Шарапов В.И. Охрана труда на судах флота рыбной промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Выход

воздуха

ыгородна ивозду-

хопродав теплоизолиро-

ваны

В 7 8 .3

Прием

11 12 13

Рис. 13. Принципиальная схема меха-

нической и естественной вентиляции ма-

шинного отделения:

/ — сепараторы; 2, 6, 10— вентиляторы; 3, 4 —

котлы; 5, 9 — сетки; 7 — световой люк; 8 —

ширма; 11— воздухонагреватель; 12 — главный

двигатель; 13 — дизель-генератор

Рис. 14. Схемы механической вентиля-

ции:

а — приточная; б — вытяжная; в — приточно-

вытяжная; / — воздухозаборнос устройство;

2 — воздухонагреватель и увлажнитель; 3 —

вентилятор; '/ — воздуховоды, 5 — насадки ДЛЯ

регулирования скорости подачи и вытяжки

воздуха; 6 — очиститель; 7 — шахта для вы-

броса загрязненного воздуха

г з

веществ и так, чтобы обеспечивалось проветривание всего по-

мещения. Такой тип вентиляции требует большой кратности

воздухообмена, а значит, и затрат на ее устройство и эксплуа-

тацию. Поэтому санитарные нормы ограничиваются требова-

ниями, при которых вентиляция обеспечивает необходимые

санитарно-гигиенические условия воздушной среды только на

постоянных рабочих местах и в рабочей зоне. Для выполнения

этого требования используется местная (вытяжная или при-

точная) вентиляция, а общеобменная вентиляция применяется

лишь в тех случаях, когда устройство местной вентиляции за-

труднено или когда вредные выделения образуются и посту-

пают в помещение по всей его площади. Местная вытяжная

вентиляция предназначена для улавливания и удаления вред-

ных выделений непосредственно на местах их образования или

выхода. В ряде случаев применяют подачу чистого воздуха

в рабочую зону — местную приточную вентиляцию (воздушные

души или воздушно-тепловые завесы).

§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ВОЗДУХООБМЕНА

Независимо от способа осуществления воздухообмена (есте-

ственным или искусственным путем) первое, с чем приходится

сталкиваться при проектировании и расчетах вентиляции,—

это определение требуемого воздухообмена в помещении. Тре-

буемый объем воздуха L для общеобменной вентиляции опре-

деляют по следующим формулам:

при газовыделениях

= G

l{b

—b„); (7.1)

пылевыделениях

= GJ(n

—n„); (7.2)

влаговыделениях

= D/(d

—d„); (7.3)

тепловыделениях

=ZQ„

/cp(7V—Г„), (7.4)

где G

и G

— соответственно газовыделение и пылевыделение в помещении,

мг/ч; b

и п

— предельно допустимые концентрации соответственно газа и

пыли в воздухе помещения, мг/м

(принимают по ГОСТ 12.1.005—76); 6

— содержание соответственно газа и пыли в приточном воздухе, мг/м-

;

D — влаговыделение в помещении, мг/ч; d

и d

— влагосодержание, норми-

руемое соответственно в рабочей зоне и приточном воздухе, мг/м

(опреде-

ляют по диаграмме /—d в зависимости от температуры и относительной

влажности воздуха); SQ

6 — выделение теплоты в помещение, кДж/ч; с —

удельная теплоемкость воздуха, равная 0,24 Дж/(кг-К); р — плотность воз-

духа, кг/м

; Ту и Т

— температура воздуха, соответственно удаленного из

помещения и приточного, К.

Количество вредных веществ, выделяющихся при эксплуа-

тации энергетических установок и технологических процессов,

определяют расчетами, приведенными в ОСТ 5.5056—71 и спра-

вочниках [11, 14].

Объем воздуха, необходимого для вентиляции служебных

и бытовых помещений, определяют по кратности воздухооб-

мена

L=-KV„, (7.5)

где К — кратность обмена воздуха, определяемая санитарными нормами;

Vn — объем помещения, м

Под кратностью К понимается отношение объема вентиля-

ционного воздуха, подаваемого или извлекаемого из помеще-

ния, к объему помещения:

K=±L/Vn, (7.6)

где знак плюс или минус означает соответственно приток или вытяжку воз-

духа.

При распределении воздушных потоков внутри производ-

ственных помещений необходимо исключить попадание воздуха

из помещений с более вредными выделениями в другие поме-

щения. Это достигается созданием разрежения воздуха в одних

и увеличением его напора в других помещениях. В помещениях

с большим количеством вредных веществ приток воздуха L

должен составлять 85... 90 % объема вытяжки L

. В производ-

ственных помещениях судов без выделения вредных веществ

Для быстрого удаления из помещений значительных объе-

мов воздуха с большим содержанием вредных и взрывоопас-

ных веществ, поступающих в помещение при нарушении эксплу-

атационного или технологического режима, на судах преду-

сматривают аварийную вентиляцию, которая, как пра-

вило, проектируется вытяжной. Она должна обеспечивать

40-кратный воздухообмен там, где отсутствуют постоянно дей-

ствующие механические вытяжные системы. При наличии по-

следних суммарный воздухообмен также должен быть не ме-

нее 40-кратного.

Определение воздухообмена при газо- и пылевыделении. При

расчете необходимого количества воздуха для удаления газа

или пыли необходимо учитывать наличие в воздухе помещения

вредных газов и пыли различных видов, не обладающих одно-

направленным действием на организм человека. В этих случаях

расчет выполняют отдельно для каждого вида газа или пыли.

Принимают для воздухообмена наибольший результат. При

наличии в воздухе газов или пыли однонаправленного дей-

ствия принимают сумму воздухообменов, рассчитанных для

каждого выделения газа или пыли. Расчеты производят по фор-

мулам (7.1) Г (7.2).

Расчет количества воздухообмена при влаговыделении. Для

машинного отделения, рыбообрабатывающих цехов и других

производственных помещений судов необходимо производить

расчет общеобменной вентиляции, учитывая количество содер-

жания в воздухе влаги, по формуле (7.3).

Количество влаги D

(в кг/ч), поступающей в помещения

от технологического, камбузного, бытового оборудования при

расчете принимают согласно техническим условиям на поставку

оборудования.

Количество влаги, испаряющейся с поверхности рыбных ча-

нов, определяют по формуле (в кг/ч):

= F

(0,0023 т- 0,174») (Рн

ас

—Р„) 7460/В, (7.7)

где F

— площадь испарения, м

; v — скорость движения воздуха, м/с (« =

= 0,5 м/с); Янас — давление пара при температуре поверхности воды, Па;

Ри — нормальное давление водяных паров в воздухе помещения, Па; В —

барометрическое давление, Па.

Количество влаги D

(в кг/ч), испаряющейся с влажной

поверхности оборудования или палуб, определяют по формуле

= (0,006—0,0065) (Т

—Т

), (7.8)

где Т

и Т

— температура воздуха в помещении соответственно по сухому

и мокрому термометру, К.

Определение воздухообмена при избыточном тепловыделе-

нии. Основными источниками тепловыделений на судах явля-

ются: двигатели, котлы, электрооборудование, технологическое

оборудование и т. п.

Необходимый объем воздуха для поддержания определенной

температуры в помещениях рассчитывается по формуле (7.4).

Избыточное количество теплоты находится из выражения

Qm6

—

QflB ~Ь QK 4" Qan ~т" QT. О-

Количество теплоты, выделяемой двигателем внутреннего

сгорания, определяется по формуле

<2дв = 0,2N (7.9)

где N

— эффективная мощность двигателя, кВт; q

— удельный расход топ-

лива, кг/Дж; Q

— низшая удельная теплота, кДж/кг.

Тепловыделение паровых котлов можно найти из выраже-

ния

QK = (0,03 ..

.0,05)

Q„,

(7.10)

где С

— полный расход топлива на котел, кг/ч.

Количество теплоты, выделяемой электрическими машинами

= 1000Atf„ (7.11)

где AiV

— потерянная мощность электрической машины, кВт.

=N(l — y\)/y\,

N — полезная мощность, кВт; т)—КПД машины; 1000 — количество теп-

лоты, эквивалентное 1 кВт-ч мощности.

Количество теплоты от распределительных электрических

щитов определяют по формуле

ION,

ш>

(7.12)

где АГщ — мощность, подводимая к щиту, Вт.

Количество теплоты электрокоммуникационных кабелей

где / — сила тока в кабеле, A; R — сопротивление 1 м кабеля, Ом/м; / —

длина кабеля, м.

Количество теплоты от электродвигателей технологического

оборудования, установленного в мастерских и рыбцехе, опре-

деляется по формуле

где 6 — коэффициент загрузки технологического оборудования (для станков

мастерских 6=0,53.. .0,68); 2Л^об — суммарная установочная мощность элек-

тродвигателей оборудования, кВт.

§ 3. ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Вентиляцию называют естественной, если воздухообмен осу-

ществляют путем использования естественного движения воз-

духа в результате теплового и ветрового напоров. Тепловой на-

пор создается при наличии разности температур или плотностей

воздуха внутри и снаружи помещения, а ветровой — движением

наружного воздуха. Естественную вентиляцию делят на орга-

низованную и неорганизованную. Организованная естественная

вентиляция на судах может быть канальной и бесканальной

(аэрация).

Аэрация — это организованная управляемая вентиляция,

когда естественный воздухообмен осуществляется в необходи-

мых размерах, путем регулирования притока и вытяжки. Аэра-

цию предусматривают в тех случаях, когда с ее помощью мо-

гут быть обеспечены нормируемые условия воздушной среды и

если она допустима по технологическим условиям. Особенно

целесообразно устройство аэрации в машинно-котельных отде-

лениях судов и помещении рыбомучной установки.

При неорганизованной естественной вентиляции воздух по-

ступает и удаляется через двери, щели иллюминаторов, окна,

люки и т. п.

Для расчетов естественного воздухообмена за счет теплового

напора определяют высоту расположения плоскости равных

давлений внутри и вне помещения — нейтральную зону,

Ka6

= PRl,

(7.13)

= 62AU

(7.14)

Pvtc. \Ь. Схема распределения давле-

ния:

1 — дефлектор; 2 — подволок МО; 3 — па-

луба МО.

относительно которой будут

возникать давления во вход-

ных и выходных вентиляцион-

ных устройствах производст-

венного помещения. Эта пло-

скость называется зоной рав-

ных давлений (рис. 15).

Рассматривая схему рас-

пределения давлений, можно

вывести уравнение

ДР

= gtf

р„—g//

= Ё

г (Рн—Рв),

где g — ускорение свободного падения, м/с

; р

, р

— плотность наружного

(атмосферного) и уходящего воздуха, кг/м

Аналогично разность давлений (в Па) на уровне центра

верхних отверстий

A/>i = g#i(p

—рв).

При этом давление в помещениях выше наружного. Общая

величина всего располагаемого напора AP = AP[-r-AP2 = g#i(pH—

—р

) +Я

(р

—p

)g, но так как Н

-\-Н

= Н, то

АР =

^Я(р

—р

(7.15)

На основании формулы (7.15), можно заключить, что для

создания большего теплового напора необходимо увеличить

расстояние между приточными и вытяжными отверстиями. Это

достигается в большинстве случаев устройством фонарей (капа

машинного отделения) или установкой дефлекторов.

Избыточное давление (ветровой напор) в приточных и вы-

тяжных отверстиях равно динамическому напору, за счет ко-

торого наружный воздух поступает в помещение или происхо-

дит выброс из него загрязненного воздуха. Такое давление оп-

ределяется по формуле

о»Рн/2&

(7.16)

где Р

— динамическое (скоростное) давление, Па; v — скорость движения

воздуха, м/с; р

— плотность наружного воздуха, кг/м

Как показывают исследования, повышение давления на вет-

реной стороне корпуса судна обычно составляет (0,75...

...0,8)Р

, а величина разрежения на подветренной стороне —

(0,4... 0,45) Р„.

Чтобы более рационально использовать одновременное дей-

ствие ветра и разности температур с целью получения хорошего

воздухообмена, необходимо регулировать площадь открывания

створок (иллюминаторов) приточных и вытяжных отверстий

(капа) и дефлекторов.

Скорость воздуха в проеме открываемого отверстия зависит

от разности давлений внутри и снаружи корпуса судна и опре

деляется по формуле

а =

У2/урТ

(7.17)

Помимо иллюминаторов и фонарей, для организации возду

хообмена устанавливают дефлекторы. Они работают на ес

тественной тяге вытяжных труб и шахт за счет создания

области высокого разрежения за собой по отношению к направ

лению ветра. Наиболее широкое применение на судах полу

чили следующие дефлекторы: с плавным поворотным растру

бом, цилиндрический типа ЦАГИ, сифонного типа, «гусиная

шейка», шаровой, вытяжной с вращающейся головкой.

Тягу, создаваемую естественным напором и работой дефлек

тора, определяют по формуле

Ядеф

Р„

8б

£й

деф

(у

—Удеф)

+ ^в, (7.18)

где Яизб — избыточное давление перед патрубком дефлектора, Па; Л

де

ф —

высота дефлектора, м; \

еф — плотность воздуха в дефлекторе, кг/м

; Рв —

ветровой напор, Па.

Эта тяга расходуется на преодоление сопротивления при

движении воздуха, а именно: местных сопротивлений на входе

, аэродинамического сопротивления шахты дефлектора

— Лд

ф, местного сопротивления дефлектора £

де

ф.

Равенство между расходуемой и создаваемой тягами имеет

вид

Рдеф = (2|вхЧ Т~ ^деф4" Едеф) Рдин» (Х19)

где Рдин — динамический напор в патрубке дефлектора.

дин

(Т

еф/2)1&ф.

(7.20)

Из формулы (7.19) определяют скорость в патрубке дефлек

тора:

деф

= / . (7.21)

(

£вх

+ —

Лдеф

Едеф

Ъдеф

Зная Одеф

требуемый расход воздуха, находят диаметр

патрубка дефлектора, а по нему подбирают все остальные раз

меры, ему кратные.

4 Шарапов В. И. 97

Рис. 16. Типовые размеры дефлектора

в зависимости от диаметра воздуховода

Применение аэрации в зим-

нее время в производственных

условиях возможно только на

судах с большим тепловыделе-

нием, когда избыточная теплота

превышает потребность в ней на

отопление в 4.. .5 раз.

Открываемые проемы для

притока воздуха в производст-

венные помещения следует рас-

полагать на высоте не менее

0,3 м, но не более 1,8 м для теп-

лого периода года и не менее

4 м от уровня пола или рабочей

площадки до низа проема — для

холодного периода.

Количество воздуха (в м

/ч),

пропускаемого цилиндрическим

дефлектором, рассчитывается по формуле

1 = 283(И

еф. (7.22)

Обычно дефлекторы подбирают по заданной подаче. В этом

случае при известных и

де

ф и требуемом расходе воздуха опре-

деляют диаметр патрубка дефлектора d, а по нему — все ос-

тальные размеры, кратные d (рис. 16).

Диаметр патрубка

d = 0,0188

УЩ^ф~-

(7.23)

Подбор дефлекторов может производиться также по харак-

теристикам, приведенным в справочной литературе.

Во избежание чрезмерной вытяжки при превышении расчет-

ных скоростей ветра, а также для предотвращения попадания

воды во время шторма и охлаждения помещения зимой каналы

дефлекторов должны быть снабжены запорными регулируе-

мыми клапанами (заслонами).

Из расчетов видно, что дефлекторы работают эффективнее,

если они установлены на значительной высоте от палубы над-

строек и имеют доступ движению воздуха. Поэтому надо сле-

дить за тем, чтобы дефлекторы на палубах не заваливали раз-

личными предметами или перед ними с надветренной стороны

не размещали габаритные грузы, а также за систематическим

регулированием поворотных головок относительно направления

ветра.

§ 4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ВЕНТИЛЯЦИИ

Аэродинамический расчет вентиляционных систем. Перед

расчетами на планах помещений наносят трассу воздуховодов,

намечают места установки вентиляционного оборудования и со-

ставляют расчетную схему (рис. 17). На каждом участке вен-

тиляционной системы указывают его длину и расход воздуха.

Все участки нумеруют. При расчетах следует иметь в виду, что

скорости воздуха на участках должны уменьшаться по мере

удаления от вентиляторов. Потери давления в системе воздухо-

водов определяют по формуле

= 2

{Ртр

-\- Рм. с).

где Ртр — потери давления на трение воздуха в стенки воздуховодов, Па;

Рм.с — потери при изменении направления воздушного потока в местах

разветвления воздуховода, Па.

Величину потерь на трение находят по формуле

Р^ = \1 (7.24)

d 2

где \ — коэффициент шероховатости воздуховодов; I, d—соответственно

длина п диаметр воздуховода, м; р — плотность воздуха, кг/м

; v — скорость

воздуха в воздуховоде, м/с.

Для упрощения аэродинамических расчетов введено понятие

удельных потерь давления на 1 м трубопровода — 7?

уд

. Значе-

ния 7?уд для круглых воздуховодов*, зависящие от их диаметра,

приведены в справочной литературе по вентиляции.

Диаметр воздуховода выбирают исходя из количества воз-

духа и его скорости на данном участке. Тогда потери давле-

ния на трение в каждом участке будут равны: Р

тр

=/?

уд

При изменении направления движения воздуха, а также при

изменениях значения и направления воздушного потока

происходит потеря давления, которую учитывают коэффициен-

том местного сопротивления

^м.

т-^—

где 2| — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке (значе-

ния 5 приведены в Санитарных правилах).

При расчетах вытяжной вентиляции учитывают потери ди-

намического давления на выходе из диффузора Р

ди

ф, а при рас-

четах приточной — потери давления в приточной камере Р

р. к,

фильтре Рф, калорифере Р

и насадке Р

. По общему давлению

для приточной вентиляции

Робщ — Рпр.к ~f~ Рф ~Ь Рк~\~ Ря-

и по расчетному количеству воздуха L выбирают вентилятор

* При аэродинамическом расчете воздуховодов квадратного и прямо-

угольного сечений определяют эквивалентный диаметр ^

ЭК

в = 2 ab(a+b), где

а и 6 — размеры сторон воздуховода, м.

С Ю

Рис. 17. Схема разводки воздухо-

водов:

1 — воздуховод; 2 — калорифер; 3 —

центробежный вентилятор; 4 — возду-

хораспределительные устройства

(тип, номер) с учетом его работы в наиболее экономичном ре-

жиме.

Выбор вентиляторов. Возбудителем движения воздуха в вен-

тиляторах служит рабочее колесо, которое заключено в кожух,

определяющий направление движения. По аэродинамической

схеме вентиляторы делят на осевые и центробежные. В цент-

робежных вентиляторах воздух движется от центра к пери-

ферии, в осевых — в основном вдоль оси вращения. В за-

висимости от создаваемого давления различают вентиляторы

низкого давления — до 0,981 кПа, среднего — от 0,981 до

2,943 кПа, высокого —от 2,943 до 11,772 кПа (ГОСТ 5976—73).

Промышленность выпускает различные типы осевых и цент-

робежных вентиляторов. Вентиляторы имеют разные размеры,

каждому из которых соответствует определенный номер, пока-

зывающий величину диаметра рабочего колеса. Например, вен-

тилятор № 4 имеет D = 400 мм; № 6 —D = 600 мм и т. д.

Вентиляторы характеризуются полным давлением Р, пода-

чей L, мощностью N, коэффициентом полезного действия г).

Графики зависимости этих показателей при постоянной частоте

вращения рабочего колеса называют характеристиками венти-

ляторов, которые приводятся в справочной литературе для каж-

дого типа, номера вентилятора и частоты вращения рабочего

колеса.

Полное давление Р (разность полных давлений во входном

и выходном сечениях вентилятора) для стандартных условий

(* = 20°С, Р=98,066 кПа, р=1,2 кг/м

) принимается (в Па)

где Я

— расчетное сопротивление при стандартных условиях.

Подача вентилятора с учетом потерь или подсосов в воз-

духоводах принимается (в м

/ч):

Р =

Я,

100