Разработка мероприятий по улучшению условий труда в литейном цехе

К лечебно-профилактическим мероприятиям, направленным на сокращение заболеваний работающих в условиях неблагоприятной воздушной среды  на производстве, относятся: сокращение продолжительности рабочего дня, дополнительные перерывы, периодические медицинские  осмотры, наличие комнат отдыха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ.

Механическая вентиляция по принципу действия может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

Приточную вентиляцию применяют  в производственных помещениях со значительным выделением теплоты при малой  концентрации вредных веществ в  воздухе, а также для усиления воздушного подпора в помещениях с локальным выделением вредных  веществ при наличии систем местной вытяжной вентиляции.

Вытяжную вентиляцию применяют  для активного удаления воздуха. Равномерно загрязненного по всему  объему помещения, при малых концентрациях  вредных веществ в воздухе  и небольшой кратности воздухообмена.

Приточно-вытяжную вентиляцию применяют при значительном выделении  вредных веществ в воздух помещений, в которых необходимо обеспечит  особо надежный воздухообмен с повышенной кратностью.

Выброс в атмосферу  загрязненного воздуха, удаляемого механической вентиляцией, должен предусматриваться  над кровлей зданий. Выброс воздуха  через отверстие в стенах без  устройства шахт, выведенных выше кровли, не допускается. В виде исключения может  предусматриваться через отверстия  в стенах и окнах, если вредные  вещества не будут заноситься в другие помещения.

Местную вытяжную вентиляцию устраивают в местах значительного  выделения газов, паров, пыли, аэрозолей. Такая вентиляция предотвращает  попадание опасных и вредных  веществ в воздух производственных помещений.

Местную вытяжную вентиляцию следует применять  на газо- и  электросварочных постах, металлорежущих и заточных станках, в кузнечных  цехах, гальванических установках, аккумуляторных цехах, на постах технического обслуживания, в помещениях у мест пуска автомобилей  и тракторов.

Технологические выбросы, а  также выбросы воздуха, содержащего  пыль, ядовитые газы и пары, следует  очищать перед выпуском их в атмосферу.

Объем воздуха, который необходимо подавать в помещение с требуемыми параметрами воздушной среды  в рабочей или обслуживаемой  зоне, следует рассчитать на основании  количества теплоты, влаги и поступающих  вредных веществ с учетом неравномерности  их распределения по площади помещения. При этом принимают во внимании количество удаляемого из рабочей или обслуживаемой  зоны воздуха местными вытяжными  устройствами и общеобменной вентиляцией.

По количеству воздуха, проходящего  в воздуховоде за единицу времени, и его полному давлению подбирают центробежный вентилятор по аэродинамическим характеристикам. При подборе вентилятора нужно обеспечить максимальное значение коэффициента полезного действия (КПД) установки и снижение уровня шума при работе.

В соответствии со строительными  нормами и правилами выбирают вентилятор нужного исполнения: обычного, антикоррозионного, взрывобезопасного, пылевого. Рассчитывают необходимую мощность электродвигателя, по которой подбирают электродвигатель соответствующего исполнения. Выбирают способ соединения электродвигателя с вентилятором.

Определяют способ обработки  приточного воздуха: очистка, подогрев, увлажнение, охлаждение.

Выбросы в атмосферу содержащего  вредные вещества воздуха, удаляемого из систем общеобменной вытяжной вентиляции, и рассеивание этих веществ следует сматривать и обосновывать расчетом таким образом, чтобы концентрации их не превышали в атмосферном воздухе населенных пунктов максимальных среднесуточных значений.

Расчет механической вентиляции по избыткам явного тепла.

Для удаления избыточной теплоты  в помещении необходимо подать воздух объемом:

                                                             (1)

где Q_изб – суммарное количество избыточной теплоты, к Дж/ч; с – удельная теплоемкость сухого воздуха, равная 0,99КДж/(кг·К); ρ_н – плотность приточного воздуха, кг/м³; Т_в – температура воздуха в помещении, К; Т_н – расчетная температура наружного воздуха, К.

Суммарное количество избыточной теплоты, кЖд/ч, определим по формуле:

       Q_изб=Q_об+ Q_э+ Q_ос+ Q_п+ Q_м+ Q_л,                      (2)

где Q_об- количество теплоты, кДж/с, выделяемое механическим оборудованием, приводимым в действие электродвигателями, кДж/ч; Q_э- теплота, поступающая в помещение от электродвигателей, кДж/ч; Q_ос- количество теплоты от источников искусственного освещения, кДж/ч; Q_п- количество теплоты, выделяемое нагретыми поверхностями оборудования, кДж/ч; Q_м- тепловыделения от остывающего металла, кДж/ч; Q_л- количество теплоты, выделяемое людьми, кДж/ч.

Источником теплоты в  помещениях часто является технологическое  оборудование.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое механическим оборудованием, приводимым в действие электродвигателями:

         Q_об=N·К_з·К₀·К_т=50000кВт·0,7·0,6·0,8=16800кДж/с,             (3)

где N – номинальная мощность электродвигателей, кВт (для цеха цветного литья – 50МВт=50000кВт); К_з=0,5…0,9 – коэффициентзагрузки электродвигателей; К₀=0,5…1 – коэффициент одновременности работы оборудования; К_т=0,1…1 – коэффициент, учитывающий долю энергии, переходящую в тепловую.

Теплота, поступающая в  помещение от электродвигателей, кДж/с:

     (4) 

где η – КПД одного электродвигателя (определяется по установленной  мощности электродвигателя).

Количество теплоты, кДж/с, от источников искусственного освещения определим по суммарной мощности светильников:

    Q_ос=N_ос·η_ос=25,2·0,95=23,94 кДж/с,                              (5)

где N_ос - суммарная мощность установленных в помещении светильников, кВт; η_ос – 0,92…0,97 – коэффициент, перехода электрической энергии в тепловую.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое нагретыми поверхностями  оборудования:

Q_п=∑S_i · α_i (t_нп – t_в)·10^-3=18,6·6(45°-35°)·10^-3=1,116 кДж/с,    (6)

где ∑ S_i – суммарная площадь поверхностей, м²(2 индукционные тигельные печи типа ИАТ-6 для плавки алюминиевых сплавов площадью 9,3 м²); α_i – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² ·°С): для вертикальных поверхностей α_i=5,2…7,5 В/(м² ·°С); t_нп – температура нагрева i-й поверхности; t_в – температура внутри помещения.

Теплоотдача металла, ккал/ч, определим по формуле:

  Q_м=с·Gv(t_н-t_к)·b=0,22·100кг·2(660°-35°)·0,55=151250 ккал/ч=

=635250 кДж/ч=635250 кДж/ч ·3600=2286900000 кДж/с.          (7)

где с=0,22 кал/(г·°С) средняя  теплоемкость металла (табл. значение); b – интенсивность тепловыделений во времени (табл. значение), так как вес изделия 1000кг, то b=0,55; t_н – начальная температура расплава металла °С; t_к – конечная температура металла, °С.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое людьми:

     Q_л=10^-3·n·q_я=10^-3·20·8=0,16 кДж/с,                         (8)

где n – численность рабочих в помещении; q_я – явное количество теплоты, кДж/с, выделяемое одним человеком при температуре 35°С. Количество теплоты, выделяемое людьми зависит от тяжести выполняемой ими работы и температуры в помещении. В цехах цветного литья тяжесть работы средняя, связанная с ходьбой и сопровождающая умеренным физическим напряжением.

Найдем суммарное количество избыточной теплоты по формуле (2):

 Q_изб=Q_об+Q_э+Q_ос+Q_п+Q_м+Q_л=16800+1826+23,94+1,116+2286900000+ +0,16=2286918651 кДж/с=635225 кДж/ч.

 Определим объем подаваемого  в помещение воздуха:

    .

 Рассчитаем объем воздуха,  удаляемого местной вытяжной  вентиляцией – вытяжным зонтом, м³/ч:

       L_м=3600·F·v_опт·К_з=3600·12,8·0,3·1,1=15206 м³/ч,                           (9)

где F=a·b – площадь рабочего проема вытяжного зонта, м²; а, b – соответственно длина и ширина рабочего проема, м; a=c+0,8h=4 м; b=d+0,8h=3,2 м. F=12,8 м²; v_опт – оптимальная скорость, м/с; К_з=1,1…1,5 -  коэффициент запаса, учитывающий износ оборудования.

Общее количество воздуха, удаляемого несколькими системами местной  вентиляции:

          L_м.общ=L_м1+ L_м2=15206+15206=30412 м³/ч.                              (10)

Общее количество воздуха, удаляемого общеобменной и местными вытяжными системами вентиляции, м³/ч:

             L_уд=L+ L_м.общ=52593+30412=83005 м³/ч.                               (11)

Общее количество приточного воздуха, м³/ч:

             L_пр= L_уд=83005 м³/ч.                                                                 (12)

Длину воздуховодов выбираем из конструктивных соображений, руководствуясь планом размещения оборудования, объемами циркулируемого воздуха и схемой вентиляции производственных помещений.

Рассчитаем сеть воздуховодов на отдельных участках сопротивления  движению воздуха, Па:

                                                                                           (13)

где ρ - плотность воздуха, кг/м³; v – скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с; λ – коэффициент сопротивления движению на участке воздуховода: для металлических труб λ=0,02; l – длина участка, м; d – диаметр воздуховода, м; ε_м – коэффициент местных потерь напора.

 

 

 

 

Общее сопротивление движению воздуха в воздуховодах сети, Па:

                                   (14)

На основе известного воздухообмена  рассчитывают производительность вентилятора  L_в с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети:

                    L_в=k_п· L_м.общ =1,1·30412 м³/ч=33453 м³/ч,                                      (15)

                         L_в=k_п· L =1,1·52593 м³/ч=57853 м³/ч,

где k_п – поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных трубопроводов длиной до 50 м k_п=1,1.

По необходимой производительности и полному расчетному давлению выбираем для общеобменной вентиляции вентилятор ВЦ4-75-12,5. Назначаем технические характеристики вентилятора: мощность 30 кВт, частота вращения 750 мин^-1, производительность 56,5 тыс.м³/ч, a так же  исполнение: обычное – для перемещения неагрессивных сред с температурой не выше 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых примесей не более 150 мг/м³. Для местной системы вентиляции выбираем центробежный вентилятор типа ВЦ-75-12,5, мощностью 18,5 кВт, частотой вращения 750 мин^-1, производительностью 34,2 тыс.м³/ч обычного исполнения.

Для уменьшения шума вентиляционной установки следует применить  установку звукоизолирующего кожуха. Кроме того для снижения шума целесообразно  применять на участке всасывающего канала облицовку стекловолокном с  плотностью до 25 кг/м³ и установку трубчатого глушителя. Последний при длине 1 м снизит уровень шума до 15 дБ в диапазоне частот 63-8000 Гц. Некоторое снижение шума вентиляционных установок в помещение может быть достигнуто также нанесением вибропоглощающих покрытий на воздуховоды.

Для снижении вибрации вентиляторы с электродвигателями устанавливают на фундаментную плиту или раму из уголковой стали, под которые подведены резинометаллические или пружинные амортизаторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА.

Ощущение человеком теплоты  чаще всего оценивают по семибалльной шкале: 1- очень холодно; 2- холодно; 3- прохладно; 4- комфортно; 5- тепло; 6- жарко; 7- очень жарко.

Тепловые излучения в  горячих цехах оказывают решающее влияние на состояние организма  человека. Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра  и короткие инфракрасные лучи с длиной волны до 1,5 мкм, глубоко проникающие  в ткани и мало поглощаемые  поверхностью кожи. Лучи с длиной волны  около 3 мкм вызывают нагрев поверхности  кожи.

Допустимая интенсивность  теплового облучения на рабочих  местах от производственных источников (материалов, изделий и др.), нагретых до температуры свечения, не должна превышать значений, указанных в  таблице 1.

Табл.1.Допустимая интенсивность  теплового облучения поверхности  тела работающего.

Облучаемая поверхность  тела, %	Интенсивность теплового  излучения, Вт/м2
50 и более	35
От 25 до 50	70
Не более 25	100