Анализ установки с точки зрения безопасности жизнедеятельности - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Анализ проектируемого водородного ожижи­теля с точки зрения безопасности... 1 161.26kb.
Утверждено Ученым советом факультета спорта и безопасности жизнедеятельности 1 58.29kb.
Тема Количество часов 1 335.8kb.
Установки компрессорные 1 458.03kb.
«Безопасность жизнедеятельности. Основы охраны труда» Определение... 1 35.46kb.
201 г. По основам безопасности жизнедеятельности для учащихся Башлыкентской... 1 407.7kb.
Разрушительные землетрясении последних десятилетий, особенно последних... 1 225.64kb.
Кафедра безопасности жизнедеятельности и основ медицинских знаний... 10 2726.53kb.
Экзаменационные вопросы Кинематика точки: понятие, способы задания... 1 40.31kb.
Рабочая программа по «Основам безопасности жизнедеятельности» 1 169.03kb.
Научного руководителя доц. Н. К. Жаковой о магистерской диссертации Д. 1 23.79kb.
Конкурс работников образования 1 102.75kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Анализ установки с точки зрения безопасности жизнедеятельности - страница №1/1

Экологическая часть.

Консультант Сивков В.П.

Студент Лагутин А. А.

Группа Э4-Д1

Анализ установки с точки зрения безопасности жизнедеятельности.

В процессе работы данной установки существуют следующие опасные и вредные факторы, угрожающие безопасности человека и окружающей среды :

1) попадание рабочих тел (гелия и азота) в атмосферу;

2) шум и вибрации;

3) взрывоопасность;

4) пожароопасность;

5) наличие низких температур;


  1. возможность поражения электрическим током;

  2. контакт с движущимися частями;

Подробно рассмотрим каждый из факторов.
1. Попадание рабочих тел в атмосферу.

Данный фактор имеет место вследствие дренажа испаряющихся хладагентов и их утечек. Дренаж в специальные емкости, а также создание абсолютно герметичной системы в данном случае экономически нецелесообразны, поэтому пары рабочих веществ попадают в атмосферу. Азот и гелий нейтральны, не горят, не взрывоопасны, не наносят вреда окружающей среде и не токсичны. Однако попадание их в атмосферу в значительных количествах приведет к снижению концентрации кислорода в воздухе, что может вызвать кислородное голодание персонала и неблагоприятно скажется на его работоспособности и здоровье. Поэтому в помещении, где расположена установка, установлен датчик концентрации кислорода. В случае снижения ее ниже предельно допустимой величины (19% по объему) срабатывает сигнализация и включается интенсивная приточно-вытяжная вентиляция. Дренаж паров рабочих тел производится по специальным магистралям с выводом на улицу.

Определим минимальный объем помещения (Vmin ), концентрация кислорода в котором будет не ниже 15% даже при мгновенном испарении всего гелия, содержащегося в криостате ( 12 литров максимально).

Масса гелия :MHе =VheHe=0.012 125.4=1.5 кг.

Объем испарившегося гелия : VHe = MHе /He = 1.5/0.178 = 8.4 м3

Объем кислорода : VO = 0.22 Vmin

Тогда VO/(Vmin + VHе) = 15 %


    1. = 0.22Vmin/(Vmin + 8.4)

откуда Vmin = 18 м3

Так как минимально необходимый для размещения установки объем помещения составляет порядка 400 м3 , с этой точки зрения установка не представляет опасности для персонала.

2. Шум и вибрации.

Причинами возникновения шума и вибраций являются неточность изготовления, неоднородность материала деталей, наличие зазоров в парах трения, износ деталей, наличие неуравновешенных сил инерции. Основными источниками шума и вибраций в установке являются закачной и азотный компрессора, а также вакуум-насосы, конструкция которых в данном проекте не разрабатывается, а используются серийно выпускаемые промышленностью изделия. Наиболее шумным среди них является закачной компрессор, эквивалентный уровень звукового давления которого составляет 81 дБА. В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 “Шум. Общие требования безопасности.” и Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах СН 3223-85 эквивалентный уровень звукового давления на рабочих местах с повышенными требованиями по процессам наблюдения и дистанционного управления, к которым относится помещение пультов управления данной установкой, не должен превышать 75 дБА. Для выполнения этого требования предусмотрено размещение пультовой в отдельном звукоизолированном помещении. Присутствие людей в компрессорном зале во время работы компрессоров не требуется.

Также источником шума и вибраций является привод (электродвигатель и редуктор ) основного гелиевого нагнетателя. Сам нагнетатель шумит очень незначительно вследствие малой частоты вращения и предпринятых на этане проектирования мер : уравновешиванию сил инерции от вращающихся масс и переводу 40% сил инерции от поступательно движущихся масс в вертикальную плоскость ( так как вибрации в горизонтальной плоскости оказывают более негативное воздействие) применением противовесов. Применением маховика достигнута неравномерность вращения коленвала 1/40 (см. динамический расчет нагнетателя).

Требования к уровням вибрации регламентируются ГОСТ 12.1.012-90 “Вибрационная безопасность. Общие требования.” Вибрационные характеристики оборудования (компрессоров и вакуум-насосов) должны соответствовать требованиям Санитарных норм производственных вибраций, вибраций в помещениях жилых и общественных зданий СН 2.2.4/2.1.8.566-96 для категории IIIб – рабочие места без источников вибраций ( см. табл.).





Среднегеометрические частоты, Гц

Виброускорение,

м/с


Виброскорость

м/с

дБ

2

0.056

0.52

100

4

0.04

0.18

91

8

0.044

0.088

85

16

0.08

0.08

84

31.5

0.16

0.08

84

63

0.032

0.08

84

С целью снижения вредного воздействия вибраций на строительные конструкции предусматривается размещение создающих их агрегатов на виброизолирующих опорах ( резиновых шайбах).



3.Взрывоопасность.

Применяемые в установке рабочие тела и другие материалы сами по себе невзрывоопасны. Однако большая часть установки функционирует при повышенных давлениях, что создает опасность взрыва. В связи с этим при проектировании и эксплуатации системы необходимо руководствоваться требованиями Госгортехнадзора и “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”. Газообразные гелий и азот доставляются в стальных баллонах под давлением до 150 атм. Закачной компрессор, блоки масловлаго- и низкотемпературной очистки и ресивер чистого гелия также функционируют при давлении до 150 атм. Регенеративные теплообменники в криостате работают при давлении до 2.5 атм. Магнитокалорические ступени – до 1.8 атм. Внутренняя полость криостата ( включая сборник жидкого гелия) – до 1.65 атм.

Предусмотрено наличие предохранительных клапанов на магистралях и ресиверах высокого давления, срабатывающих при превышении давления на 25% от рабочего.

Также потенциальную опасность представляет наличие сосудов с жидкими криоагентами, так как резкое увеличение теплопритока к ним чревато быстрым ростом давления в этих сосудах и магистралях с последующим их разрушением. Для предотвращения этого также необходимо наличие предохранительных клапанов на магистралях и резервуарах с жидкими криопродуктами.


4.Пожароопасность.

В данной установке существуют два источника пожарной опасности :

а) масло для компрессоров и вакуум-насосов.

Для предотвращения возгорания масло необходимо хранить в плотно закрытой таре вдали от источников открытого пламени и нагревательных приборов.

б) электропроводка.

Необходимо наличие предохранителей, разрывающих цепь при превышении допустимой силы тока.

По пожарной опасности помещение установки относится к категории В, так как имеются горючие и трудногорючие жидкости, твердые трудногорючие материалы , способные при взаимодействии с кислородом воздуха гореть , но не взрываться.

5.Наличие низких температур.

Даже кратковременный контакт человека с поверхностями, имеющими температуру жидких азота или гелия, а также с самими этими криоагентами, способен вызвать отморожение тканей.

Для предотвращения этого предусмотрены следующие меры :

- теплоизоляция блока низкотемпературной очистки,

- теплоизоляция магистралей подвода жидкого азота , слива-налива жидкого гелия и дренажа паров гелия из криостата в газгольдер,


  • прокладка магистралей дренажа паров азота из криостата и блока низкотемпературной очистки так (на высоте не менее 2 метров от пола), что исключается возможность случайного контакта с ними.

Непосредственно сам ожижитель гелия расположен внутри криостата, имеющего качественную вакуумную изоляцию, и таким образом, контакт с его элементами исключен.

6.Электоробезопасность.

Для обеспечения электробезопасности установки монтаж электродвигателей, а также подвод электроэнергии и заземление необходимо осуществлять в соответствии с правилами устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019-89. В соответствии с “Правилами технической эксплуатации и безопасного обслуживания электроустановок промышленных предприятий” помещение, в котором расположена установка относится к классу помещений без повышенной опасности ( т. к. отсутствуют повышенная влажность и опасные среды, полы из непроводящих материалов – бетона и дерева).


7. Контакт с движущимися частями.

Движущимися частями установки являются приводы компрессоров и вакуум-пасосов, представляющие собой клиноременные передачи. Они способны вызвать травмы у обслуживающего персонала в случае попадания конечностей , волос или элементов одежды между ремнем и шкивом. Для предотвращения этого конструкцией предусмотрены предохранительные кожухи, снимаемые только на время ремонта и техобслуживания (при неработающем приводе).


Литература



  1. “Охрана труда в машиностроении.” Под редакцией Юдина Е. Я. и Белова С. В. М. Машиностроение, 1983 год.

  2. Сборник типовых расчетов по курсу “Охрана труда” для студентов факультета “Энергомашиностроение”. Под редакцией Белова С.В. М. МВТУ, 1980 год.

  3. Козяков А. Ф. , Морозова .” Использование основной нормативно-технической документации по охране окружающей среды в динломном проектировании.” М. МВТУ.

4.А.Ф. Козьяков, С.Г. Смирнов “ Использование основной норма­тивно- технической документации по охране труда в дипломном про­ектировании. Методические указания.” - М.: МВТУ, 1987.

5. С.В. Белов, Е.А. Чернышева, А.Н. Баратов “Категории помеще­ний и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Методиче­ские указания.” - М.: МГТУ, 1990.




3. Виброзащита.

Источником вибраций в кондиционере является центробежный компрессор.

Прежде всего, необходимо отметить, что вибрации данно­го типа компрессоров гораздо ниже, чем у аналогичных поршневых, поскольку они устраняются при балансировке на специальных стен­дах.

Энергия случайных колебаний ротора передается через газовый смазочный слой сегментам и рассеивается при их колебаниях вследствие сухого трения сегментов со сферической опорой. Уровень вибраций соответствует ГОСТ 12.1.012-78 [4].



4. Защита от пожара.

С точки зрения пожароопасности можно отметить, что С318 не­горючий и невзрывоопасный газ. Температура самовоспламенения 632° С [1]. Область воспламенения в воздухе отсутствует, что делает про­цесс производства и обслуживания безопасным и исключает возгора­ние при утечке фреона из системы. С другой стороны при соприкосно­вении с пламенем и горячими поверхностями RС318 (как все фреоны) разлагается на высокотоксичные компоненты. В присутствии стали, железа, меди, алюминия процесс разложения при температуре 200° С и длительности испытаний 2 года степень разложения его составляет 0.001%, при этом наивысшая температура в системе составляет 70°С, что гарантирует длительную работу системы без разложения фреона и разрушения герметичности из-за коррозии. Таким образом, следует размещать кондиционер в зданиях категории Д в соответствии с ОНТП 24-86[4,5]. К категории Д (непожароопасной) относятся помещения, где не применяются и не используются горючие материалы, использование холодных материалов (без учета строительных конструкций) [4,5].



5. Электробезопасность.

Для обеспечения электробезопасности кондиционера монтаж электродвигателя турбокомпрессора и вентилятора, а также подвод

электроэнергии и заземление необходимо осуществлять в соответствии с правилами устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019-89[4].
Экологическая безопасность.

В основу системы положен цикл с промежуточным сосудом, ко­торый по своим энергетическим характеристикам лучше других цик­лов используемых в подобных системах, в частности, цикла простого дросселирования, что позволит установке потреблять меньшее коли­чество электроэнергии по сравнению с аналогичными системами, что в свою очередь положительно повлияет на окружающую среду.

В системе применен центробежный компрессорный агрегат на газовых опорах, что позволило отказаться от использования смазоч­ных масел. Это повысило безопасность системы. В случае аварии ат­мосфера и биосфера не будут загрязняться маслом, кроме того, не тре­буется использовать дополнительное потенциально опасное вещество в производстве, что делает безопаснее и производство. Также центробежный компрессор имеет гораздо меньшую массу, чем поршневой, что снижа­ет материалоемкость машины, что, в конечном счете, также благоприятно для окружающей среды.

Вывод: на основании проведенного анализа проектируемой установки с точки зрения экологической безопасности выявлено, что в случае соблюдения всех правил эксплуатации, данный кондиционер не представляет собой опасности для окружающей среды и людей.


Расчетная часть.

1.Расчет для внутреннего блока кондиционера.

Общий уровень звуковой мощности вентилятора рассчитывается по следующей формуле, приведенной в книге [3]:

Lw общ. = L+ 101gQ+25lgH+n (1)

где L - критерий шумности вентилятора, дБ, принимается по таблице -16 дБ;

n - поправка на режим работы вентилятора - 4 дБ;

Q - производительность вентилятора -2 м3/с;

Н - статический напор - 80 Па;

в результате Lw общ. = 67.5 дБ. Октавный уровень звуковой мощ­ности, излучаемый открытым выходным патрубком вентилятора, определяется по формуле:

Lw окт. = Lw общ. - L1 (2)

где L1 - поправка, учитывающая распределение звуковой мощ­ности по октавным полосам, берется из таблиц.

В результате расчета получены следующие числовые данные, в сравнении с допустимыми уровнями звукового давления на рабочих метах согласно ГОСТ 12.1.003-83[2]:

Таблица 1.



Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеомет­рическими частотами, Гц



63

125

250


500


1000


2000


4000


8000


Норма

79

70

68

63

55

52

50

49

Расчет

61

61

58

56

54

50

46

41

В таблице1 в строке норма взяты нормированные значения шума для рабочих, где выполняется высококвалифи­цированная работа, требующая сосредоточенности, админи­стративно-управленческая деятельность, измерительные и ана­литические работы в лаборатории; рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах кон­структорских помещений, лабораториях.

Таким образом, из таблицы видно, что внутренний блок соответ­ствует требованиям предъявляемым к нему по шуму.
2.Расчет для внешнего блока кондиционера.

Для расчета среднего уровня звукового давления (в дБ) на рас­стоянии 1 м применяется следующая зависимость из книги [4]:



где: G = Q/(0.758D2U) относительная производительность = 0.66;

D - диаметр вентилятора = 0.508 м;

U - линейная скорость колеса вентилятора на наружном

диаметре = 37.2 м/с;

H1 = H/(U2) - относительный статический напор = 0.053.

В результате расчета La1 = 74 дБ, для одного вентилятора. Для двух вентиляторов L = La1 + 10 lg2 = 77 дБ. По нормам эквивалент­ный уровень звука не должен превышать 80 дБ[2], для всех видов работ не требующих сосредоточенности и повышенного внимания. Категория напряженности труда – легкая или средняя, категория напряженности труда – мало напряженный[2].

Таким образом, внешний блок кондиционера необходимо устанавливать на расстоянии более 1 м от рабочих мест, либо в 10 м от рабочих мест требующих внимания и сосредоточенности. Рекомен­дуется устанавливать внешний блок в нерабочих помещениях или на крыше зданий.

Список литературы.

1. Барабанов В.Г. и др. Промышленные фторорганические продукты. Справочник. – Спб.: Химия, 1996г.

2. Е. Я. Юдин и др. Борьба с шумом на производстве. Справочник. - М.: Машиностроение 1985.

3. Под ред. С.В. Белова Охрана окружающей среды. - М.: Высшая школа, 1991.

4. Под ред. С.В. Белова Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование. - М.: Машиностроение, 1989.

5. С.В. Белов, Е.А. Чернышева, А.Н. Баратов Категории помеще­ний и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Методиче­ские указания. - М.: Изд-во МГТУ, 1990.



6. А.Ф. Козьяков, С.Г. Смирнов Использование основной норма­тивно-технической документации по охране труда в дипломном про­ектировании. Методические указания. - М.: Изд-во МВТУ, 1987.