Введение к работе
Актуальность темы исследований. Развитие строительной отрасли сопровождается значительным увеличением количества разнообразных пылевыделений, интенсивно загрязняющих воздух рабочих зон, что является одной из основных причин возникновения профессиональных заболеваний органов дыхания у рабочих строительной отрасли - пневмокониозов и пылевых бронхитов.
Дальнейшее совершенствование технологий строительства и производства строительных материалов выводят проблему охраны труда в ряд важнейших общегосударственных задач, решение которой непосредственно связано с защитой здоровья человека на производстве. Важное место в комплексе этих задач занимает проблема обеспечения качества воздушной среды на уровне санитарно-гигиенических нормативов.
К предприятиям строительной отрасли относятся асфальтобетонные заводы (АБЗ), в процессе эксплуатации которых в воздух рабочих зон выделяется значительное количество неорганической пыли. К числу рабочих мест АБЗ с вредными условиями труда относят рабочее место оператора агрегата питания, где запыленность воздуха рабочей зоны в десятки раз превышает ПДКрз.
Решить проблему снижения концентрации пыли в воздухе рабочих зон агрегата питания АБЗ возможно на основе реализации комплекса мероприятий, в рамках которого наряду с организационными и технологическими мерами важное место занимают инженерные средства, одним из наиболее эффективных и распространенных является гидрообеспыливание.
В современных условиях необходимо контролировать обеспечение максимальной эффективности при экономичной организации процессов улавливания пыли и очистки воздуха от пылевого аэрозоля в системах обеспыливания. При этом оценка экономичности процессов улавливания и очистки может быть проведена на основе изучения и определения энергетических параметров пылевого аэрозоля при его выделении в рабочую зону агрегата питания АБЗ и при его разрушении как дисперсной системы в процессе обеспыливания воздуха.
Для того, чтобы рационально управлять работой систем обеспыливания воздуха, необходимо знать сущность процессов, реализуемых в этих системах по отношению к пылевому аэрозолю. При этом остаются недостаточно изученными энергетические параметры пылевого аэрозоля, характеризующие условия его зарождения, развития и разрушения.
Именно поэтому, решение задач, связанных с защитой воздуха рабочих зон операторов агрегатов питания АБЗ от пылевого загрязнения, а также с разработкой и внедрением новых средств обеспечения безопасных и безвредных условий труда на этих предприятиях, является одной из актуальных задач в области охраны труда.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» по теме «Создать и внедрить инженерные системы обеспечения чистоты воздуха в производственных помещениях и предупреждения загрязнения атмосферы промышленных площадок», а также по теме «Разработка и внедрение в практику систем жизнеобеспечения в производственной и окружающей средах» в рамках комплексной научно-технической программы Министерства образования и науки РФ.
Целью работы является обеспечение нормативных санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне агрегата питания асфальтобетонных заводов за счет снижения концентрации пылевого аэрозоля до значений ПДК путем повышения эффективности и экономичности процесса, а также совершенствования технических средств улавливания пыли и очистки воздуха от пылевых частиц.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- построить физическую модель процесса снижения загрязнения производственной воздушной среды (воздуха рабочей зоны) для условий эксплуатации агрегата питания АБЗ;
- выполнить анализ основных методик выбора обеспыливающего оборудования в различных производственно-технологических обстановках с целью выявления наиболее приемлемой из них для дальнейшего совершенствования и возможности применения для условий эксплуатации агрегата питания АБЗ;
- уточнить математическое описание результирующих параметров (эффективности и энергоемкостного показателя) процессов улавливания и очистки воздуха от загрязняющих веществ (пыль песка и щебня) для условий эксплуатации агрегата питания АБЗ;
- усовершенствовать методику выбора высокоэффективной и экономичной системы борьбы с загрязняющими веществами (пыль песка и щебня) и расчета ее рабочих параметров для условий эксплуатации агрегата питания АБЗ;
- провести теоретические и экспериментальные исследования процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны агрегата питания АБЗ и сравнить результаты полученных исследований;
- выполнить практическую апробацию методики выбора высокоэффективной и системы борьбы с загрязняющими веществами (пыль песка и щебня) для условий эксплуатации агрегатов питания действующих АБЗ.
Основная идея работы заключается в выборе рациональных средств обеспыливания воздуха рабочей зоны агрегата питания АБЗ на основе математического описания и последующей оптимизации эффективности и энергетической экономичности процесса снижения пылевого загрязнения воздуха.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов и математическое описание их результирующих параметров, обработку экспериментальных данных методами корреляционного анализа с применением ПК, лабораторные и опытно-промышленные исследования.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением основополагающих законов фундаментальных наук, подтверждена экспериментальными исследованиями, проведенных в лабораторных условиях и удовлетворительной сходимостью полученных теоретических и экспериментальных результатов.
Научная новизна результатов работы заключаются в следующем:
- постадийно систематизированы и обобщены процессы улавливания, и очистки воздуха от пыли для условий эксплуатации агрегата питания АБЗ, что в значительной мере облегчает расчет этих процессов при проектировании систем обеспыливания воздуха для агрегатов питания АБЗ из условий обеспечения максимальной эффективности и экономичности параметров процессов;
- уточнено математическое описание параметрической зависимости эффективности процессов улавливания и очистки воздуха от пыли агрегатов питания АБЗ.
- исследованы энергетические параметры процессов улавливания и очистки воздуха от пыли агрегатов питания АБЗ и уточнены параметрические зависимости энергоемкостного показателя в зависимости от динамических особенностей и эффективности их реализации.
Практическое значение работы заключается в следующем:
- усовершенствована методика выбора оптимальных технологий реализации процессов улавливания пыли и очистки воздуха от пылевого аэрозоля на основе обеспечения ПДК пыли в воздухе рабочей зоны агрегатов питания АБЗ;
- результаты проведенных исследований позволили определить пути совершенствования технологии обеспыливания воздуха с целью максимально экономичного обеспечения нормативной запыленности воздуха рабочей зоны агрегатов питания АБЗ в случаях, когда известные инженерные решения не позволяют реализовать на практике оптимальные расчетные параметры процесса обеспыливания.
Реализация результатов работы:
- разработана и внедрена технологическая схема процессов улавливания пылевого аэрозоля и очистки воздуха от пыли песка и щебня для агрегата питания АБЗ ГУП РО «Ростовское ДРСУ»;
- разработана и внедрена технологическая схема процессов улавливания пылевого аэрозоля и очистки воздуха от пыли песка и щебня для агрегата питания АБЗ Комбината дорожно-строительных материалов ООО «КДСМ» г. Ростова-на-Дону;
- результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе кафедрой «Инженерная защита окружающей среды» ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» при проведении практических занятий со студентами по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности».
