Совершенствование систем защиты от пыли с применением аппаратов ВЗП на строительных предприятиях по производству мела тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.01, кандидат технических наук Пономарева, Наталия Сергеевна

• Пономарева, Наталия Сергеевна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пономарева, Наталия Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ технологического процесса производства мела как источника загрязнения рабочей зоны.

1.2 Анализ воздействия меловой пыли на организм работающего.

1.3 Анализ существующих систем обеспыливания предприятий, использующих мел в производстве.

1.4 Опыт использование аппаратов ВЗП в системах обеспыливания, пневмоуборки и аспирации.

1.5 Способы оценки коэффициента эффективности пылеулавливания инерционных аппаратов ВЗП.

1.6 Выбор направления исследования.

1.7 Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СИСТЕМ КОЛЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ РАБОТНИКОВ ОТ ПЫЛИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ПРОИЗВОДСТВУ МЕЛА.

2.1 Совершенствование расчетной модели для аппроксимационного представления интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам пыли в воздухе рабочей зоны и инженерно-экологических системах.

2.2 Исследование дисперсного состава пыли производства мела.

2.2.1 Анализ дисперсного состава пыли в системах аспирации.

2.2.2 Анализ дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны.

2.3 Анализ аэродинамических характеристик меловой пыли.

2.4 Исследование основных физико-химических свойств меловой пыли.

2.5 Оценка эффективности локализующих устройств в системах обеспыливания методами Богуславского-Азарова и Посохина.

2.6 Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ КОЛЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ПЫЛИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ПРОИЗВОДСТВУ МЕЛА.

3.1 Механизм осаждения частиц пыли на фильтрующем материале.

3.2 Траектория частиц в пылеулавливающих аппаратах систем обеспыливания.

3.3 Экспериментальные исследования пылеулавливающей установки.

3.3.1 Описание экспериментальной установки.

3.3.2 План проведения и методика эксперимента.

3.3.3 Результаты экспериментальных исследований.

3.4 Анализ результатов исследований.

3.5 Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1 Конструктивные решения пылеуловителей ВЗП.

4.2 Методика расчета аппаратов со встречными закрученными потоками с тканевой вставкой.

4.3 Обследование системы обеспыливания технологического оборудования линии по производству мела.

4.4 Разработка рекомендаций по совершенствованию системы обеспыливания технологического оборудования линии по производству мела.

4.5 Внедрение мероприятий по снижению выбросов от пыли в окружающую среду и в воздух рабочей зоны.

4.6 Эффективность реализованных мероприятий на строительном предприятии по производству мела.

4.6.1 Социально-экономический эффект.

4.6.2 Эколого-экономический эффект.

4.7 Выводы по четвертой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование систем защиты от пыли с применением аппаратов ВЗП на строительных предприятиях по производству мела»

Актуальность проблемы. Одним из неблагоприятных факторов, воздействующих на работающих предприятий строительной индустрии, является пыль. В рабочих зонах на многих предприятиях уровень запыленности превышает предельно-допустимые концентрации и величину предельно-допустимых выбросов в атмосферу. Это приводит к ухудшению качества воздуха рабочей зоны на рабочих местах и атмосферы вблизи предприятий, следовательно, ведет к росту числа профессиональных заболеваний и повышает уровень загрязнения городской среды.

На предприятиях по производству мела, строительных и отделочных материалов, сухих строительных смесей, шпаклевочных и малярных материалов на основе мела, в системах обеспыливания и аспирации распространены циклоны и рукавные фильтры на разных ступенях очистки. Опыт эксплуатации систем обеспыливания показал, что существует несколько причин низкой эффективности их работы: забивание меловой пылью внутренней поверхности циклонов и тканей рукавных фильтров, устаревшее пылеулавливающее оборудование, низкая эффективность улавливания частиц мелкой фракции, абразивный износ. Это приводит к снижению производительности, ухудшению пылевой обстановки на рабочих местах и на территории предприятия, загрязнению городской среды, а также к увеличению эксплуатационных затрат.

Таким образом, актуальным является совершенствование и промышленное внедрение в системах аспирации с низкими концентрациями пыли и с большой долей тонкодисперсных фракций аппаратов со встречными закрученными потоками различных конструкций, которые по сравнению с циклонами более эффективны при улавливании мелких фракций пыли, размером менее 10 мкм и менее чувствительны к колебаниям расхода очищаемого воздуха и подсосам в бункерную зону, то есть разработка мероприятий, направленных на улучшение качества воздушной среды (воздуха рабочей зоны), разработка экологически безопасных систем жизнеобеспечения, разработка методов и средств защиты работников от негативных воздействий, а население от загрязнений городской среды (совершенствование систем обеспыливания).

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Цель работы. Улучшение условий труда работников предприятий и повышение экологической безопасности строительных производств, использующих мел.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- оценка технологического оборудования как источника поступления меловой пыли в рабочую зону и атмосферу, определяющая исходные данные для проектирования систем обеспыливания;

- анализ условий труда и оценка воздействия меловой пыли на организм работающего, обобщение данных о дисперсном составе и основных физико-химических свойствах и аэродинамических характеристиках меловой пыли;

- совершенствование расчетной модели для аппроксимационного представления интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам пыли в воздухе рабочей зоны и инженерно-экологических системах на базе теоремы Гаусса-Маркова для наилучших линейных несмещенных оценок;

- проведение опытно-промышленных исследований по определению требуемых расходов удаляемого воздуха от пылящего оборудования в системах аспирации;

- проведение опытно-промышленных исследований по совершенствованию систем защиты от пыли (систем обеспыливания) цехов по производству мела, разработка конструкций пылеулавливающих аппаратов ВЗП и исследование процессов улавливания пыли в этих аппаратах;

- оценка социально-экономического и эколого-экономического эффектов внедренных мероприятий.

Основная идея работы состояла в совершенствовании расчетной модели для аппроксимационного представления интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам пыли в воздухе рабочей зоны и инженерно-экологических системах на базе теоремы Гаусса-Маркова для наилучших линейных несмещенных оценок и улучшении пылевой обстановки за счет использования аппаратов ВЗП с вращающейся цилиндрической вставкой (ВЗПц) и аппаратов ВЗП с тканевой вставкой (ВЗПт) в системах обеспыливания цехов по производству мела.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК, лабораторные и опытно-промышленные исследования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, и подтверждена удовлетворяющей сходимостью теоретических результатов с результатами экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и промышленных условиях, патентной чистотой разработанного технического решения.

Научная новизна работы:

- усовершенствована расчетная модель для аппроксимационного представления интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам пыли в воздухе рабочей зоны и инженерно-экологических системах на базе теоремы Гаусса-Маркова для наилучших линейных несмещенных оценок;

- определены и систематизированы данные о дисперсном составе и физико-химических свойствах меловой пыли, образующихся в процессе производства мела;

- установлены экспериментальные зависимости, характеризующие изменение концентрации меловой пыли и плотности оседания в воздухе рабочей зоны в цехах по производству мела;

- экспериментально обосновано применение аппаратов ВЗПц и ВЗПт в системах обеспыливания цехов по производству мела;

- предложена методика расчета аппаратов ВЗПт в системах обеспыливания цехов по производству мела;

- проведена оценка социально-экономического и эколого-экономического эффектов разработанных мероприятий.

Практическое значение работы:

- определены и систематизированы данные опытно-промышленных исследований дисперсного состава меловой пыли, поступающей в инженерно-экологические системы и рабочую зону предприятий по производству мела, строительных и отделочных материалов, сухих строительных смесей, шпаклевочных и малярных материалов на основе мела;

- разработана методика описания дисперсного состава пыли в выбросах в атмосферу, которая прошла апробацию и внедрение в «НИИ Атмосфера» и «НИПИ Волгогорхимстрой»;

- для систем обеспыливания разработаны конструкции аппаратов ВЗПц для первой ступени очистки (патент на изобретение РФ №2343958) и ВЗПт для второй ступени очистки (положительное решение от 28.09.2011 г. на патент по заявке №2011131240/05(046095) от 26.07.2011), обладающие высокой эффективностью очистки (до 99,8%);

- разработана методика расчета аппаратов ВЗПт, позволяющая производить расчет эффективности пылеулавливания данных аппаратов и их аэродинамических характеристик;

- разработаны и приняты к использованию рекомендации по повышению эффективности работы систем обеспыливания цехов по производству мела.

Реализация результатов работы:

- разработка и испытание опытной установки пылеулавливания на стройбазе ООО «Волгохимполимер»;

- проведено обследование, выданы рекомендации и разработан проект системы аспирации, который принят к внедрению на ЗАО «КНАУФ Гипс Баскунчак»;

- рекомендации по проектированию системы обеспыливания цеха по производству строительных и отделочных материалов, сухих строительных смесей, шпаклевочных и малярных материалов на основе мела внедрены в ПТБ ПСО «Волгоградгражданстрой» при разработке проектной документации;

- материалы диссертационной работы использованы кафедрой «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» в учебном процессе Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета;

- методика описания дисперсного состава пыли в выбросах в атмосферу.

На защиту выносятся:

- результаты исследования технологического оборудования как источника пылевыделения в цехах производства мела;

- расчетная модель для аппроксимационного представления интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам пыли в воздухе рабочей зоны и инженерно-экологических системах на базе теоремы Гаусса-Маркова для наилучших линейных несмещенных оценок;

- результаты исследования дисперсного состава меловой пыли, поступающей в системы аспирации и воздух рабочей зоны;

- результаты экспериментальных исследований аппаратов ВЗПц и ВЗПт на меловой пыли;

- результаты опытно-промышленных исследований по совершенствованию систем обеспыливания цехов по производству мела.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались, получили одобрение и награды на: IX Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» (Кошалин, 2011 г.); IV Российской научно-технической конференции с международным участием «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона. Наука. Практика. Образование» (Волгоград, 2011 г.); Международной научно-практической конференции «Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья» (Волгоград, 2010 г.); научно-технической конференции «Проблемы промышленной экологии» (Волгоград, 2006, 2007 гг.); ежегодных научно-технических конференциях Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (Волгоград, 2006-2011 г.); XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области «Архитектура, градостроительство, строительство и экологические проблемы» (Волгоград, 2006 г.).

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 11 работах, в том числе 2 работы в рецензируемых научных журналах и в изданиях, 1 патент на изобретение и 1 положительное решение от 28.09.2011 г. на патент по заявке №2011131240/05(046095) от 26.07.2011 г.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 177 страниц, в том числе: 150 страницы -основной текст, содержащий 26 таблиц на 26 страницах, 49 рисунков на 42 страницах; список литературы из 162 наименований на 15 страницах, 7 приложений на 12 страницах.

Заключение диссертации по теме «Охрана труда (по отраслям)», Пономарева, Наталия Сергеевна

4.7 Выводы по четвертой главе

1. Для систем обеспыливания разработаны конструкции аппаратов ВЗПц для первой ступени очистки (патент на изобретение РФ №2343958) и ВЗПт для второй ступени очистки (положительное решение от 28.09.2011 г. на патент по заявке №2011131240/05(046095) от 26.07.2011), обладающие высокой эффективностью очистки (до 99,8%).

2. Разработана методика расчета аппаратов ВЗПт, позволяющая производить расчет эффективности пылеулавливания данных аппаратов и их аэродинамических характеристик.

3. Разработаны и приняты к использованию рекомендации по повышению эффективности работы систем обеспыливания цехов по производству мела.

4. В результате реализации мероприятий по уменьшению запыленности воздуха рабочей зоны эколого-экономический эффект составил 151,9 тыс.руб./год, социально-экономический эффект - 27 тыс.руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЭКСПЕРТИЗЫ

21) Заявка № 2011131240/05(046095) (22) Дата подачи заявки 26.07.2011

24) Дата начала отсчета срока действия патента 26.07.2011 (85) Дата начала рассмотрения международной заявки на национальной фазе

ПРИОРИТЕТ УСТАНОВЛЕН ПО ДАТЕ [х] (22) подачи заявки 26.07.2011 [ ] (23) поступления дополнительных материалов от к ранее поданной заявке № от (62) [] приоритета полезной модели по первоначальной заявке № от из которой данная заявка выделена [ ] подачи первоначальной заявки № ОТ из которой данная заявка выделена [ ] (66) подачи ранее поданной заявки № ОТ ] (30) подачи первой(ых) заявки(ок) в государстве-участнике Парижской конвенции

31) Номер первой(ых) заявки(ок) (32) Дата подачи первой(ых) заявки(ок) (33) Код страны

1. (86) Заявка № РСТ/ П (96) Заявка № ЕА ] (87) Номер публикации и дата публикации заявки РСТ

72) Автор(ы) Азаров В.Н., Пономарева Н.С., Барсуков O.K., Азаров Д.В. Черноморова Д.И. RU

73) Патентообладателе и) Общество с ограниченной ответственностью "ПТБ Волгогралгражданстрой", RU

54) Название полезной модели ВИХРЕВОЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ

01 1

ВНИМАНИЕ! С целью исключения ошибок просьба проверить сведения, приведенные в заключении, т.к. они без изменения будут внесены в Государственный реестр полезных моделей Российской Федерации, и неза.чедлительно сообщить об обнаруженных ошибках. см на ооороте)