производится аспирационным весовым (гравиметрическим) методом с помощью электроаспиратора (рис. 2).

Рис. 2. Электроаспиратор для отбора разовых проб пыли

Пыль − это дисперсная система, где раздробленное ве-щество (дисперсная фаза) находится в непрерывной дис-персной среде, т.е. это взвешенные в воздухе, медленно осе-дающие твердые частицы размером от 0,001 до 100 мкм или аэрозоль.

Принцип действия электроаспиратора заключается в протягивании определенного объема воздуха через аспира-

тор с осаждением пылевых частиц на бумажном фильтре. Метод основан на улавливании пыли из просасываемого че-рез фильтр воздуха при стандартной скорости аспирации 10-20 л/мин. с последующим пересчетом на 1 м 3 воздуха (1 м 3 = 1000 л). Анализ воздуха может производиться как в пробах, отобранных однократно (продолжительность отбора проб 15-20 мин.), так и многократно не менее 10 раз в сутки через равные интервалы времени с усреднением полученных дан-ных (кратность отбора проб в течение суток определяет вы-бор для оценки вида ПДК – среднесуточной или максималь-ной разовой). Отбор проб воздуха производят в зоне дыха-ния. Для отбора пробы фильтр укрепляют в аллонже (патро-не) электроаспиратора, пропускают через него воздух со ско-ростью 20 л/мин. (V ) в течение 10 мин. (Т ). Объем отобран-ной пробы воздуха рассчитывают по формуле:

υ=Т V,

где T – время отбора пробы, мин., V – скорость отбора про-бы, л/мин. Негигроскопичный аэрозольной фильтр, пред-ставляющий собой ультратонкие волокна полимера, зафик-сированный в бумажном кольце, взвешивают на аналитиче-ских весах с точностью до 0,1 мг до (А 1 ) и после (А 2 ) отбора пробы воздуха. Содержание пыли Х в 1 м 3 воздуха рассчиты-вают по формуле:

Х = [(А 2 − А 1) 1000]/ υ,

где Х – содержание пыли в воздухе, мг /м 3 ; А 1 и А 2 − вес фильтра до и после отбора пробы, мг; υ − объем воздуха, л.

Для гигиенической оценки загрязнения воздуха пылью установленное содержание пыли сравнивают с максимальной или среднесуточной ПДК нетоксичной пыли в атмосферном воздухе; характеризуют дисперсный и химический состав, морфологическое строение, электрическое состояние, приро-ду (органическая, неорганическая, смешанная) и механизм образования (аэрозоль дезинтеграции или конденсации).

Гигиенические нормативы пыли для атмосферного воз-

− максимальная разовая ПДК мр 2 = 0,5 мг/м 3 ,

− среднесуточная ПДК с/с 3 = 0,15 мг/м 3 .

В помещениях ЛПУ требования к содержанию пыли в воздухе определяются классификацией помещений по чисто-те и ограничиваются размером частиц 0,5 мкм и 5,0 мкм.

В производственных помещениях: ПДК нетоксичной пыли = 10 мг/м 3 , ПДК пыли, содержащей свободный диоксид кремния, = 1-2 мг/м 3 .

3. Определение микробного загрязнения воздуха осу-

ществляется аспирационным методом в модификации Кро-това. Аппарат Кротова представляет собой аспиратор со съемной крышкой. Исследуемый воздух всасывается со ско-ростью 20-25 л/мин. через клиновидную щель в крышке при-бора. При переносе аппарата Кротова из одного помещения в другое его поверхность обрабатывают дезинфицирующим раствором. Пробу воздуха отбирают 10 мин. (Т ) со скоро-стью 20 л/мин (V ). Объем отобранной пробы воздуха рассчи-тывают по формуле.

Уважаемые читатели, в этой статье мы поговорим о том, как определяется категория помещения с пылью.

Несмотря на то, что математический аппарат СП 12.13130.2009, который предназначен для определения категории пожарной опасности помещения с пылью, достаточно прост, определение ряда параметров вызывает определенные трудности.

Давайте рассмотрим все по порядку. Для начала следует отметить, что помещения с пылью могут относиться к категории Б по взрывопожарной или к по взрывопожарной опасности.

Прежде чем переходить к расчету на принадлежность помещения к одной из категорий В по пожарной опасности, необходимо расчетным путем обосновать, относится ли помещение, где возможно образование аэровзвеси, к категории Б по взрывопожарной опасности.

Основные расчетные формулы содержатся в разделе А.3 Приложения А СП 12.13130.2009.

В соответствии с формулой А.17 свода правил расчетную массу пыли, взвешенной в помещении в результате аварийной ситуации, следует брать минимальной из двух величин:

— суммы масс взвихрившейся пыли и пыли, вышедшей из аппаратов в результате аварии;

— массы пыли, содержащейся в пылевоздушном облаке, способной при появлении источника зажигания сгореть.

Здесь следует отметить, что не вся пыль способна гореть, т.е. коэффициент участия горючей пыли во взрыве, ≤0,5, что подтверждается формулой А.16 свода правил.

Коэффициент участия взвешенной пыли в горении зависит от фракционного состава пыли, а именно параметром, который называется критический размер частиц.

Для большинства органических пылей (древесная пыль, пластмассы, мука и др.) значение критического размера составляет порядка 200-250 мкм.

Пыль, состоящая из частиц более крупного размера, в горении участвовать не будет, за исключением случаев, когда она сжигается в специальных очагах (топках). Когда определяется категория помещения с пылью, как правило имеем дело либо с полностью мелкодисперсной пылью, размер частиц которой менее критического (например, сахарная пудра), либо с пылью, в состав которой входят частицы различного размера, как больше так и меньше критического. К такой пыли относится древесная пыль, зерновая пыль и др.

Фракционный состав пыли определяется экспериментально путем просеивания через системы специальных сит, которые носят название «фракционатор». В такие данные найти вряд ли возможно, хотя для ряда промышленных пылей (порошков) данные о фракционном составе можно запросить у производителя.

При отсутствии данных принимается, что все частицы пыли имеют размер менее критического, т.е. способны распространять горение. Масса пыли, которая способна выйти из аппарата в результате аварийной ситуации, определяется особенностями технологического процесса.

Масса взвихрившейся пыли – та часть отложившейся пыли, которая может перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации.

При отсутствии экспериментальных данных принимается, что 90% массы отложившейся (накопленной) пыли способно перейти в аэровзвесь. Пыль, которая выделяется в небольших количествах в производственном помещении в нормальном режиме работы, оседает на ограждающих конструкциях (стены, пол, потолок), на поверхности оборудования (корпуса технологических аппаратов, транспортные линии и др.), на полу под оборудованием.

На проектируемом производстве определяется периодичность пылеуборок: текущих и генеральных. По СП 12 принимается, что вся пыль, которая оседает на труднодоступных для уборки местах, накапливается там в период между генеральными пылеуборками. Пыль, которая оседает на доступных для уборки местах, накапливается там в период между текущими пылеуборками. Оценка доли пыли, оседающей на той или иной поверхности (доступной или труднодоступной), возможна лишь экспериментальным путем или методами моделирования.

Оценка эффективности пылеулавливания проектируемых производств, как правило, также невозможна, поэтому условно принимается, что вся пыль, выделяющаяся от оборудования в помещение, оседает внутри помещения.

Различным является и количество пыли, оседающей на различных участках поверхности, расположенных в помещении. Пыль, которая выделяется в нормальном режиме, витает в воздухе и за счет силы тяжести постепенно оседает на различных поверхностях.

При этом, ожидается, что наибольшее количество пыли оседает на более низких уровнях помещения, при условии, что источник пыли (оборудование) также расположено на нижнем уровне. Очевидно, что горизонтальные поверхности могут накапливать пыль практически в неограниченных количествах, на вертикальных поверхностях оседает ограниченное количество пыли, зависящее от вида поверхности.

Для , количество пыли, которое оседает на стенах следующее: окрашенные металлические перегородки – 7-10 г/м 2 , кирпичные стены – 40 г/м 2 , бетонные стены – 30 г/м 2 . Скорее всего, приведенные данные можно использовать и для других производств.

Теперь обратимся к формуле для вычисления количества пыли в зависимости от объема пылевоздушного облака. Следует отметить, что какие-либо аналитические выражения, по которым можно вычислить объем пылевоздушного облака, в отечественной литературе отсутствуют.

В зарубежной пожарно-технической литературе такие данные пока тоже не удалось найти, наверное, потому что в США и в Европе такой подход не применяется (имеется ввиду расчет категорий). Поэтому на практике приходится объем облака пыли каким-либо образом оценивать.

Например, можно условно принять за характерную форму облака конус с высотой от пола до источника пыли и основанием с радиусом, превышающим данную высоту в несколько раз. Хотя, не уверен, насколько данное допущение верно, поскольку экспериментальные данные в распоряжении отсутствуют.

Помимо критического размера, определяющим параметром является также стехиометрическая концентрация пыли.

Стехиометрическая концентрация пыли – такая концентрация пыли, при которой происходит ее полное сгорание с учетом количества кислорода, находящегося в единице объема воздуха.

Стехиометрическая концентрация пыли расчетным путем может быть определена лишь для веществ и материалов, для которых известен химический состав. К ним можно отнести большинство полимерных материалов (полиэтилен, полипропилен, полистирол и др.), различные лекарственные препараты, порошки металлов и сплавов.

Для других материалов, например для растительных (древесная и зерновая пыль, чай и др.) и пищевых материалов (мука, сухое молоко, какао и др.), стехиометрическую концентрацию нужно определять либо экспериментально, либо искать химический состав соответствующего материала, из которого состоит пыль.

Определение стехиометрической концентрации сводится к решению следующих последовательных задач:

1. Находится химический состав пыли.

2. Записывается химическое уравнение реакции полного сгорания пыли.

3. Определяется масса кислорода, необходимого для полного сгорания 1 кг пыли.

4. Определяется масса кислорода, содержащаяся в 1 м 3 воздуха, с учетом расчетной температуры.

5. Определяется масса пыли, которая может полностью сгореть в массе кислорода, содержащейся в 1 м 3 воздуха. Полученное значение и есть стехиометрическая концентрация пыли в пылевоздушном облаке.

Определение категории помещения с пылью не учитывает такой показатель пожарной опасности, как нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР). Как правило, концентрация пыли в пылевоздушном облаке при аварийных ситуациях превышает НКПР.

Ну и напоследок пара очень интересных видео о взрывах на производствах с пылью. Даже без знания английского и так все доходчиво и интересно показано. Рекомендую к просмотру!

Жду вас снова на о пожарной безопасности!

Исследование производственной пыли имеет важное гигиеническое значение. Оно позволяет определить источники и причины, постоянство или периодичность образования пыли, ее количественную и качественную характеристику, выявить значение пыли в развитии профессиональных заболеваний и обосновать профилактические мероприятия.

При санитарном исследовании пробы воздуха берут на рабочем месте в зоне дыхания рабочего, а также на расстоянии не более 1-1,5 м, на высоте 1,5 м от пола (почвы) с учетом моментов наибольшего пылеобразования. При оценке эффективности обеспыливающих устройств пробы воздуха отбирают в момент работы или выключения вентиляции или в воздуховоде перед фильтром и после него.

Периодический гигиенический контроль предполагает кратковременное разовое измерение концентрации пыли. Постоянный контроль осуществляется с помощью автоматических приборов и систем или индивидуальными пылеотборниками. Разрабатываются автоматические системы с дистанционной передачей информации и автоматическим управлением средствами борьбы с пылью. Экспресс-пылемеры - портативные приборы, измеряющие концентрацию пыли за период до 5 минут.

Приборы, аппаратура и устройства, используемые при проведении пылевого контроля на производстве: аспиратор, автоматический пробоотборник, концентратомер радиоизотопный, дозиметр пыли индивидуальный, пробоотборник индивидуальный, пробоотборные устройства.

Среднесменные концентрации - это концентрации аэрозоля, определяемого по результатам отбора проб в зоне дыхания рабочих или в рабочей зоне за период не < 75% продолжительности смены (при основных и вспомогательных технологических операциях, перерывах в работе). Эти концентрации определяются в соответствии с периодичностью медицинских осмотров, а также при изменении технологического процесса, санитарно-технических устройств. Полученные данные обрабатываются графоаналитическим и расчетным методами.

Определение содержания пыли в воздухе весовым методом (гравиметрия).

Метод является точным и объективным. Через аналитический фильтр просасывается определенный объем воздуха, массу всей пыли рассчитывают по привесу фильтра. Для поглощения аэрозолей из воздуха используют фильтры из тонких волокон - аналитические фильтры аэрозольные (АФА) из ткани. Фильтры АФА обладают высокой задерживающей способностью, практически полностью задерживают аэрозоли. Изготавливают круглые аналитические фильтры АФА различных марок и специальные стандартные патроны (аллонжи), куда вставляются фильтры. Для отбора проб воздуха применяют аспираторы. Электрический аспиратор состоит из воздуходувки, электромотора и реометров для определения скорости просасывания воздуха. С помощью электроаспираторов можно отобрать одновременно несколько проб со скоростью до 20 л/мин, но несколько проб со скоростью до 20 л/мин. При отсутствии источника электричества или во взрывоопасных условиях (шахтах), ряде химических предприятий используют эжекторный аспиратор. Исходя из целей, которые стоят во время исследования, устанавливается длительность отбора проб воздуха. Привес фильтра должен составлять не менее 1-5 мг и не более 25-50 мг.

Счетный метод (кониометрический) используется реже, чем весовой. Счетные показатели при оценке запыленности выражаются числом пылевых частиц в 1 см 3 воздуха. При этом проводится определение степени дисперсности пыли с использованием микроскопа. Для характеристики дисперсности пыли определяют процентное содержание частиц, имеющих размеры до 2 мкм, 2-5 мкм, 6-10 мкм и больше 10 мкм. Чаще используют метод микроскопии просветленных фильтров АФА или препаратов, приготовленных по методу экранирования или осаждения. При экранировании предметное стекло помещают в вертикальной плоскости, при осаждении - в горизонтальной плоскости. Через определенный промежуток времени на него накладывают покровное стекло и производят исследование под микроскопом. Метод просветления проводится следующим образом: фильтр укладывают фильтрующей поверхностью на предметное стекло и держат в течение нескольких минут над парами ацетона, подогреваемого на водяной бане. Ткань фильтра расплавляется, на стекле фиксируются пылевые частицы. Затем производят микроскопирование пыли, при этом используют объектив - микрометр и окулярный микрометр. Подсчитывают не менее 100 пылевых частиц, определяют их размеры. Одновременно описывают морфологию пылевых частиц, их конфигурацию, характер краев.

Самостоятельная работа студентов

Определение запыленности учебной аудитории весовым способом.

1. Подготовить электроаспиратор для отбора проб пыли.
2. Подготовить фильтры к работе. Взвесить фильтр на торсионных весах, вложить его в бумажную обойму, на которой записать вес фильтра.
3. Вставить фильтры в аллонжи и при помощи резиновой трубки соединить их с аспиратором (две параллельные пробы).
4. Наметить точки отбора проб воздуха с учетом определения запыленности воздуха.
5. Измерить и записать температуру воздуха в помещении и атмосферное давление.
6. Подключить электроаспиратор к электросети.
7. Установить штатив с фильтрами в горизонтальной
   плоскости в месте забора пробы пыли.
8. Включить электроаспиратор, отрегулировать скорость протягивания воздуха (по верхнему краю поплавка реометра), установить ее на уровне 15 л/мин.
9. Длительность отбора проб воздуха - не менее 30 минут.

10. После забора проб воздуха отключить электроаспиратор, взвесить фильтры, записать время отбора проб пыли.

11. Определить привес фильтра (ДQ). Из массы фильтра после взятия пробы (Q) вычитают первоначальную массу (Q 0): ДQ=Q –Q 0 .

12. Определить объем протянутого при отборе пробы воздуха (при данной температуре): V t = vt,

где v - скорость протягивания воздуха, л/мин; t - время протягивания воздуха,

13. Объем протянутого при отборе пробы воздуха приводится к нормальным условиям:

V 0 = Vt · 273 · B

(273 + t) · 760

где t - температура воздуха в помещении, °С;

В - барометрическое давление в момент отбора, мм. рт. ст.

14. Определить весовую концентрацию пыли:

X = ∆Q · 1000 мг/м 3 .

v Составить заключение о соответствии запыленности санитарным требованиям.

Ситуационная задача

В литейном цехе на рабочем месте обрубщика запыленность воздуха составляет 30 мг/м 3 , при содержании свободной двуокиси кремния 70%. Местная вытяжная вентиляция представлена в виде решетки от стола.

Проведен медосмотр рабочего С, по профессии - обрубщик, возраст 45 лет, стаж работы в цехе 10 лет. Предъявлял жалобы на кашель без мокроты, одышку при физическом напряжении. Перкуторно обнаружен легочный звук с коробочным оттенком, преимущественно в нижних отделах легких. Дыхание жесткое с наличием сухих хрипов. Рентгенологически обнаружено: легочные поля умеренно эмфизематозны, легочный рисунок деформирован преимущественно в нижних отделах легких, на фоне которого определяются единичные узелковые образования.

Вопросы:

Укажите оздоровительные мероприятия.

Эталон ответа:

Условия труда - неблагоприятные. На это указывают: превышение ПДК свободной двуокиси кремния в 15 раз, неэффективная вентиляция.

У рабочего - силикоз I стадии.

Необходимо проведение технологических санитарно-технических, медико-профилактических мероприятий, направленных на снижение уровней запыленности в данном производстве.

ПРОТОКОЛ исследования и оценки запыленности воздуха

В __

наименование помещения, участка

Дата и время исследований _______________________________________

Исходный вес фильтра _____________________________________________

3. Вес фильтра после аспирации ______________________________________

4. Объем аспирированного воздуха ___________________________________

Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям

__________________________________________________________________

Концентрация пыли в воздухе ___________________________________ мг/м 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: указать - превышает ли обнаруженное содержание пыли ее ПДК для воздуха рабочей зоны (применительно для нетоксической пыли или с учетом химического состава) ____________________________________

Определить дисперсность пыли путем отсчета размеров пылинок

_____________________________________________________________

10. Заключение по дисперсности пыли _______________________________

_____________________________________________________________

Контрольные вопросы:

Классификация производственной пыли.

Физико-химические свойства производственных аэрозолей.

Этиологическое значение пыли в развитии различных заболеваний.

Как классифицируются пневмокониозы?

Какие проводятся оздоровительные мероприятия для профилактики пылевых заболеваний?

Охарактеризовать весовой метод оценки промышленной пыли.

Охарактеризовать счетный метод оценки промышленной пыли.

Контрольно-обучающие тесты:

1. Скорость оседания аэрозоля зависит от:

а) электрозаряженности;

б) консистенции;

г) удельного веса.

2. Аэрозоли дезинтеграции чаще имеют форму:

а) кристаллов;

б) шарообразную;

в) глыбок.

3. Наиболее патогенными для легочной ткани являются аэрозоли с размером частиц:

а) 0,3-0,4 мкм;

б) 1-2 до 5 мкм;

в) более 5 мкм.

4. Какой из названых пневмокониозов возникает при действии органической пыли?

а) сидероз;

б) биссиноз;

в) силикоз;

г) асбестоз.

5. Основные изменения рентгенологической картины при силикозе:

а) усиление и деформация легочного рисунка;

б) мелкоузловые образования;

в) уплотнение корней легких;

г) «обрубленность» корней легких;

д) фиброз.

6. Агрессивность пыли увеличивается от большого содержания:

а) асбеста;

б) угольной пыли;

в) талька;

г) свободной двуокиси кремния.

7. Больной предъявляет жалобы на кашель, одышку, боль в груди, слабость. В легких: эмфизема, бронхит, сухой плеврит. Рентгенологически – явления межуточного склероза. Какое профессиональное заболевание вызывает эти явления?

а) асбестоз;

б) антракоз;

в) силикоз.

8. При морфологической картине в легких узелковая форма пневмосклероза характерна при:

а) талькозе;

б) сидерозе;

в) силикозе;

г) асбестозе.

9. Какие мероприятия являются наиболее радикальными при борьбе с пылью?

а) технические;

б) санитарно-технические;

в) медико-профилактические.

10. Индивидуальные приспособления для защиты органов дыхания от пыли:

а) фильтрующие противогазы;

б) шланговые противогазы;

в) марлевые повязки;

г) респираторы.

Практическая работа

Методы определения запыленности воздуха

Запыленность воздуха можно определить гравиметрическим (весовым), счетным (микроскопическим), фотометрическим и некоторыми другими методами.

Удаление пыли из воздуха может быть осуществлено различными способами: аспирационным, основанной на просасывании воздуха через фильтр; седиментационными, основанный на процессе естественного оседания пыли на стеклянные пластинки или банки с последующим подсчетом массы пыли, осевший на 1 м поверхности; с помощью электроосаждения, принцип которого заключается в том, что создается электрическое поле большого напряжения, в котором пылевые частицы электризуются и притягиваются к электродам.

В санитарно-гигиенической практике основным методом определения запыленности принят гравиметрический метод, потому что при постоянстве химического состава первичное значение имеет масса пыли, задержалась в организме человека. Определение только массы пыли не дает полной картины его вредности для человека и технологического процесса, так как при одинаковой массе может быть разный химический, гранулометрический состав пыли, что сказывается на его воздействии на человека, оборудования и технологии. Полная характеристика пыли состоит из его массы, содержащейся в единице объема воздуха, химического и дисперсного состава.

Счетный (микроскопический) метод дает возможность определить общее количество пылевых частиц в единице объема воздуха и соотношение их размеров. Для этого пыль, содержащаяся в определенном объеме воздуха, осаждают на стекло, покрытое прозрачной клейкой пленкой. Под микроскопом определяют форму, количество и размеры пылевых частиц.

Качественную характеристику пыли определяют фотометрическим методом с Помощью текущего ультрафотометра, которым регистрируются отдельные пылевые частицы с помощью сильного бокового света.

Для отделения пыли от воздуха применяются различные фильтры, которые задерживают пылевые частицы размером до 0,1 мкм и более, в зависимости от размера пор фильтра. Такие фильтры выпускаются во многих странах. Материал фильтров может быть различным в зависимости от его назначения: целлюлоза, синтетические материалы, асбест (для определения горючих частиц пыли). Также применяются комбинированные фильтры. Выпускаются специальные фильтры, пропитанные иммерсионных маслом, что делает их прозрачными - это и позволяет дополнительно делать микроскопические исследования пыли.

В Украине чаще всего применяются фильтры АФА (аналитический фильтр аэрозольный) круглой формы с плоскостями фильтрации 3; 10, 20 см2, которые имеют опорное кольцо, фильтрующий элемент и защитное бумажное кольцо с выступлением. Фильтрующий элемент состоит из равномерного слоя ультратонких волокон из полимера на марлевой основе или без нее (фильтр Петрянова). Фильтры позволяют работать с ними без предварительного подсушивания через гидрофобные свойства полимера.

Методы нормализации состава воздуха рабочей зоны

Существует много различных способов и мер, предназначенных для поддержания чистоты воздуха производственных помещений в соответствии с требованиями санитарных норм. Все они сводятся к конкретным мерам:

1. Предотвращение проникновения вредных веществ в воздухе рабочей зоны за счет герметизации оборудования, уплотнения соединений, люков и отверстий, совершенствование технологического процесса.

2. Удаление вредных веществ, попадающих в воздух рабочей зоны, за счет вентиляции, аспирации или очистки и нормализации воздуха с помощью кондиционеров.

3. Применение средств защиты человека.

Герметизация и уплотнение являются основными мерами по совершенствованию технологических процессов, в которых используются или образуются вредные вещества. Применение автоматизации позволяет вывести человека из загрязненного помещения в помещение с чистым воздухом. Совершенствование технологических процессов позволяет заменять вредные вещества безвредными, отказываться от применения пылящих процессий, заменять твердое топливо на жидкое или газообразное, устанавливать газ, пылеуловители в технологический цикл и др.

При несовершенства технологии, когда избежать проникновения вредных веществ в воздух не удается, применяют их интенсивное удаление с помощью вентиляционных систем (газ, пар, аэрозоли) или аспирационных систем (твердые аэрозоли). Установка кондиционеров воздуха в помещениях, где есть особые требования к его качеству, создает нормальные микроклиматические условия для работающих.

Особые требования предъявляются к помещениям, где проводятся работы с вредными веществами, пылящих. Так, пол, стены, потолок должны быть гладкими, легко мыться. В цехах, где выделяется пыль, регулярно делают влажную или вакуумное уборки.

В помещениях, где нельзя создать нормальные условия, соответствующие нормам микроклимата, применяют средства индивидуальной защиты (313).

Согласно ГОСТ 12.4.011-87 "ССБТ Средства защиты работающих. Классификация", все 313, в зависимости от назначения, делятся на следующие классы: изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания, одежда специальная защитная, средства защиты ног, средства защиты рук, средства защиты головы, средства защиты лица, средства защиты глаз, средства защиты органов слуха, средства защиты от падения с высоты и другие меры предосторожности, защитные дерматологические средства, средства защиты комплексные.

Эффективное применение 313. зависит от их правильного выбора и условий эксплуатации. При выборе необходимо учитывать конкретные условия производства, вид и длительность воздействия вредного фактора, а также индивидуальные особенности человека. Только правильное применение 313 может максимально защитить работающего. Для этого работники должны быть ознакомлены с ассортиментом и назначением 313.

Для работы с ядовитыми и загрязняющих веществ пользуются спецодеждой - комбинезонами, халатами, фартуками и др.; для защиты от кислот и щелочей - резиновой обувью и перчатками. Для защиты кожи, рук, лица, шеи применяют защитные кремы и пасты: антитоксические, водостойкие, Жиростойкие. Глаза от возможных ожогов и аэрозолей защищают очками с герметичной оправой, масками, шлемами.

К средствам индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) относятся респираторы, промышленные противогазы и изолирующие дыхательные аппараты, применяемые для защиты от вредных веществ (аэрозолей, газов, паров), находящихся в окружающей воздухе.

По принципу действия СИЗОД подразделяются на фильтрующие (применяются при наличии в воздухе свободного кислорода не менее 18% и ограниченного содержания вредных веществ) и изолирующие (при недостаточном для дыхания содержания в воздухе кислорода и неограниченного количества вредных веществ).

По назначению фильтрующие СИЗОД делятся на:

противопылевые - для защиты от аэрозолей (респираторы ШБ-1, "Лепесток", "Кама", "Снежок", У-2К, РП-К, "Астра-2", Ф-62Ш, РПА и др.);

противогазовые - для защиты от газопароподибних вредных веществ (респираторы РПГ-67А, РПГ-67В, РПГ-67КД, противогазы марок А, В, КД, Г, Е, СО, М, БКФ и др.);

газопылезащитные - для защиты от парогазоподибних и аэрозольных вредных веществ одновременно (Респираторы Ру 60М, "Снежок ПГ", "Лепесток-Г");

изолирующие аппараты - бывают шланговые и автономные.

Изолирующие шланговые аппараты предназначены для работы в атмосфере, содержащий менее 18% кислорода. Они имеют длинный шланг, по которому подается воздух для дыхания с чистой зоны. Недостатки их в том, что дыхательный шланг мешает работать, не позволяет свободно двигаться (противогаз шланговый ПШ-И без принудительной подачи воздуха, длина шланга 10 м; ПШ-2 с воздуходувкой - обеспечивает работу двух человек одновременно, длина шлангов 20 м; респиратор для художников РМП-62; пневмошлемы ЛИЗ-4, ЛИЗ-5, миотом-49 - работают от компрессорной воздушной линии).

Изолирующие автономные дыхательные аппараты работают от автономного химического источника кислорода или от баллонов с воздухом или дыхательной смесью. Они предназначены для выполнения спасательных работ или эвакуации людей из загазованной зоны.

Саморятивиик шахтный малогабаритный ШСМ-1. Имеет химический источник кислорода. Срок пользования 20-100 минут в зависимости от интенсивности расходования кислорода (энергозатрат), вес 1,45 кг.

Респиратор изолирующий вспомогательный РВЛ-1. Имеет баллон со сжатым кислородом и регенеративный химический патрон для регенерации кислорода. Работает 2:00, вес 9 кг.

Респиратор "Урал-7". Принцип действия такой же, как в респиратора РВЛ-И, но он более габаритный. Действует 5:00, весит 14 кг. Носится за плечами, масс амортизационные устройства для удобства ношения.

Респиратор Р-30 имеет такую ​​же систему жизнеобеспечения, и приведенный выше. Рассчитан на 4:00 действия, весит 11,8 кг.

Дыхательный аппарат АСВ-2 состоит из 2-х воздушных баллонов, маски или загубника, шланга, редуктора, имеет манометр для контроля за давлением воздуха, предохранительный клапан и др. Предназначен для защиты органов дыхания в условиях загрязненной атмосферы.

Исходными данными для расчета являются:

Минералогический состав пыли;

Основные свойства пыли - плотность (насыпная и истинная), коагуляция, смачиваемость, слипаемость, абразивность, удельное электрическое сопротивление;

Свойства газового потока - температура, плотность, кинематическая или динамическая вязкость;

Начальная концентрация пыли в месте ее образования;

Дисперсный состав пыли, т. е. содержание фракций по "частным остаткам" или по "полным проходам".

Последовательность расчета:

1. По ГОСТ 12.2.043-80 выделяется пять основных классификационных групп аэрозолей:

I - очень крупнодисперсная пыль;

II - крупнодисперсная пыль (например, песок для строительных растворов по ГОСТ 8736-77); ,

III - среднедисперсная пыль (например, цемент);

IV - мелкодисперсная пыль (например, кварц молотый по ГОСТ 9077-82);

V - очень мелкодисперсная пыль.

Классификационная группа пыли определяется по номограмме (рис. 4.1). Для пользования номограммой следует иметь результаты ситового анализа пыли. Определяется дисперсный состав по "полным проходам". На номограмму наносятся точки, соответствующие содержанию первых пяти фракций, и, соединяя их, получим линию, указывающую на классификационную группу.

Таблица 4.1

Классификационная группа пыли по слипаемости	Характеристика классификационной группы	Характерные пыли
I	Не слипающаяся ≤ 60 Па	Шлаковая пыль; песок кварцевый
II	Слабослипающаяся 60-300 Па	Коксовая пыль; апатитовая сухая пыль; летучая зола при слоевом сжигании углей всех видов и при сжигании сланцев; магнезитовая пыль; доменная пыль (после первичных осадителей); шлаковая пыль
III	Среднеслипающаяся 300-600 Па	Летучая зола при пылевидном сжигании каменных углей без недожога; торфяная зола; влажная магнезитовая пыль; металлическая пыль; колчеданы; оксиды свинца, цинка и олова; сухой цемент; сажа; сухое молоко; мучная пыль; опилки
IV	Сильнослипающаяся > 600 Па	Гипсовая и алебастровая пыль; нитрофоска; двойной суперфосфат; цементная пыль, выделенная из влажного воздуха; волокнистая пыль (асбест, хлопок, шерсть и др.); все пыли с размером частиц < 10 мкм

Таблица 4.2

Пример. Определить классификационную группу пыли, если по опытным данным она имеет следующий дисперсный состав:

Размер частиц, мкм..... < 5 5-10 10-20 20-40 40-60 60

Решение: Рассчитываем дисперсный состав пыли по "полным проходам":

Размер частиц, мкм............. <5 <10 <20 <40 <60

Наносим точки, соответствующие содержанию первых пяти фракций по "полным проходам" на номограмму (рис. 4.1) и, соединив их, получим линию, расположенную в зоне III. Следовательно, данная пыль относится к III классификационной группе. Распределение дисперсности частиц за пределом интервала 560 мкм. При оценке дисперсности пыли эта область не учитывается.

В тех случаях, когда график фракционного состава аэрозоля, нанесенный на классификационную номограмму, пересекает границы зон, пыль относят к классификационной группе высшей из зон.

2. Все пыли IV и V групп дисперсности практически относятся к сильнослипающимся пылям, а пыли III группы - к среднеслипающимся. В табл. 4.1 дана характеристика пыли по слипаемости.

3. Частицы мельче 10 мкм, в особенности мельче 5 мкм, как правило становятся несмачиваемыми (гидрофобными) независимо от их состава.

4. В вентиляционной практике взрывоопасной пылью считаются аэрозоли, нижний концентрационный предел распространения пламени которых менее 65 г/м 3 . Пыли, у которых нижний предел более 65 г/м 3 , считаются горючими.

5. Используя технологическую карту производства, цеха, участка, составляется схема системы аспирации (рис. 4.2), стр. 243 . Порядок расчета воздуховодов систем аспирации приведен в работе .

6. Подбирается тип пылевого вентилятора. Характеристики вентиляторов приведены на рис. 4.3 и в Справочнике и . Для этого определяется требуемый расход воздуха Q и потери давления в сети Р.

6.1. Объем воздуха следует определять по формулам в табл. 11, 10 и таблицам, приведенным в работе , как сумму, которая складывается из объема воздуха, вносимого в укрытие поступающим материалом (Q э), и объема (Q н), просасываемого через неплотности укрытия для предотвращения поступления пыли в помещение:

Q = Q э + Q н, м 3 /ч

Концентрация аэрозолей в выбросах уходящего воздуха при расходе воздуха более 15000 м 3 /ч:

С ух = 100·R,мг/м 3 , (4.1)

R - коэффициент, принимаемый в зависимости от предельно допустимой концентрации (ПДК) аэрозолей в воздухе рабочей зоны производственных помещений, согласно ГОСТ 12.1.005 - 88, мг/м 3:

ПДК........................ До 2 2-4 4-6 6-10

R ............................. 0,3 0,6 0,8 1,0

Концентрацию аэрозолей в выбросах объемом менее 15 тыс. м 3 с учетом меньшего влияния на загрязнение атмосферы допускается принимать несколько большей по формуле

С ух =(160 - 4·Q)·R, мг/м 3 , (4.2)

Q - объем выброса, тыс. м 3 .

Концентрация, рассчитанная по данным формулам, проверяется на условие, что в результате рассеивания выброса в атмосфере концентрация аэрозолей с учетом фоновой загрязненности атмосферы не превышает:

а) в приземном слое атмосферы населенных пунктов - концентраций, указанных в СН 245-71 , но не более ПДК для населенных мест ;

б) в воздухе, поступающем в производственные и вспомогательные здания и сооружения через приемные отверстия систем приточной вентиляции и через открывающиеся проемы - 30 % ПДК тех же аэрозолей, в рабочей зоне помещений - по ГОСТ 12.1.005-88. Валовой выброс каждого источника не должен превышать установленного для него ПДВ.

Если известно количество образующей пыли (М, мг/ч), то требуемую производительность вентилятора можно определить, как:

Q = М /(С пр - С ух) ,

С пр - концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м 3 ;

С ух - концентрация пыли в уходящем воздухе.

6.2. Потери давления в сети определяются по формуле:

Р = Р тр ·L + Р м, Па,

Р тр - удельная потеря давления на трение на 1 п. м. воздуховода, Па;

L - длина участка воздуховода, м;

Р м - потеря давления на местные сопротивления, Па.

Расчетная таблица сети воздуховодов систем аспирации приведена в работе .

Удельную потерю давления на трение для круглых воздуховодов определяют по формуле:

Р тр = (λ/d)·(V 2 ·ρ/2)

λ - коэффициент сопротивления трения;

d - диаметр воздуховода, м;

V - скорость воздуха в воздуховоде, м/сек;

ρ - плотность воздуха, кг/м 3 ;

V 2 ·ρ/2 - скоростное (динамическое) давление воздуха, Па.

Значения λ/d следует принимать по табл. 22.56 .

Для воздуховодов прямоугольного сечения за величину d принимают эквивалентный диаметр d., таких круглых воздуховодов, которые при одинаковой скорости имеют те же потери давления на трение, что и прямоугольные воздуховоды:

d э = 2ab/(a + b), м,

а и b - размеры стенок прямоугольного воздуховода, м.

Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:

P м = eζ·(V 2 ·ρ/2), Па,

ζ - сумма коэффициентов местного сопротивления.

Коэффициенты местных сопротивлений приведены в таблицах гл. 22 .

Пример расчета потерь давления в сети воздуховодов приведен в табл. 22.58 .

6.3.Для определения площади сечения воздуховодов следует воспользоваться рекомендуемыми скоростями движения воздуха, которые приведены в табл. 22.57 .

Сечение воздуховодов должно обеспечивать скорость движения воздуха не ниже допустимой для пыли данного вида:

V = 1,3·(ρ м) 1/3 ,

ρ м - объемная масса материала, кг/м 3

При подъеме механических примесей на высоту следует учитывать формулы (22.16), (22.17) .

7. По расходу воздуха и величине потерь давления подбираем тип и номер требуемого вентилятора (рис. 4.3), пользуясь характеристикой пылевых вентиляторов, которые также приведены в приложениях Справочника .

8. Выбор и расчет пылеуловителей.

Пылеуловители, применяемые для очистки воздуха от аэрозольных частиц, делятся на 5 классов (табл. 4.2).

Пылеуловители 1 класса отличаются большим расходом энергии (высоконапорные пылеуловители Вентури), сложностью и дороговизной эксплуатации (многопольные электрофильтры, рукавные фильтры и пр.)

В табл. 4.2 указаны границы эффективности пылеуловителей каждого из классов на основе классификации аэрозолей по рис. 4.1. Первое из значений эффективности относится к нижней границе соответствующей зоны, вторые - к верхней. Эффективность рассчитана из условий отделения от воздуха только практически полностью (эффективно) улавливаемых частиц, размер которых указан в табл. 4.2. Действительная эффективность пылеуловителей больше за счет частичного улавливания частиц по размеру меньших, чем указано в табл. 4.2.

9. Рассчитываются потери давления в пылеуловителе. Они находятся, как составная часть скоростного давления, т. е.:

Р н = ζ н ·(ρ г ·V 2 /2),

ζ н - коэффициент местного сопротивления пылеуловителя;

Для грубой оценки величины сопротивления (потерь давления) различных пылеуловителей можно воспользоваться данными, приведенными в табл. 4.3.

Детальный выбор типа пылеуловителя приводится в гл. 4 .

При определении потерь давления в циклоне ζ н = ζ ц, величина ζ ц определяется по формуле:

ζ ц = k 1 k 2 ζ o + Δζ o

k 1 - коэффициент, зависящий от диаметра циклона (табл. 4.4);

k 2 - коэффициент на запыленность воздуха (табл. 4.5);

ζ o - коэффициент местного сопротивления циклона D=500 мм (табл. 4.6);

Δζ o - коэффициент, зависящий от принятой компоновки группы циклонов (табл. 4.7); для одиночных циклонов Δζ o = 0.

10. Рассчитываются основные размеры выбранного пылеуловителя. Они определяются в зависимости от производительности выбранного вентилятора - (Q, м 3 /ч) и оптимальных скоростей для данного вида пылеуловителя:

Так, для циклонов оптимальный диаметр определяется по формуле:

D = 0,94·(Q 2 - ρ г ·ζ ц /P ц) 1/2 ,

ζ - коэффициент местного сопротивления циклона;

Р ц - потери давления в циклоне;

ρ г - плотность газового потока.

Можно диаметр циклона также найти из площади сечения циклона (F), которая определяется как:

F = Q/V o , м 3

V o - скорость движения воздуха (табл. 4.6), м/с.

Зная диаметр циклона D, определяются основные размеры пылеуловителя:

D вых = D·0,59,

D вых - диаметр выхлопной трубы.

Размеры входного патрубка:

а х в = D·0,26 x D·1,11

Общая высота Н = D·4,26

11. Определяется коэффициент очистки воздуха от пыли:

h = ΔМ/М 1 = М 1 - М 2 /М 1 = 1 - М 2 /М 1 ,

М 1 и М 2 - соответственно, количество пыли, поступающей и выходящей из пылеотделителя;

ΔМ - количество улавливаемой пыли.

Таблица 4.3

Тип	Вид	Класс пылеуловителя	Область целесообразного применения
Классификационная группа аэрозолей по дисперсности	Сопротивление, Па
I	II	III	IV	V
Гравитационные	Пылеосадочные камеры (произвольной конструкции)		+	+	-	-	-	100-200
Инерционные, циклоны	Циклоны большой пропускной способности:
одиночные циклоны ЦН-15, ЦН-24		+	+	-	-	-	600-750
групповые -циклоны ЦН-15		+	+	-	-	-	600-750
Циклоны высокой эффективности:
одиночные циклоны СКЦН-34		-	+	+	-	-	1000-1200
мокропленочные циклоны ЦВП		-	+	+	-	-	600-800
Скрубберы	ВТИ-ПСП скоростные промыватели СИОТ		-	+	+	-	-	900-1100
Струйные, мокрые: ПВМ		-	-	+	+	-	1200-1950
ПВМК, ПВМС, ПВМБ		-	-	+	+	-	2000-3000
капельные, типа Вентури КМП		-	-	+	+	-	3000-4000
Тканевые	Рукавные пылеуловители СМЦ-101, СМЦ-166Б, ФВК (ГЧ-1БФМ), ФРКИ		-	-	+	+	-	1200-1250
Сетчатые капроновые, металлические сетки для улавливания волокнистой пыли, Вентури, электрофильтры		+	-	-	-	-	150-300
Волокнистые	Уловители туманов кислот и щелочей ФВГ-Т		-	-	-	+	-	800-1000
Уловители аэрозолей масел (ротационные)		-	-	-	+	-	800-1000
Электрические	Уловители туманов масел и маслянистых жидкостей УУП		-	-	-	+	+	50-100

Таблица 4.4

Поправочный коэффициент k 1

Таблица 4.5

Поправочный коэффициент k 2

Таблица 4.6

Коэффициенты местных сопротивлений ζциклонов диаметром 500 мм и оптимальные скорости движения воздуха

Марка циклона	воздуха, м/сек	Значения t, циклонов
с выбросом в атмосферу	с улиткой на выхлопной трубе	при групповой установке ζ o
v o	v вх	ζ o	ζ вх	ζ o	ζ вх
ЦН-11	3,5	-		6,1		5,2
ЦН-15	3,5	-		7,8		6,7
ЦН-Г5у	3,5	-		8,2		7,5
ЦН-24	4,5	-		10,9		12,5	-
СДК-ЦН-33		-		20,3		31,3	-
СК-ЦН-34м		-		-	-	30,3	-
СК-ЦН-34	1,7	-		24,9	-	30,3	-
СИОТ	-	12-15	-		-	4,2	-
ЛИОТ	-	12-15	-	4,2	-	3,7	-
ВЦНИИОТ	-	12-15	-	10,5		10,4	-

Таблица 4.7

Коэффициент Δζ o

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. М.: Стройиздат, 1992.

2. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. М.: Стройиздат, 1992.

3. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под общей редакцией И. Г. Староверова. М.: Стройиздат, 1969.

4. ГОСТ 12.2.43-80.

5. ГОСТ 12.01.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

6. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. (СН 245-71), М.: Стройиздат, 1971.

7. Титов В.П. и др. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1985.