Мероприятия и средства по предупреждению ЧС и ликвидации их последствий

Чрезвычайные ситуации (ЧС) характеризуются внезапностью возникновения и развития, созданием опасной обстановки на обширной территории, значительным числом жертв, ущербом здоровью людей, значительными материальными потерями, что и отличает их от несчастных случаев и профессиональных заболеваний [17].

Рассмотрим один из видов ЧС – пожаровзрывобезопасность, который является быстроразвивающимся и обладает эффектом внезапности.

Пожаровзрывобезопасность – это такое состояние объекта экономики и его технологических процессов, при котором с установленной вероятностью (10^-6 год^-1) исключается возможность пожара или взрыва и воздействие на людей их опасных факторов, а также осуществляется защита материальных ценностей по ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ «Взрывобезопасность» и ГОСТ 12.1.031-81 ССБТ «Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения». Она реализуется постоянно на объекте, функционирующем в штатном (нормальном) режиме или в ЧС. При этом нормальный пожаровзрывобезопасный режим на объекте экономики предотвращает возникновение пожара или взрыва, а в итоге – возникновение и развитие ЧС.

Для эффективного обеспечения пожаровзрывобезопасности необходимо знать реальные опасности, создающиеся при возникновении пожара, взрыва на рассматриваемом объекте, то есть, характеристики горючих веществ, огнестойкость и категорию здания по пожаровзрывобезопасности и др.

Пожар – неконтролируемый процесс горения, воздающий угрозу для жизни и здоровья людей сопровождающийся уничтожением ценностей.

Согласно СНиП 21-09-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» строительные материалы (твердые вещества) характеризуются только пожарной опасностью. Она определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью. Горючесть устанавливается по ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть». По воспламеняемости строительные материалы подразделяют по ГОСТ 30402-96 «Материалы строительные. Методы испытания на воспламеняемость». По распространению пламени по поверхности подразделяют по ГОСТ 30444-97 «Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени». По дымообразующей способности материалы регламентируются ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов».

По степени пожаровзрывобезопасности все помещения делят на 5 категорий по СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности». Помещение (цех), где расположен проектируемый желобообразный грохот, относится к категории В, то есть, это пожароопасное помещение, в котором обращаются горючие жидкости, твердые вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть.

При неправильной эксплуатации проектируемый желобообразный грохот в большинстве случае возникает нагрев трущихся частей до высоких температур, а так же воспламенение электропроводки при выходе ее из строя, что обычно может привести к пожару.

Кроме того, при проведении технического обслуживания и ремонта грохота слесари-механики обращаются со смазочными материалами и красками, которые в свою очередь являются легко воспламеняемыми материалами.

Таким образом, безопасность объекта должна обеспечиваться системой предотвращения пожара, а также организационно-техническими мероприятиями.

Средства тушения пожара делят на первичные и основные, автоматические стационарные системы и передвижные. К первичным средствам пожаротушения, которыми необходимо воспользоваться в нашем случае, относятся огнетушители, бочки и ведра с водой, ящики с песком, маты и т.д. То есть, в рабочем пространстве, где установлено новое оборудование, должны располагаться в быстрой доступности первичные средства пожаротушения, при использовании которых исключается вероятность развития пожаров, а также воздействия на людей опасных факторов пожара, что обеспечивает защиту материальных ценностей и безопасные условия труда.

При обслуживании нового оборудования возгорание может произойти не только из-за неисправности электродвигателей (электропроводки), но и в случае воспламенения нефтепродуктов (например, ветошь пропитанная растворителем после обслуживания машины). В свою очередь, для исключения возникновения пожара на рабочем месте, рекомендуется использованные материалы (использованную ветошь и др. легковоспламеняющиеся вещества) хранить в отдельном, предусмотренном для хранения, шкафу. В случае ЧС гасить пламя следует огнетушителями типа ОП (огнетушитель порошковый) или песком, прикрывать брезентом и др.

Кроме того, на случай возникновения пожара на предприятии должна быть предусмотрена безопасная эвакуация людей. При возникновении пожара люди должны покинуть помещение в течение нормированного минимального времени, которое определяется кратчайшим расстоянием от места нахождения до выхода из здания. Величина необходимого времени эвакуации людей регламентируется СНиП 21.01-97, а также подлежат регламентации и другие условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.

Схема и расчет механической вытяжной вентиляции для обеспечения безопасности жизнедеятельности при эксплуатации и обслуживании проектируемого желобообразного грохота

Атмосферный воздух является смесью нескольких газов и паров воды. Приземный слой атмосферного воздуха, непосредственно окружающий биосферу и используемый в системах вентиляции, имеет следующий газовый состав (по объему): азот – 78,1 %, кислород – 20,9 %, углекислый газ – 0,03 %. В небольшом количестве (около 0,95 %) в воздухе присутствуют инертные газы.

Задачей вентиляции помещений является поддержание в них благоприятного для человека состояния воздушной среды, в соответствии с нормируемыми ее характеристиками по ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Вентиляция – это организованный и регулируемый воздухообмен в помещениях, в процессе которого загрязненный или нагретый воздух удаляется и на его место подается свежий чистый воздух [19]. Ее задачей является поддержание химического состава и физического состояния воздуха, удовлетворяющих гигиеническим требова­ниям. В зависимости от характера движущих сил вентиляцию делят на: естественную, искусственную и смешанную. При естественной вентиляции воздух перемещается под влиянием температурного пе­репада или действия ветра. При искусственной (чаще называют механической) вентиляции воздух перемещается механическим побуди­телем (вентилятором или эжектором). При смешанной вентиляции используются как естественные силы, так и механические побуди­тели для перемещения воздуха.

По принципу действия различают вытяжную, приточную и приточно-вытяжную вентиляции. Приточно-вытяжная наиболее полно обеспечивает санитарно-гигиенический эффект. Вентиляция может быть местной (проветривание отдельных рабочих мест или зон) и общеобменной (проветривание всего помещения). Существует сочетание их, называемое комби­нированной вентиляцией. Здесь одновременно с общим воздухообме­ном локализуют и отдельные наиболее интенсивные источники выде­лений. По способу организации воздухообмена различают вентиляцию с уравновешенным (приток равен вытяжке), положительным (превыша­ет приток над вытяжкой) и отрицательным (превышает вытяжка над притоком) воздушным балансом. Характер такого баланса имеет важ­ное гигиеническое значение. Кроме того, вентиляция может быть рабочей и аварийной. Аварийная предназначена для быстрого удаления вредных и опасных веществ, проникающих в помещение при производственных неполадках и авариях.

Для экономии тепла на нагрев наружного воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции предусматривают частичный (до 90 %) возврат удаляемого воздуха, т.е. рециркуляцию.

Успешная работа вентиляционных систем во многом зависит от правильного их выбора и строгого выполнения на стадиях проектирования, мон­тажа и эксплуатации технических и санитарно-гигиенических тре­бований, установленных СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция, кондиционирование», ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ «Системы вентиляционные. Общие требования» и другими нормативно-техническими документами (НТД). Выбор вентиляционных систем зависит от технологии, оборудования, его расположения и свойств выделяющихся веществ, а также от климатических условий района, где находится здание. Общие требования к вентиляционным системам (по СНиП 2.04.05-91):

1) подача свежего воздуха должна ид­ти в самый чистый участок помещения, а удаление – из самого грязного;

2) в производственных помещениях вначале следует вы­бирать:

а) аэрацию, а затем механическую вентиляцию;

б) местную вытяжную вентиляцию, а затем общеобменную;

3) средства вентиля­ции не должны создавать значительного шума и перепадов давления в помещениях, быть взрывобезопасными и защищенными от коррозии;

4) содержание пыли в подаваемом механической вентиляцией воздухе не должно превышать:

а) предельно допустимую концентрацию в атмосферном воздухе населенных пунктов — при подаче его в помещения жилых и общественных зда­ний;

б) 30% предельно допустимой концентрации в воздухе рабочих мест и зон – при подаче в помещения проихводственныъ и административно-бытовых зданий;

в) 30% предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны с частицами пыли размером не более 10 мкм – при подаче его в кабины крановщиков пульты управления, зоны дыхания работющих, а также при воздушном душировании;

5) мини­мально расход наружного воздуха на одного человека должен соответство­вать приложению 19 данного СНиПа.

Таким образом, целью данного подраздела является расчет механической вытяжной вентиля­ции для помещения, в котором выделяется пыль. Схема размещения воздуховодов приве­дена на рис. 4.1.; подбор необходимого вентилятора, типа и мощности электродвигателя, основных конструктивных решений.

Таблица 4.2. Исходные данные

Проектирование механической вентиляции осуществляется в три этапа. На первом этапе проводится анализ помещений, в которых необходима вентиляция, согласно СниП 2.04.05-91. Данный этап в работе не представлен, а его результатами являются исходные данные для задания.

На втором этапе определяют требующееся количество воздуха (L_П,м³/ч) для помещения и ведут аэродинамический расчёт вентиляционной сети.

Согласно СниП 2.04.05-91, величину L_П определяют исходя из обеспечения санитарно – гигиенических норм и норм взрывобезопасности.

(1)

Расчёт значения L_СГ – потребное количество воздуха, исходя из обеспечения санитарно-гигиенических норм, ведут по избыткам явной или полной теплоте, массе выделяющихся вредных веществ, избыткам влаги, нормируемой кратности воздухообмена и нормируемому расходу приточного воздуха. Конечной принимают большую из полученных величин.

· При наличии избытков явной теплоты:

(2)

где t_У и t_П – температура воздуха, соответственно удаляемого из помещения и

поступающего в него,

- количество явной избыточной теплоты, кВт (табл. 4.2.).

· При наличии выделяющихся вредных веществ (пыль):

(3)

где m_ВР – масса выделяющейся пыли;

Сg – концентрация пыли, удаляемой из помещения (равна ПДК);

Сп – концентрация пыли в приточном воздухе (0,3ПДК).

Таким образом, принимаем:

L_СГ = 157142,9 м³/ч

Расчёт значения L_б ведут по массе выделяющихся вредных веществ (пыли):

(4)

где С_НК – нижний концентрационный предел распространения (НКПР) пылевоздушной смеси (принимаем 30 г/м³). Потребное количество воздуха принимаем равным:

L_П = 157142,9 м³/ч

Найденное значение уточняем по минимальному расходу наружного воздуха:

L_min=n m z, м³/ч (5)

где m = 45 м³/ч – норма воздуха на одного работника,

z =1,1..1,5 –коэффициент запаса,

n = 5 – число работников.

L_min = 5*1,3*45 = 292,5 м³/ч

Равномерная вытяжка потребного воздуха происходит через 4 воздуховода, значит: L = L_П/4 = 157142,9/4 = 39285,7 м³/ч

4.5.1 Аэродинамический расчет вентиляционной сети

Проводим аэродинамический расчет по заданным длинам участков вентиляционной сети (рис. 4.1.).

Рис. 4.1 Схема воздуховодов вытяжной вентиляции.

 

На участке а давление теряется на входе, в двух отводах, в тройнике на ответвление. Коэффициент местного сопротивления на входе для выбранной конструкции отсоса принимается по справочнику равным 0,7. Два одинаковых круглых отвода запроектированы под углом 90° с радиусом закругления 2. Коэффициент местного сопротивления такого отвода x=0,15. Потерю давления в штанообразном тройнике с углом ответвления 15° ввиду малости можно не учитывать (кроме участка 4). Суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке а, а также на однотипных с ним участках 1, 2, 3:

åx_а,1,2,3=0,7+2*0,15=1,0

На сборных участках б и в могут быть потери давления только в тройниках, которые ввиду малости не учитываются.

На участке г потеря давления в переходном патрубке от вентилятора ориентировочно оценивается коэффициентом местного сопротивления x_г=0,1 (размеры выходного отверстия вентилятора и участка воздухопровода еще не выявлены).

На участке д расположена выпускная шахта, коэффициент местного сопротивления которой для выбранной конструкции с учетом выхода принимается 2,4 (выпускная шахта с плоским экраном и его относительным удлинением 0,33). Так как потерей давления в тройнике можно пренебречь, то на участке д (включая ПУ) x_д=2,4.

На участке 4 давление теряется на свободный выход (x=1,1) и в отводе (x=0,15). Кроме того, следует ориентировочно предусмотреть потерю давления на ответвления в тройнике (x=0,15), так как здесь может быть существенный перепад скоростей. Тогда суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке 4:

åx₄=1,1 + 2×0,15 = 1,4

Определение диаметров воздуховодов из уравнения расхода воздуха, при этом скорость задается 10..25 м³/ч. Принимаем скорость равную 20 м³/ч, тогда:

(6)

Вычисленные диаметры округляются до ближайших стандартных диаметров. По полученным значениям диаметров пересчитывается скорость.

По вспомогательной таблице определяются динамическое давление и приведенный коэффициент сопротивления трения. Подсчитываются потери давления:

(7)

Для упрощения вычислений составим таблица с результатами (табл. 4.3.)

 

Таблица 4.3. Таблица с результатами расчетов

N уч.	l, м	åx	L, м3/ч	d, мм	V, м/с	Па	l d	l ·l d		Р, Па	Р’, Па	DР, Па
а			39285,7		21,8	29,07	0,016	0,11	1,11	32,33	32,33
б		–	78571,4		22,2	30,14	0,01	0,08	0,08	2,41	34,74
в	3,5	–	157142,9		21,8	29,07	0,07	0,25	0,25	7,12	41,86
г		0,1	157142,9		21,8	29,07	0,07	0,14	0,24	6,98	48,84
д		2,4	78571,4		22,2	30,14	0,01	0,06	2,46	74,14	122,98
1			39285,7		21,8	29,07	0,016	0,11	1,11	32,33	32,33
2			39285,7		21,8	29,07	0,016	0,11	1,11	32,33	34,74	2,41
3			39285,7		21,8	29,07	0,016	0,11	1,11	32,33	34,74	2,41
4		1,4	78571,4		22,2	30,14	0,01	0,04	1,44	43,40	85,26	41,86

На участке 4 получилась недопустимая невязка в 49 % (41,86 Па). Для компенсации давления нужно поставить диафрагму.

Диаметр воздуховода d = 1120 мм.

Допустимое давление P_доп = 85,26 Па

Невязка-Dp = 41,86 Па

Отсюда сопротивление диафрагмы x_диафр.= Dp/P_доп = 0,49. Коэффициент f/F = 0,67 согласно данным источника [20]. Тогда диаметр диафрагмы равен:

d₀ = 1120*(0,67)^1/2 = 916 мм

4.5.2 Выбор вентилятора

Из приложения 3 [17] по значениям L_потр и p’ выбран вентилятор Ц-4-76 №16 (h=0,84, w=75 рад/с). Отсюда установленная мощность электродвигателя составляет:

кВт

где Q_в – принятая производительность вентилятора, равная потребному количеству воздуха,

N_в – принятый напор вентилятора,

h_в = h - кпд вентилятора,

h_п – кпд передачи.

Рис. 4.2. Схема вентилятора Ц-4-76

4.5.3 Выбор электродвигателя

Из приложения 4 [20] по значениям N_у = 13,8 кВт и w выбран электродвигатель АО2-95-8 мощностью N = 15 кВт.

 

 

 

Рис. 4.3. Эскиз электродвигателя А02-95-8

Таким образом, вентилятор и электродвигатель устанавливается на раме, для виброизоляции рама устанавливается на виброизолирующий материал.

Итак, в подразделе предложена схема и произведен расчет вытяжной вентиляции согласно рекомендациям источника [17-20].