Вентиляция

     Хоть усовершенствования в технологии были проведены и вредные выбросы имеют тенденцию к снижению, но значение максимальной концентрации пыли полистирола с учетом фоновой концентрации превышает значение ПДК в 1,045 раз. Превышение незначительно, но следует предпринять меры другого характера по уменьшению выбросов в атмосферу пыли полистирола. Уменьшение выбросов можно добиться путем пересмотра системы вентиляции на предприятии и внедрением очистного устройства перед выбросом вредных газов в атмосферу. Максимальные концентрации оксида углерода и паров стирола не превышают предельно-допустимых значений.

   Таким  образом, снижение  выбросов пыли полистирола в атмосферу разработано в следующей главе, посредством переорганизации системы местной механической вентиляции на предприятии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Организация системы вентиляции на предприятии

  

2.1 Гигиенические  основы вентиляции 

    Атмосферный воздух является смесью нескольких газов и паров воды. Приземный слой атмосферного воздуха, непосредственно окружающий биосферу и используемый в системах вентиляции, имеет следующий газовый состав: азот – 78,1 %, кислород – 20,9 %, углекислый газ – 0,03%. В небольшом количестве присутствуют инертные газы: аргон, неон, гелий, криптон [3].

     Задачей вентиляции помещений является поддержание в них благоприятного для человека состояния воздушной среды в соответствии с нормируемыми  ее характеристиками. Химический состав воздуха помещений зависит от длительности пребывания в них людей, работы технологического газовыделяющего оборудования.

     Важным показателем санитарного состояния воздуха в помещениях является количество находящихся в нем микроорганизмов, число которых увеличивается при загрязнении воздуха пылью. Воздух считается загрязненным, если в 1 м³ находится более 4,5 тыс. микроорганизмов. Необходимые параметры воздушной среды в помещениях поддерживаются системами отопления,   вентиляции   и   кондиционирования.

     Выбор способа поддержания необходимых параметров воздушной среды в помещениях определяется многими факторами: назначением помещений, режимом работы и характером выделяющихся вредностей в них, количеством и расположением рабочих мест, оборудования и др. При этом должны максимально учитываться эксплуатационные и экономические требования.

     В зависимости от выбранного способа, определяющего принцип действия систем и их конструктивное оформление, различают вентиляцию общеобменную, местную и локализующую.

        При общеобменной вентиляции происходит разбавление вредностей во всем объёме помещения за счет притока свежего воздуха, который, проходя по помещению, ассимилирует выделяющиеся вредности и затем выбрасывается наружу.

  Системы локализующей вентиляции обеспечивают улавливание вредностей в местах их выделения и удаление наружу через местные отсосы. При этом исключается распространение вредностей по помещению. Локализующая вентиляция широко применяется на промышленных предприятиях.

  

  В качестве местных отсосов в системах локализующей вентиляции применяют вытяжные шкафы, зонты, особенно рациональные при восхождении нагретых струй. В случаях, когда по технологическим требованиям источник вредностей нельзя укрыть, устраивают бортовые отсосы со значительной скоростью всасывания у края ванны, ванны-передувки, снижающие объем отсоса, но требующие организации притока.  При неравномерном выделении значительных объемов вредностей целесообразно   применение   ёмких   ширм.

  Для поддержания необходимых условий  воздушной среды только на рабочих местах применяются системы местной вентиляции:   воздушный   душ,   воздушный   оазис. Воздушный душ —это струя воздуха с нужными параметрами, накрывающая рабочее место. Он эффективен при воздействии на людей лучистой теплоты, например, от печей раскаленного металла и т. д. Эффект воздушного душирования зависит от правильности назначения соответствующих скоростей и температуры воздуха в струе.

  По  используемому источнику энергии для перемещения воздуха системы могут быть с естественными (естественная вентиляция)   и искусственными   (системы механической вентиляции) источниками  побуждения движения воздуха.

  По  организации воздухообмена в  помещениях вентиляционные системы подразделяются на приточные и вытяжные. Первые нагнетают чистый воздух в помещения, вторые удаляют загрязненный воздух в атмосферу. Иногда устраивают одну систему, например только вытяжную — в курительной, санузле (возмещение подсоса наружного воздуха через неплотности или из соседних помещений) или только приточную — в кабине крановщика в цехе с химическими вредностями. Чаще устраивают и ту и другую системы, т. е. приточно-вытяжную вентиляцию.

  Вентилирование  помещений значительно облегчается  при автоматизации и герметизации технологического оборудования, пневматическом транспортировании отходов, гидрообеспыливании    (увлажнении   в   пылящих   производствах).

  Если  удаляемый воздух содержит особо  вредные или пахучие примеси, то приходится организовывать предварительную обработку выбрасываемого воздуха или выводить его в верхние слои атмосферы, устраивать высокие шахты или выпускать с большой скоростью (факельный выброс). Местоположение и оформление выпусков должно соответствовать господствующему направлению ветра и устранять выпадение вредностей в населенных   местах   или   вблизи  воздухозаборных  устройств. 

  2.2 Система механической вентиляции на предприятии     

   

    На  рассматриваемом предприятии помимо общеобменной имеет место  локализующая вентиляция. Поэтому рассмотрим вопрос организации локализующей вентиляции подробно. Причем ее конструктивные особенности определяются в каждом конкретном случае индивидуально. Это связано со спецификой технологии устройства машин и оборудования, которые заняты в производстве [10] .

    

    Метеорологические условия в цехе должны соответствовать  требованиям, предъявляемым к помещениям с незначительными избытками тепла [84 кДж/м³ (20 ккал/м³) и менее]. Обеспечение метеорологических условий (температура, влажность и скорость движения воздуха) в цехе переработки полистирола, соответствующих санитарным нормам (СН 245—71), достигается эффективной общеобменной естественной вентиляцией  и местной принудительной вентиляцией, которая должна удалять пыль.  Приточно-вытяжная система вентиляции надежно обеспечивает нормальные условия труда на производстве.   

    Отопление в производственном  помещении  воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией. В нерабочее время отопление осуществляется с помощью приточных установок.

    Для уменьшения выделения вредных паров над литьевой машиной установлен вытяжной зонт с объёмом отсасываемого воздуха 460 м³/ч, над грануляционной установкой -  зонт с объемом отсасываемого воздуха – 440 м³/ч.

    Кроме этого все источники выделения стирола и пыли укрыты шторами (завесами) из легкого несгораемого материала (плотной стеклоткани), опускающимися от перекрытия до 2—2,5 м над уровнем пола.

   Для уменьшения образования пыли предлагается установка

местных активированных отсосов над источниками  пылевыделения. Такими являются станок механической обработки изделия, дробильная установка и разгрузочный бункер [6].

   Внедряя систему местной механической  вентиляции необходимо произвести  аэродинамический расчет и подобрать  вентилятор необходимой мощности. Процесс движения воздуха осуществляет вентилятор, подобранный по расходу воздуха в сети и ориентировочному давлению вентилятора. Загрязненный воздух удаляется через зонт, активированный поддувом по периметру. Далее загрязненный воздух двигается по воздуховоду в очистное устройство, после чего – уже очищенный через вытяжную шахту – в атмосферу. 

    2.3 Очистка потоков производства 

     В устройстве местной вытяжной вентиляции необходимо обязательно предусматривать установку очистных устройств, которые будут очищать удаляемый воздух.    Для очистки с целью их обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические приемы [9].

    На  данном предприятии, учитывая  небольшие масштабы производства предлагается установить новую сеть местной механической  воздушной вентиляции с  установкой центробежного циклона типа ЦН- 15. Основными элементами циклона являются входной патрубок, выхлопная труба, корпус и патрубок выхода пыли. Схема циклона ЦН – 15 представлена на рисунке 2.1. 

 

Рисунок 2.1  - Схема циклона

1 -входной  патрубок; 2 - выхлопная труба; 3 - цилиндрическая  часть; 4 - коническая часть; 5 - патрубок выхода пыли.

     Запыленный  газовый поток поступает в  цилиндрическую часть циклона через  входной патрубок. Газы, подведенные  тангенциально, в цилиндрической части  циклона приобретают свое вращательное движение и направляются по винтовой линии в сторону вершины конуса. Вследствие вращательного движения газов в циклоне, статическое давление по диаметру циклона распределяется по кривой, имеющей минимум в центре. Разность давлений в центре и на периферии определяется скоростью вращения газов в циклоне. Частицы пыли, попадая с газами в циклон, стремятся сохранить свое первоначальное направление и движутся по радиусу к стенкам цилиндра и  конической части. В результате такого движения пыль сосредотачивается в периферийных слоях газов у стенки циклона. Когда газы при своем нисходящем движении в циклоне достигают нижнего обреза выхлопной трубы, часть их с пониженной концентрацией пыли, продолжая вращательное движение, входит в эту трубу. По  мере движения к вершине конуса внутренние слои газов поворачивают к оси циклона и начинают двигаться в сторону выхлопной трубы, образуя по оси конуса восходящий вращающийся вихрь. Пыль, движущаяся с газами по стенке конуса,  достигает пылеотводящего патрубка и попадает в пылевой бункер.

     Таким образом, в циклоне, помимо вращательного, существует поступательное движение газов, направленное вдоль оси. Причем у стенок  цилиндрической части и конуса оно направлено в сторону вершины конуса, а в центральной части циклона – в противоположную сторону. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке газа, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока.

     

     Газ, освобожденный от пыли, продолжая  вращаться, совершает поворот на 180 и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу. Ввиду того, что решающим фактором, обуславливающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно или даже горизонтально. Таким образом, циклонный процесс может быть осуществлен независимо от ориентации аппарата в пространстве. 

2.4 Аэродинамический расчет системы механической вентиляции 

   Аэродинамический расчет воздуховодов сводится к определению необходимых размеров их поперечного сечения, а также потерь давления на всех участках системы для обеспечения беспрепятственного транспортирования по ним расчетного количества воздуха. В зависимости от общей потери давления в системе подбирается вентиляторная установка [7].

   Составляется  расчетная схема системы вентиляции с механическим побуждением. Расчетная схема системы вентиляции с механическим побуждением представлена на рисунке 2.2. Выбирается вид воздухоприемного (воздухо-выбросного) устройства, количество и вид выходных (входных) отверстий.  

 
 

 
 
 
 

 

 

 

      
 
 
 
 

                 

Рисунок 2.2 - Расчетная схема системы вентиляции

   На  схеме в кружках указывается номер участка, над чертой - воздухообмен в м³/ч на данном участке, под чертой - протяженность данного участка в метрах.

       Схема разбивается на участки. Номера участков этой магистрали заносят в таблицу. Для каждого участка вентиляционной сети задается расход воздуха через приточные отверстия, скорость воздуха и длина. Все данные заносятся в таблицу 2.2.