Расчёт полевой нагрузки. Расчет пылевой нагрузки. Исследование запыленности воздушной среды в производственных помещениях

• Название: Исследование запыленности воздушной среды в производственных помещениях
• Анкор: Расчёт полевой нагрузки
• Дата: 22.02.2023
• Размер: 90.77 Kb.
• Имя файла: Расчет пылевой нагрузки.doc
• Тип: Исследование; #950274
• страница: 2 из 3

Классы условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД) и пылевых нагрузок на органы дыхания (кратность превышения ПДК и КПН)

Показатель	Класс условий труда
	Допус-тимый	Вредный					Опасный (экстремальный)**
	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
Превышение ПДК, раз
Концентрация пыли	≤ ПДК	1,1-2,0	2,1-5,0	5,1-10,0	> 10,0
Превышение КПН, раз
Пылевая нагрузка (ПН)*	≤ КПН	1,1-2.0	2,1-5,0	5,1-10,0	> 10,0
Пылевая нагрузка для пылей с выраженным фиброгенным действием (ПДК1 мг/м3), а также для асбестсодержащих пылей	≤ КПН	1,1-1,5	1,6-3,0	3,1-5,0	> 5,0

* За исключением пылей, обладающих выраженным фиброгенным действием и имеющих ПДК 1 мг/м³ и менее, а также для асбестсодержащих пылей.

** Органическая пыль в концентрациях, превышающих 200-400 мг/м³, представляет опасность для возникновения пожаров и взрывов.
МЕТОДЫ, ПРИНЦИПЫ И СРЕДСТВА БОРЬБЫ И ЗАЩИТЫ ОТ ПЫЛЕЙ

Наиболее распространенными из известных принципов, методов и средств профилактики профессиональных заболеваний, связанных с воздействием пылей являются следующие:

- замену вредных веществ в производстве наименее вредными, выпуск конечных продуктов в не пылящих формах (принцип ликвидации или снижения опасности);

- применение технологических процессов и оборудования, снижающих или исключающих пылеобразование, в том числе: перевод с твердого топлива на жидкое и газообразное; замена пламённых нагревательных печей на электрические и индуктивные; внедрение микрокапсулирования, гранулирования и гидротранспорта пылящих материалов; замена пескоструйных аппаратов на электрогидравлические и др. (принцип ликвидации или снижения опасности);

- предупреждение пылеобразования при разрушении, дроблении, измельчении и обработке пылящих материалов, продуктов и предметов путем их увлажнения и орошения водой, смачивающими растворами или пеной (принцип ликвидации или снижения опасности);

- коагуляция и осаждение из воздуха рабочей зоны паром или водой (пылесмачивающими водными растворами), диспергированной с помощью оросителей и туманообразователей (принцип ликвидации или снижения опасности);

- предупреждение проникновения пыли в воздух рабочей зоны и окружающую атмосферу, в том числе надежная герметизация мест пылеобразования, аспирация выделяющейся пыли и её укрупнение или подавление в специальных аппаратах: циклонах (гидроциклонах), пылеосадительных камерах, электрофильтрах, инерционных камерах и фильтрах различной конструкции (рукавных, каркасных, рулонных, металлических, масляных и др.) (принцип герметизации);

- снижение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны до уровня ПДК, удалением загрязнённого и подачей чистого (очищенного) воздуха в помещение за счет общеобменной вентиляции (принцип нормирования). Необходимое в этом случае количество подаваемого в помещения воздуха можно определить по формуле:

, (4)

где: L  объем приточного или удаляемого воздуха, м³/ч; q  интенсивность образования пыли и ее поступления в воздух рабочей зоны, г/ч (определяется экспериментально или принимается по расчетам и справочным данным); ПДК  предельно допустимая концентрация данной пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м³; К_ПР  концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м³ (согласно санитарным нормам допускается принимать не более 30% от ПДК_Р,З, т.е. К_ПР  0,3 ПДК);

- устранение контакта людей с запыленным воздухом за счет механизации и автоматизации производственных процессов, дистанционного управления, применения автоматических манипуляторов, промышленных роботов (принцип замены оператора);

- контроль содержания вредных веществ в воздухе рабо­чей зоны в сроки, установленные госсанэпиднадзором (принцип контроля);

- применение спецодежды (халаты, комбинезоны и т.п.) и средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) с помощью противопылевых респираторов типа "Лепесток-40", "Лепесток-5", "Астра-2", ШБ-2, Ф-62Ш, У-2К и др. (метод адаптации человека к среде, где присутствует опасность). При этом использование СИЗ уменьшает уровень профессионального риска повреждения здоровья, но не изменяет класс условий труда работающих;

- включение в стандарты или технические условия на сырье, продукты и материалы токсикологических характеристик вредных веществ (принцип нормирования); включение данных токсикологических характеристик вредных веществ в технологические регламенты; специальную подготовку и инструктаж обслуживающего персонала (принцип информации);

- проведение предварительных и периодических медицинских осмотров лиц, имеющих контакт с вредными веществами (метод адаптации человека к среде, где присутствует опасность);

- уменьшение вредного действия пылей на работающих за счет снижения времени их действия: введение внутрисменных перерывов, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, ограничение стажа работы в данных условиях (принцип защиты временем).

Для оценки возможности продолжения работы в конкретных условиях труда, расчета допустимого стажа работы в этих условиях (для вновь принимаемых на работу) проводят сопоставление фактических и контрольных уровней пылевой нагрузки.

В том случае, когда фактические ПН не превышают КПН, подтверждается возможность продолжения работы в тех же условиях.

При превышении КПН необходимо рассчитать стаж работы (Т₁), при котором ПН не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам. В тех случаях, когда продолжительность работы более 25 лет, расчет производят, исходя из реального стажа работы.

, (5)

где Т₁ - допустимый стаж работы в данных условиях;

КПН₂₅ - контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК, мг.

При этом значение К принимается как средневзвешенная величина за все периоды работы:

, (6)

где: К₁, К₂ - фактические среднесменные концентрации за отдельные периоды работы, мг/м³; t₁ – t_n - периоды работы, за время которых фактические концентрации пыли были постоянны, год.

Аналогично за все периоды работы рассчитывается величина Q.

В случае изменения уровней запыленности воздуха рабочей зоны или категории работ (объема легочной вентиляции за смену) фактическая пылевую нагрузку рассчитывают как сумму фактических пылевых нагрузок за каждый период, когда указанные показатели были постоянными. При расчете контрольной пылевой нагрузки также учитывают изменение категории работ в различные периоды времени.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПЫЛЕВОЙ НАГРУЗКИ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАССА УСЛОВИЙ ТРУДА И ДОПУСТИМОГО СТАЖА РАБОТЫ В КОНТАКТЕ С АПФД

Пример 1.

Дробильщик проработал 7 лет в условиях воздействия пыли гранита, содержащей 60 % SiО₂. CCK за этот период составляла 3 мг/м³. Категория работ по степени тяжести - IIб (объем легочной вентиляции равен 7 м³). Среднесменная ПДК данной пыли - 2 мг/м³ (по табл.3.1). Среднее количество рабочих смен в год - 248.

Определить:

а) пылевую нагрузку,

б) контрольную пылевую нагрузку за этот же период,

в) класс условий труда,

г) контрольную пылевую нагрузку за период 25-летнего контакта с фактором,

д) допустимый стаж работы в таких условиях.

Решение:

а) По формуле (3.2) определяем фактическую пылевую нагрузку за рассматриваемый период:

ПH = KNTQ= 3  248  7  7 = 36456 мг.

б) По формуле (3.3) определяем контрольную пылевую нагрузку за тот же период работы:

КПН = ПДК_С.С.´N ´ T ´ Q = 224877 = 24304 мг.

в) Рассчитываем величину превышения КПН:

ПН/КПН = 36456/24340 = 1,5,

т. е. фактическая ПН превышает КПН за тот же период работы в 1,5 раза.

Соответственно, согласно таблице 3.2, класс условий труда дробильщика - вредный, 3.1.

г) Определяем КПН за средний рабочий стаж, который принимаем равным 25 годам:

КПН₂₅ = ПДК_С.С.´N ´ T ´ Q = 2248725 = 86800 мг.

д) По формуле (3.5) определяем допустимый стаж работы в данных условиях:



Таким образом, в данных условиях труда дробильщик может проработать не более 17 лет.

Пример 2.

Работник поступает на работу, связанную с контактом с асбестсодержащей пылью (содержание асбеста более 20%) со следующими условиями: ССК составляет 0,9 мг/м³, категория работ - IIа (объем легочной вентиляции - 7 м³). Среднее количество рабочих смен в году 248.

Определить:

а) допустимый стаж работы в таких условиях,

б) класс условий труда при существующих условиях для вновь принимаемых рабочих.

Решение:

а) По формуле (3.5) допустимый стаж работы (Т₁) составит:

,

где КПН₂₅ = ПДК_С.С.´N ´ T ´ Q = 0,5 248 25 7 = 21700 мг.

Таким образом, вновь принимаемый рабочий может проработать на данном рабочем месте при существующих условиях 14 лет.

б) Рассчитаем класс условий труда:

ПН₂₅/КПН₂₅ = (0,9  248  25  7)/21700 = 1,8 ,

По таблице 3.2 условия труда - вредные, класс 3.2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ
Методы измерения концентрации пыли делят на две группы: методы, с предварительным осаждением,и методы без предварительного осаждения пыли.

Основным преимуществом методов первой группы является возможность непосредственного измерения массовой концентрации пыли. К недо­статкам относится длительность отбора пробы, низкая чувстви­тельность, трудоемкость анализа.

Преимущества методов второй группы - возможность непо­средственных измерений в самой пылевоздушной среде, непре­рывность измерений, высокая чувствительность. Существенный недостаток - влияние изменений свойств пыли (особенно дисперсного состава) на получаемые результаты.

Счетный метод позволяет измерять количество частиц пыли в 1 см³ воздуха. Подсчитываются осажденные на предметном стекле из определенного объема воздуха (10-100 см³) частицы пыли с помощью специальных приборов-счетчиков (ТВК-3, СН-2 и др.) с последующим подсчетом числа осажденных частиц и определением их размеров под микроскопом. По тарировочным графикам определяют концентрацию данной пыли в воздухе.

Гравиметрический (весовой) метод измерения концентрации пыли заключается в выделении из пылегазового потока частиц пыли и определении их массы путем взвешивания. При этом оптималь­ная скорость отбора должна составлять 15 л/мин (приборы ти­па ППА, АЭР-4).

Фотометрический метод основан на предварительном осаж­дении частиц пыли на фильтре и определении оптической плот­ности пылевого осадка (приборы типа ФЭКП-3, ДПВ-1).

Люминесцентный метод основан на предварительном осаж­дении пыли на фильтре, обработанном флюоресцирующими ра­створами, и последующем измерении интенсивности флюорес­ценции. При этом измеряют интенсивность флюоресценции до и после осаждения пылевого осадка.

На предварительном осаждении пыли основаны и такие ме­тоды, как радиоизотопный (приборы типа ПРИЗ, ИЗВ-1, ИЗВ-3 и др.) и пьезоэлектрический.

Оптические, электрические и акустические методы - это ме­тоды измерения концентраций пыли без предварительного осаждения ее на фильтре. Они основаны на использовании различных физических явлений, протекание которых изменяется с изменением концентрации частиц в анализируемой воздушной среде. В оптических приборах используется эффект рассеяния частицами пыли света, либо ослабления светового пучка. При измерениях электрическими приборами концентрация пыли оценивается величиной снимаемого с частиц электростатического заряда. При аэродинамических методах запыленность определяется по изменению гидравлического сопротивления фильтра.

Особый интерес для измерения концентрации пыли в боль­ших пространствах представляют оптические дистанционные методы анализа в видимой и ближней инфракрасной областях спектра с применением лазерных радаров-лидаров. Метод ла­зерного зондирования основан на свойстве частиц поглощать или рассеивать лазерное излучение.

В Российской Федерации в качестве стандартного метода определения концентрации пыли в воздухе принят весовой метод. Для определения концентрации пыли в воздухе весовым методом необходимо пропустить определенный объем воздуха через фильтр и произвести взвешивание этого фильтра до и после взятия пробы.

Для улавливания пыли из воздуха используют фильтры Петрянова: АФА-В10 или АФА-В-18 (аналитический аэрозольный влагостойкий, площадью 10 и 18 см²), изготовленные из перхлорвинилового фильтрующего материала (рис. 1). Широкое использование этих фильтров обусловлено тем, что они стойки к химически агрессивным средам, гидрофобны, имеют высокую пропускную способность и незначительную собственную массу.



Рис. 1. Фильтр АФА-В18
Продолжительность обработки взятой пробы при использовании этих фильтров составляет 1530 минут. Их можно применять при температуре до 60^о. Максимальная пропускная способность может составлять 100 литров в минуту. Расход воздуха, проходящего через фильтр, определяют по ротаметру.

Привес фильтра, поделенный на объем протянутого через него воздуха, дает концентрацию пыли в (мг/м³) по формуле
, (7)
где К  фактическая концентрация пыли в воздухе, мг/м³; m₁, m₂  масса фильтра до и после отбора пробы соответственно, мг; V_о  объем отфильтрованного воздуха, приведенных к нормальным условиям, м³:
, (8)
где В  барометрическое давление воздуха во время отбора пробы, мм. рт. ст. (измеряется по барометру или задаётся преподавателем); t  температура воздуха во время отбора пробы, ^оС; V₁  объем воздуха, протянутого через фильтр при заданных значениях В и t, м³;

, (9)
где: q  показания ротаметра во время отбора пробы (интенсивность протягивания воздуха через фильтр), л/мин; τ  время отбора пробы.

С учетом выражений (8) и (9) формула (7) принимает вид:
. (10)
ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ
Лабораторная установка для искусственного создания запыленности и отбора пылевых проб; весы аналитические АДБ-200 или торсионные ВТ-500; барометр-анероид и термометр (находятся на стенде лабораторной работы "Исследование микроклимата производственных помещений"); секундомер; фильтры Петрянова АФА-B-10 (АФА-В-18).

Схема лабораторной установки показана на рисунке 2.



Рис. 2. – Схема лабораторной установки для искусственного создания запыленности и отбора пылевых проб.

1 – пылевая камера с дверкой; 2 – пробоотборный патрон с фильтром; 3 – смотровое окно; 4 – ручка дозатор; 5 – запорное устройство дверки; 6- приборный отсек; 7 – регулятор расхода воздуха; 8 – ротаметры-воздухомеры; 9 – тумблер включения вентилятора; 10 – тумблер включения воздуходувки; 11 – тумблер включения освещения.

Пробоотборный патрон 2 с фильтром, ротаметр-воздухомер 8 и побудитель движения воздуха, соединены гибким резиновым шлангом.