих, в том числе и в текстильной промышленности.
Значительное содержание пыли в воздухе, нежелательно со мно гих точек зрения: во-первых, пыль оказывает вредное воздействие на организм человека; во-вторых, пыль является производственной опасностью, так как пыль ряда веществ не только пожаро-, но и взры воопасна; в-третьих, пыль является причиной экономического ущерба, так как она ускоряет износ оборудования, способствует возникнове нию брака в выпускаемой продукции, снижает производительность труда и оборудования, увеличивает потери ценного сырья; в-четвер тых, пыль, не удаленная из вентиляционных выбросов предприятий, может быть причиной загрязнения окружающей среды (экологичес кая проблема).
Особенностью текстильного производства является практически повсеместное (кроме процессов мокрого прядения и мокрой отделки) образование и выделение в воздух специфической волокнистой пыли.
На хлопко- и льнозаводах, на которых осуществляется первичная обработка волокна, запыленность воздуха самая высокая. В ряде случаев она достигает несколько сотен миллиграммов в 1 м3 воздуха. На текстильных предприятиях, по данным Ивановского текстильного института им. М.В. Фрунзе и ВНИИОТ ВЦСПС (г. Иваново), наблюда ется следующий уровень запыленности: при сухом прядении льна - от 8 до 150 мг/м3; в цехах льноткацкого производства - от 3,5 до 22 мг/м3; в сортировочных и в чесальных цехах хлопчатобумажных фабрик - от 2 до 16 мг/м3; в прядильных и ткацких цехах этих же фабрик - от 2 до 8 мг/м3; на камвольных предприятиях в зоне работы чесальных машин - до 7,5 мг/м3 и др.
Характерно, что основную массу хлопковой и льняной пыли на предприятиях первичной обработки материалов и на текстильных фабриках составляют частицы размером до 4 мкм, которые могут легко проникать в органы дыхания работающих.
По своему происхождению пыль подразделяется на органическую, неорганическую и смешанную.
Существует три вида органической пыли: пыль растительного про исхождения (хлопковая, льняная, пеньковая, джутовая, древесная, мучная и др.); пыль животного происхождения (шерстяная, шелко вая, костяная и др.); искусственная органическая пыль (пыль пласт масс, химических и искусственных волокон) .
На текстильных предприятиях преобладает пыль органического происхождения с содержанием минеральных примесей до 35% преи мущественно почвенного происхождения.
Длительная работа в запыленной атмосфере может привести к спе цифическим заболеваниям органов дыхания (пневмоканиозам), кож ным заболеваниям (экзема, дерматиты, аллергия), воспалению глаз (конъюнктивит), желудочно-кишечным, инфекционным (при наличии бактерий) и другим заболеваниям, которые могут быть причиной не трудоспособности различной продолжительности. Из этого следует, что борьба с пылью на производстве является задачей не только сани тарно-гигиенической, но и экономической.
Дисперсность и морфологический состав пыли сильно влияют на скорость витания (осаждения) пыли, ее химическую активность, глубину проникания в органы дыхания человека и др. Чем меньше размер частиц, тем дольше они задерживаются в воздухе во взвешенном состоянии, следовательно, тем больше возможность попадания их в дыхательные пути.
П о р и с т о с т ь. На способность пыли к коагуляции (слипанию), адсорбции влаги и способности к самовоспламенению влияет и порис тость. Мелкодисперсная пористая пыль ввиду большой химической активности имеет более низкую температуру самовоспламенения и бо лее пожароопасна, чем крупная пыль.
Р а с т в о р и м о с т ь. Если пыль не токсична, хорошая ее раствори мость является фактором благоприятным, способствующим быстро му удалению пыли из легких. В случае токсичной пыли ее хорошая растворимость является отрицательным фактором.
Э л е к т р и ч е с к и е с в о й с т в а п ы л и. Все пылевые частицы, взвешенные в воздухе, могут нести как положительный, так и отри цательный заряд. Процент задержки в дыхательных путях электрозаряженной пыли в 2—3 раза больше, чем нейтральной.
Х и м и ч е с к и й с о с т а в п ы л и. От химического состава пыли зависит ее биологическая активность, в частности, фиброгенное, аллергенное, токсическое и раздражающее свойства. Фиброгенность пыли (способность превращать эластичную легочную ткань в грубую, рубцовую, не участвующую в усвоении кислорода из выдыхаемого воздуха) зависит главным образом от содержания в ней свободной двуокиси кремния (SiO2). Чем больше содержание в пыли свободной дву окиси кремния, тем более агрессивной она считается.
Нормирование допустимой запыленности воздуха. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать уста новленных предельно допустимых концентраций (ПДК), указанных в ГОСТ 12.1.005—76. ПДК - это такие концентрации, которые при еже дневной (кроме выходных дней) 8-часовой работе или при другой продолжительности рабочего дня, но не более 41 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.
Текстильная пыль, хотя и относится к фиброгенной, т.е. оказывающей воздействие преимущественно на верхние дыхательные пути и легкие, по степени опасности относится к 4 классу веществ (к малоопас ным). По ГОСТ 12.1.005-76 для текстильной пыли установлены ПДК в зависимости от содержания в ней свободной двуокиси кремния (табл. 7) SiO2.
Методы исследования запыленности воздуха. Для исследования кон центрации пыли и ее дисперсного состава применяют весовой, счетный фотометрический и радиометрический методы.
В е с о в о й м е т о д. При весовом методе определяется концентра ция пыли, выраженная в миллиграммах на один кубический метр воздуха.
Весовой метод исследования запыленности воздуха является основ ным, так как ПДК пылевых (и других) аэрозолей в ГОСТ 12.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» приводятся в массовых (весовых) единицах на единицу объема воздуха (мг/м3). При исследовании взрывчатых свойств пылей их концентрацию измеряют в граммах на кубический метр воздуха (г/м3).
Т а б л. 3.1.
Предельно допустимые концентрации для некоторых видов пыли органического происхождения
|
Вещество |
ПДК, мг/м3 |
Класс опас ности |
|
Пыль растительного и жи вотного происхождения с примесью SiO2 более 10% (лубяная, хлопковая, хлопчатобу мажная, льняная, шер стяная, пуховая и др.) от 2 до 10% менее 2% (мучная, хлоп чатобумажная, древес ная и др.) |
2 4 6 |
4 4 4 |
|
Рис. 3.1. Аналитический фильтр аэрозольный (АФА): а - общий вид; б - фильтр; в - защитные кольца |
С ч е т н ы й м е т о д. При счетном методе подсчитывается число пылевых частиц, содержащихся в одном кубическом сантиметре ис следуемого воздуха, а также определяются их размеры (дисперс ность - фракционный состав пыли) под микроскопом или с помощью кинопроекционной аппаратуры.
Счетный метод является вспомогательным к весовому, он при меняется чаще всего в гигиенических исследованиях.
Ф о т о м е т р и ч е с к и й м е т о д. Приборы для измерения запы ленности воздуха методом фотометрии получили название фотопыле меров. Принцип действия этих приборов основан на измерении фото метрическим способом изменения (ослабления) интенсивности свето вого потока, проходящего через запыленный воздух. Фотопылемеры позволяют легко и быстро определять концентрацию пыли в воздухе, но сильно уступают в точности измерения весовому методу с примене нием аналитических фильтров АФА-В.
Р а д и о м е т р и ч е с к и й м е т о д . Принцип действия радиомет рических приборов (например, ИЗВ-З) основан на определении степени поглощения альфа-излучения отобранной на фильтр пробы. При нали чии в воздухе радона прибор одновременно обеспечивает измерение его короткоживущих дочерних продуктов.
Имеются приборы, работа которых основана на других принципах действия. Однако все они, обладая одним достоинством - быстро той анализа, имеют один общий недостаток - меньшую точность ре зультата (погрешность ± 30% и более) .
Определение концентрации пылевых аэрозолей с помощью анали тических фильтров в производственных условиях. Настоящий метод предназначен для определения концентрации аэродисперсных при месей (пыли, дыма, тумана) в воздушной среде при температуре до 60 оС. Сущность этого метода заключается в принудительном осаж дении (улавливании) аэродисперсных примесей на фильтр из опре деленного объема воздуха, определении увеличения массы фильтра и вычислении концентрации аэрозоля в миллиграммах на кубический метр.
Метод основан на использовании аналитических фильтров аэрозоль ных АФА (рис. 3.1), изготовленных из гидрофобного высокоэффектив ного нетканого фильтрующего материала ФПП (фильтры перхлорвиниловые Петрянова). Из многих фильтров, применяемых для улав ливания различных веществ (пыли, паров, туманов и др.), для иссле дования запыленности воздуха применяют фильтры АФА-ВП-10 и АФА-ВП-20. Буква В означает, что фильтр пригоден для весового метода, а цифры 10 и 20 обозначают площадь круга фильтра (см2).
Определение концентрации аэрозолей состоит из четырех этапов: подготовка аппаратуры и фильтров; отбор аэрозоля на фильтр; опре деление изменения массы фильтра после отбора пробы; вычисление концентрации аэрозоля.
П о д г о т о в к а а п п а р а т у р ы и ф и л ь т р о в. Перед отбором проб в лаборатории необходимо проверить исправность аппаратуры, указанной в табл. 8, и определить начальную массу фильтров. Фильтры взвешивают на аналитических весах АДВ-200 следующим образом: из обоймы вынимают один комплект аналитического фильтра, развора чивают защитные бумажные кольца и вынимают из них фильтр, затем складывают его с помощью пинцета вчетверо и кладут в центр чашки весов. При этом следят, чтобы края фильтра не выступали за края чаш ки весов, иначе будет неправильно определена его масса. После взве шивания фильтр осторожно расправляют за спрессованные края с по мощью пинцета, помещают снова в защитные бумажные кольца и укладывают в пакет из кальки, который вставляют в обойму. Аналогичным способом взвешивают остальное количество необходимых фильтров. Массу каждого фильтра и его порядковый номер записывают в лабораторный журнал и одновременно проставляют на выступах защитных колец.
О т б о р п р о б а э р о з о л я н а ф и л ь т р. На месте взятия про бы устанавливают на штативе аллонж (пробозаборник-фильтродержатель) и соединяют его резиновыми шлангами последовательно с расходомером и аспирационным прибором так, как это показано на принципиальной схеме, изображенной на рис. 3.2. Проводят опробова-
Т а б л. 3.2.
Перечень материалов, приборов и оборудования, необходимых для исследования запыленности воздуха весовым методом с помощью аэрозольных фильтров АФА-В, АФА-ВП
|
Наименование |
Рекомендуемая марка, тип прибора |
Назначение |
|
Весы аналитические |
АДВ-200 |
Взвешивание фильтров |
|
Аллонж для фильтра |
ИРА-Зап, ИРЛ-Зоа |
Отбор пробы аэрозоля на фильтр |
|
Аспирационный прибор |
Воздуходувки, эжекторы, электропылесосы и насосы |
Протягивание воздуха через фильтр |
|
Расходометр |
Реометры, ротаметры РС-3, РС-5 и газовые счетчики |
Определение объема протяну того воздуха |
|
Регулятор скорости |
Зажим или кран |
Регулирование скорости воздуха |
|
Часы или секундомер |
С секундной стрелкой |
Определение продолжительности отбора пробы |
|
Штатив |
Лабораторный |
Крепление аллонжа |
|
Эксикатор вакуумный |
ЭВ (ОСТ НКТП -4299) |
Подсушивание фильтров |
|
Пинцет |
Аналитический |
Работа с фильтром |
|
Комплект фильтров в обойме |
АФА-ВП-20, АФА-ВП-10 |
Улавливание аэродисперсных примесей |
|
Резиновый шланг |
Диаметром до 10 мм |
Соединение аппаратуры при отборе проб |
|
Барометр-анероид |
БАММ |
Измерение давления воздуха |
|
Термометр |
Со шкалой до 100° С |
Измерение температуры воздуха |
ние работы установки и проверяют плотность герметизации в местах соеди нения, особенно на участке между аллонжем и расходомером. Затем из обоймы вынимают комплект фильтра, вставляют его в аллонж и закрепляют накидной прижимной гайкой. После этого включают аспирационный прибор, устанавливают регулировочным краном-вентилем определенную скорость потока воздуха и производят отбор пробы, включив одновременно с аспирационным прибором секундомер. Регулировочный кран-вентиль обычно находится в тройнике перед аспирационным прибором. В результате разрежения (вакуума), созда ваемого аспирационным прибором, воздух начнет фильтроваться через ткань фильтра АФА, оставляя на нем мельчайшие частички исследуе мого аэрозоля. Масса фильтра начнет увеличиваться.
Скорость отбора пробы устанавливают с учетом степени запылен ности воздуха и технических возможностей аспиратора, но не выше 100 л/мин. При скоростях 30—100 л/мин в аллонже за фильтром уста навливают опорную сетку, предотвращающую разрыв фильтра. По окончании отбора пробы выключают аспиратор и секундомер.
|
Рис. 3.2. Схема установки для отбора проб воздуха: 1 - прижимная гайка; 2 - фильтр АФА; 3 - фильтродержатель (аллонж); 4 - расходомер; 5 - регулировочный кран; 6 - тройник; 7 - аспиратор |
В течение всего времени отбора пробы с помощью регулировоч ного вентиля аспиратора поддерживают постоянную объемную скорость потока воздуха. Необходимость такой корректировки обуслов лена увеличением сопротивления материала фильтра воздушному пото ку по мере накопления пыли на нем, а также возможным колебанием напряжения в сети. Обе эти причины могут вызывать отклонения в показаниях реометра против первоначально установленной скорости потока воздуха. Продолжительность отбора проб выбирают в зависи мости от запыленности и скорости потока (табл. 3.3) .
Т а б л. 3.3.
Продолжительность отбора проб в зависимости от скорости и уровня предполагаемой запыленности
|
Предполагаемая запыленность, мг/м3 |
Скорость отбора пробы, л/мин |
Продолжительность от бора пробы, мин |
|
0,3-1 |
100 |
Не более 30 |
|
1-10 |
100 |
10 |
|
10-100 |
15-30 |
30-15 |
|
Свыше 100 |
5-10 |
10-5 |
|
П р и м е ч а н и е. Меньшая скорость соответствует большей продолжительности отбора пробы. |
Минимально необходимая навеска пыли на фильтре должна быть не менее 1 мг, а максимально допустимая — не более 100 мг.
После окончания отбора пробы аллонж отсоединяют от аспиратора, извлекают из него фильтр, берясь за выступ бумажных колец, наруж ной стороной кверху (чтобы не осыпалась пыль с фильтра). Затем фильтр складывают пополам (пыльной стороной внутрь) и помещают его в пакет, в котором он находился до взятия пробы. Пакет с исполь зованным фильтром следует уложить в картонную коробку. Освобо дившийся аллонж заправляется чистым фильтром для отбора следую щей пробы.
По окончании отбора проб все использованные (загрязненные пылью) фильтры взвешивают на тех же весах.
При отборе проб на каждый фильтр ведут отдельную запись в жур нале, в котором указывают дату, место и условия взятия пробы аэро золя, номер фильтра, скорость и продолжительность отбора пробы, температуру и давление воздуха.
Вычисление концентрации аэрозоля. Объем воздуха (м3), прошедший через фильтр, предварительно необходимо привес ти к нормальным условиям (т.е. к объему, который он занимал бы при температуре 0о С и нормальном атмосферном давлении, равном 101325 Па) по формуле
(1)
где 273 - абсолютная температура, К; Т - температура воздуха (газа), °С; Вф -фактическое барометрическое давление в момент отбора пробы, Па; Вн -нормальное атмосферное давление, равное 101325 Па; - скорость отбора про бы, л/мин; - время отбора пробы, мин; 1000 - коэффициент перевода литров в кубические метры (1 м3 = 1000 л).
В связи с тем что поправка на барометрическое давление мало вли яет на точность результата, на практике часто ограничиваются введени ем поправки только на температуру. Иначе говоря, расчет ведут по упрощенной формуле
Vo = 273/ (273 + Т) 10-3 (2)
Концентрацию аэрозоля (мг/м3) определяют по формуле
С = (m2 - m1)/ Vo, (3)
где m2 -масса запыленного фильтра, мг; m1 —масса чистого фильтра, мг.
Методы снижения запыленности рабочих мест. Важной проблемой текстильной промышленности является проблема обеспыливания и удаления отходов производства. При этом требуется обеспечить улав ливание и переработку отходов с одновременным обеспыливанием воздуха рабочей зоны.
Для повышения качества удаления волокнистой пыли со шпулярников текстильного оборудования разработано пневматическое устройство, которое отводит вышеуказанные вредно сти с помощью равномерной локальной подачи воздуха по вы соте шпулярника, транспортирует их по вытяжным системам в утилизационные бункеры и осуществляет последующую очистку удаляемого воздуха.
Пневматическое устройство [1] состоит из вентиляторов 1 (рис.3.3), установленных неподвижно и перемещающихся на об щей опоре 2 с помощью привода 3 вдоль паковок 4.
Выравнивание потока воздуха можно осуществить различ ными способами. Например, дополнительно перед вентилято рами установить крыльчатки с вогнутыми лопатками, закреп ленными на опоре и вращающимися относительно горизон тальных осей. Оси вентиляторов и оси крыльчаток взаимно перпендикулярны. Лопатки соседних крыльчаток обращены во гнутыми поверхностями в противоположные стороны навстре чу набегающему потоку воздуха, в результате чего скорость по токов по высоте шпулярника выравнивается.
При перемещении опоры вдоль паковок воздух от вентиля торов через крыльчатки удаляет с паковок пыль и пух. Крыль чатки под действием набегающего потока воздуха начинают вращаться и отклонять вогнутыми поверхностями часть возду ха от оси вентилятора, выравнивая тем самым воздушный по ток по высоте шпулярника.
Все это повышает площадь обдува, обеспечивает направ ленное удаление пыли и, соответственно, предотвращает за грязнение окружающего воздуха в рабочей и технологической зонах.
|
Рис.3.3. Пневматическое устройство удаления волокнистой пыли со шпулярников: 1- вентиляторы, 2-об щая опора, 3-привод, 4- паковки, 5- перфорированный короб, 6- отверстия, 7- экраны. |
Общая опора пневматического устройства [2] может иметь регулируемый привод в виде электродвигателей с регулируе мой частотой вращения. Горизонтальные оси крыльчаток за креплены в рабочем положении в прорезях подвесок, которые установлены на опоре и имеют возможность совершать угло вое перемещение вместе с осями крыльчаток в вертикальной плоскости. Регулируемый привод обеспечивает требуемую ско рость вращения опоры и, соответственно, степень обдува шпу лярника, повышая тем самым эффективность работы устройст ва.
Угловым перемещением подвесок совместно с осями крыльчаток в вертикальной плоскости можно изменять и угловое расположение крыльчатки в приточной струе, что дает воз можность регулировать степень обдува шпулярников. Продоль ным перемещением в прорезях оси крыльчатки относительно подвески можно также регулировать местоположение крыль чатки в струе и повышать эффективность удаления вредностей из рабочей зоны.
|
Рис.3.4. Устройство выравнивания воздушного потока: 1- прямоугольный воздуховод, 2- раздающая поверхность, 3- проемы, 4-продольные пластины. |
Дополнительно крыльчатки могут совершать принудитель ное вращение. Каждая крыльчатка зубчатой передачей соединена с электроприводом с регулируемой частотой враще ния, установленным на соответствующей подвеске и имеющим возможность перемещаться и фиксироваться в определенном положении. Выходной вал электродвигателя расположен па раллельно оси крыльчатки.
Для упрощения конструкции устройство выравнивания воз душного потока, расположенное перед вентиляторами, можно выполнить в виде перфорированного короба 5 (см. рис. 3.4), ус тановленного на опоре 2 и охватывающего все вентиляторы. Короб с наружной стороны имеет отверстия 6 и закреплен ные посредством стоек экраны 7, расположенные с зазорами один относительно другого. Короб имеет отражательные ко зырьки, размещенные по его периметру перпендикулярно внешней его стороне.
Встречные струи воздуха, выходя из оппозитных зазоров, соударяются, образуют турбулентное движение, при соударе нии гасят свою скорость и выравнивают поля скоростей. Отражательные козырьки позволяют центрировать истекающий поток в направлении шпулярника.
|
Рис.3.5. Пневматическое устройство для сбора и удаления угаров на чесаль ной машине:1 - поддон, 2-пластины, установленные поперек поддона с перекрытием, 3 -перфораци я в зоне перекрытия, 4- щели для подачи воздуха. |
С целью дальнейшего упрощения конструкции устройство выравнивания воздушного потока можно выполнить в виде прямоугольного воздуховода 1 (рис.3.5), расположенного под шпулярниками. Воздуховод снабжен раздающей поверхностью 2 с проемами 3 в виде ряда продольных па раллельных щелей. Внутри воздуховода в зонах проемов расположены продольные пластины 4. Такое устройство более ком пактно, что дает возможность улучшить его эксплуатационные свойства.
Предложенные пневматические устрой ства эффективны при использовании их в составе обеспыливающей вентиляции.
Для сбора и удаления угаров на чесаль ной машине предлагается пневматическое устройство, состоящее из поддона 1, пластин 2, установленных поперек поддона с перекрытием в плане одна отно сительно другой и снабженных перфораци ей 3 в зоне их перекрытия. Между пластинами 2 имеются щели 4 для подачи воздуха.