Содержание к диссертации
Введение
1 . Обоснование необходимости моделирования и многофакторного анализа движения полей взрывопожароопасных веществ 10
1.1 .Поступление взрывоопасных веществ в помещение от технологического оборудования, работающего под давление 10
1.2. Состояние проблемы моделирования полей взрывопожаро опасных веществ в производственных помещениях 16
1.3.Выводы по первой главе. Постановка цели и задач исследования 24
2. 3акономерности распределения взрывопожароопасных веществ 26
2.1 .Математическая модель полей концентраций взрывопожаро опасных веществ в производственных помещениях 26
2.2. Исследование процессов движения полей взрывопожаро-опасных веществ на воздушно-тепловой модели 41
2.3.Построение и анализ корреляционно-регрессионных моделей 53
2.3.1.Метод обработки и анализ экспериментальных данных, полученных при моделировании 53
2.3.2.Моделирование процессов динамики полей взрывопо-жароопасного вещества при стационарном и аварийном режимах 62
2.4.Выводы по второй главе 75
3. Эксперементальные исследования в промышленных условиях закономерностей распространения в помещениях тяжелых взрывопожароопасных веществ 78
3.1.Исследование эффективности существующей установки газоанализаторов в производственных помещениях с незначительными избытками теплоты 78
3.2. Исследование влияния скорости истечения приточного воздуха на распределение взрывопожароопасных веществ 86
3.3.Выводы по третьей главе 90
4. Прогнозирование аварийной ситуации 92
4.1. Оценка пожарной опасности технологического процесса... 92
4.1.1. Выбор и обоснование расчетного варианта 92
4.1.2. Расчет избыточного давления для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей 94
4.1.3. Определение размеров зон, ограниченных НКПВ газов и паров, при аварийном поступлении горючих газов и паров нагретых легковоспламеняющихся жидкостей в помещении 102
4.2. Анализ риска опасного производственного объекта 107
4.3. Выводы по четвертой главе 116
Общие выводы 118
Литература 120
Приложения 130
- Состояние проблемы моделирования полей взрывопожаро опасных веществ в производственных помещениях
- Исследование процессов движения полей взрывопожаро-опасных веществ на воздушно-тепловой модели
- Исследование влияния скорости истечения приточного воздуха на распределение взрывопожароопасных веществ
- Расчет избыточного давления для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
Введение к работе
Актуальность работы. Рост пожарной опасности промышленных предприятий связан, как правило, с большим разнообразием используемого сырья и полупродуктов, имеющих пожарную опасность: вещества, применяемые в большинстве производств, газообразны, взрывопожароопасны и представляют собой потенциальную пожарную опасность и угрозу профессиональных заболеваний работающих.
Важную роль в снижении тяжести последствий возможных пожаров играет раннее обнаружение взрывопожароопасной обстановки. Эффективность работы систем пожарной сигнализации определяется оптимальностью выбора способа размещения газоанализаторов. Действующие на сегодняшний день требования разрабатывались в середине восьмидесятых годов. Уровень пожарной опасности производственных объектов за прошедший период повысился в несколько раз, что не нашло адекватного отражения в новых методиках и нормативной базе.
Существующие принципы и методы расчета установки газоанализаторов не учитывают в достаточной мере комплексного воздействия воздушных потоков и таких факторов, как молекулярная масса газообразных вредных веществ, геометрические размеры помещения, режимы работы технологического оборудования, потоки теплоты и взрывопожароопасных веществ, выделяющихся от оборудования, кратность воздухообмена, скорость истечения приточного воздуха из воздухораспределителей и способы организации воздухообмена.
Процесс распространения взрывопожароопасных вредных веществ тяжелее воздуха в производственных помещениях с незначительными удельными теплоизбытками (до 30 Вт/м3) остается все еще мало изученным, вследствие того, что он включает целый ряд трудноучитываемых факторов: неустойчивые воздушно-тепловые потоки, распространение вредностей навстречу потоку приточного воздуха, влияние геометрических размеров помещения, молекулярной массы газа, когда газы тяжелее воздуха занимают положение с минимальной диссипированной энергией.
Проблема совершенствования метода расчета установки газоанализаторов в производственных помещениях с выделениями взрывопожароопасных веществ тяжелее воздуха от технологического оборудования, учитывающего комплексное воздействие перечисленных выше факторов, является весьма актуальной, так как позволит улучшить противопожарную защиту и одновременно снизить степень риска работающего персонала.
Цель исследования - разработка математической модели полей концентраций взрывопожароопасных веществ и определение мест расположения датчиков пожарной сигнализации.
В соответствии с поставленной целью исследований необходимо решить следующие задачи:
- разработать математическую модель, описывающую движение воздушных потоков и полей концентраций взрывопожароопасных веществ в производственных помещениях с оборудованием, работающим под давлением;
на основе математической модели получить зависимости распределения полей концентраций взрывопожароопасных веществ в производственных помещениях;
подтвердить адекватность математической и воздушно-тепловой моделей исследованиями в натурных условиях взрывопожароопасной среды помещения при нормальном технологическом процессе и прогнозировании чрезвычайной ситуации;
на основе полученной модели и зависимостей распределения полей концентраций разработать методику определения мест расположения датчиков пожарной сигнализации;
построить «дерево событий» при аварии на примере компрессорного цеха и определить степень риска для подтверждения правильности выбора мест расположения датчиков пожарной сигнализации.
Научная новизна:
разработана математическая модель, описывающая движение воздушных потоков и полей концентраций взрывопожароопасных веществ в производственных помещениях; в отличие от известных модель позволяет определять поля концентраций взрывопожароопасных веществ с учетом воздействия молекулярной массы веществ, геометрических размеров помещения, теплопоступ-лений и количества взрывопожароопасных веществ, выделяющихся от оборудования и кратности воздухообмена;
на основе математической модели получены аналитические зависимости распределения полей концентраций взрывопожароопасных веществ в производственных помещениях и выполнено моделирование способов установки датчиков пожарной сигнализации;
на основе полученной модели и зависимостей для определения полей концентраций разработана методика определения зон первоначального возникновения взрывопожароопасной концентрации. Расположение датчиков в этих зонах обеспечивает минимальное время срабатывания пожарной сигнализации;
построено «дерево событий» при аварии на примере компрессорного цеха и определена степень риска для подтверждения правильности выбора мест расположения датчиков пожарной сигнализации.
Научная значимость работы заключается в использовании полученных результатов для проектирования систем пожарной сигнализации, обеспечивающих своевременное реагирование.
Практическое значение работы состоит в обеспечении возможности решения комплекса задач, связанных со своевременным реагированием на повышение концентраций взрывопожароопасных веществ.
Аналитические и экспериментальные зависимости концентраций взрывопожароопасных веществ, метод многофакторного решения установки газоанализаторов, разработанные в диссертационной работе на основе моделирования динамики концентраций взрывопожароопасных веществ, позволят проектиро-
вать наиболее эффективные системы пожарной сигнализации в производственных помещениях с незначительными теплоизбытками.
Внедрение результатов. Математическая модель, описывающая движение воздушных потоков и полей концентраций взрывопожароопасных веществ, методика определения мест расположения датчиков пожарной сигнализации применяются в практике институтов Воронежское ОАО «Синтезкаучукпроект», Воронежское ДОАО «Газпроектинжиниринг», а также внедрены на объектах ОАО «Воронежсинтезкаучук».
Результаты теоретических и экспериментальных исследований диссертации используются в курсовом и дипломном проектировании по специальности «Пожарная безопасность», а также в научно-исследовательской работе Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.
Достоверность полученных результатов и выводов обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных средств измерений, применением математических методов планирования экспериментов и статистической обработкой их результатов, а также опытными испытаниями и их положительным практическим эффектом.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, Воронежского института высоких технологий (г. Воронеж, 2004-2008 гг.) и на II и III Всероссийских научно-технических конференциях Воронежского пожарно-технического училища (г. Воронеж, 2007-2008 гг.).
На защиту выносятся:
математическая модель, описывающая движение воздушных потоков и полей концентраций взрывопожароопасных веществ в производственных помещениях;
аналитические зависимости распределения полей концентраций взрывопожароопасных веществ в производственных помещениях;
методика определения зон первоначального возникновения взрывопо-жароопасной концентрации (расположение датчиков в этих зонах обеспечивает минимальное время срабатывания пожарной сигнализации);
«дерево событий» при аварии на примере компрессорного цеха.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей объемом 104 страницы, из них лично автору принадлежит 50 страниц. Три работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК ведущих рецензируемых журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации.
В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работе [1] изложены результаты экспериментальных исследований динамики концентраций взрывопожароопасных веществ в промышленных помещениях; в работе [2] на основе логико-графических методов произведен анализ риска возникновения аварийной ситуации на опасном производственном объекте; в работе [3] приведены законо-
мерности распространения взрывопожароопасных веществ на основе экспериментальных исследований в промышленных условиях.
Объем и структура диссертации. Диссертация общим объемом 134 страницы машинописного текста состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 94 наименований и 2 приложений. В текст диссертации включены 9 таблиц, 39 рисунков.
Состояние проблемы моделирования полей взрывопожаро опасных веществ в производственных помещениях
Движение полей концентраций взрывопожароопасных веществ представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных процессов, в результате которых в рабочей зоне производственных помещений создаются метеорологические и санитарно-гигиенические условия в пределах, допустимых нормами [73, 76]. Наиболее полным математическим описанием этих процессов может служить система уравнений, описывающих отдельные ее составляющие. Необходимость такого подхода к решению вентиляционных задач отмечалась в работах В.Н. Богословского, В.М. Эльтермана, В.П. Титова, Ю.Я. Кувшинова, М.И. Гримитлина, В.И. Бодрова, В.И. Полушкина, И.И.Полосина, О.Я. Кокори-на, М.Я. Поза, А.Г. Сотникова, В.Н. Талиева, Ю.Г. Грачева и др. [11,12,13,25,55,56,81,82,88]. В этих работах рассматриваются основные дифференциальные уравнения процессов вентиляции. Решение этих систем дифференциальных уравнений в общем виде методами современной математики не представляется возможным. Дифференциальные уравнения могут быть при известных начальных и граничных условиях решены для ламинарных потоков сред, коэффициенты вязкости, теплопроводности и диффузии которых являются физическими константами и входят наряду с начальными и граничными условиями в условия однозначности. В случае турбулентных потоков в дифференциальные уравнения входят коэффициенты турбулентной вязкости, турбулентного обмена и теплопроводности, которые не являются известными величинами, входящими в условия однозначности. Вследствие этого имеющаяся система уравнений становится не замкнутой и для её решения необходимы дополнительные зависимости, для получения которых используются различные теории турбулентности [1].
Ряд процессов может быть описан системой упрощенных дифференциальных уравнений, т.е. когда на течение процесса не оказывает существенного влияния изменение того или иного фактора или целой группы факторов в широких пределах их изменения. К числу таких процессов относятся приточные и конвективные струи, оказывающие большое влияние на формирование пожа-ровзрывоопасной среды в производственных помещениях с оборудованием, работающим под давлением. Основы теории турбулентных струй изложены в работах [1,90]. Большое количество результатов исследования турбулентных струй применительно к задачам вентиляции приведено в работах [7,88], где достаточно полно изучено распределение относительных концентраций вредных веществ вдоль оси и по поперечному сечению струй различных типов.
В связи с развитием вычислительной техники и более современными методами исследований микроструктуры турбулентных течений в последнее время создалось новое перспективное научное направление — определение закономерностей формирования скоростных и температурных полей в вентилируемом помещении на основе решения численными методами на ЭВМ системы уравнений ,включающей уравнение движения Навье-Стокса (Рейнольдса), уравнение энергии, а также уравнение переноса и диссипации турбулентной кинетической энергии (Б. Ханель [91], М.Я. Поз [55], А.И. Бакланов [5] и др.).
На основе приближённого математического моделирования взаимодействия тепловоздушных потоков в вентилируемых помещениях проф. Г.М. Пози-ным получена система линейных и нелинейных алгебраических уравнений, решение которой представлено в матричной форме [57]. Математические модели струйных течений разрабатывались при расчёте теплового режима зданий и аэрации В.Н. Богословским, Ю.А. Табунщиковым [11,82]. Общность моделей заключается в том, что они характерны для граничных условий взаимодействия струй, ограниченных одной или несколькими плоскостями, например, инфильтрация через стены, настилающиеся струи на потолок или на потолок и стены одновременно.
Исследованием динамики концентраций взрывопожароопасных веществ в вентилируемом помещении в большей степени занимались В.М. Эльтерман [88], М.Ю. Кун [44,45]. Ими установлено, что газовые потоки, образующиеся при вентиляции помещений, характеризуются высокой степенью турбулентности, влияния которой на распределение концентраций взрывопожароопасных газов нельзя не учитывать. В работах [88] исходя из дифференциального уравнения турбулентного обмена в набегающем потоке воздуха получены решения, определяющие поле концентрации в потоке воздуха от различных видов источников, приближающихся к характерным в вентиляционной технике. Однако эти результаты относятся только к стационарным процессам распространения вредностей в плоскопараллельных воздушных потоках.
Несмотря на то, что в последнее время достигнуты определенные успехи в теоретическом решении задач вентиляции [5,12,21,25,40], метод приближенного моделирования процессов "вентиляции остается одним из основных методов их решения. В ряде случаев приближенное моделирование остаётся единственным реализуемым методом. Полное моделирование либо неосуществимо, либо нецелесообразно, т.к. приводит к исследованию в натуре [43]. Meтод приближенного моделирования предусматривает создание модели, которая более проста, чем натура. Поэтому возникает необходимость создания обоснованных методик приближенного моделирования с учетом конкретных особенностей изучаемого явления и объема имеющейся о нем информации, характера поставленной задачи, принятой для модели рабочей среды, а также технических средств для проведения экспериментов. Обоснованной методикой приближенного моделирования можно признать только такую, для которой установлена возможная ошибка [19,26]. При этом должна быть ограничена область применения данной методики и поставлены пределы, в которых результаты проведенных опытов не будут превышать установленной погрешности. Основные теоремы подобия, а также критерии, которые выводятся из дифференциальных уравнений, описывающих моделируемые вентиляционные процессы, приведены в работах [19,26].
В настоящее время имеются отработанные методики приближенного моделирования вентиляционных процессов при выделении взрывопожаро-опасных газов как вместе с теплом, так и отдельно [6,44,59]. Важной проблемой, исследованной при помощи математического и физического моделирования, остаётся установление закономерностей распределения избыточных температур и концентраций по высоте производственного помещения. Нагрев воздуха или подмешивание к нему взрывопожароопасных газов, имеющих отличную от него плотность, приводят к расслоению воздуха по высоте помещения [88]. Создавшееся расслоение определяет процессы переноса взрывопожароопасных веществ в вентилируемом помещении.
Исследование процессов движения полей взрывопожаро-опасных веществ на воздушно-тепловой модели
Для определения оптимального размещения газоанализаторов и сигнализаторов необходимо знать характер распределения концентрации взрывопожароопасных веществ по высоте и в плане помещения. Определить концентрацию веществ в рабочей зоне теоретическим расчетом пока не представляется возможным в следствии многих переменных факторов.
С помощью натурных исследований выявить истинную картину распределения вредностей очень затруднительно, а зачастую и невозможно, так как для проведения натурных исследований мы почти лишены возможности варьировать различными схемами организации воздухообмена, направлением движения воздушных потоков. Это затрудняет выявление закономерностей, поэтому основным методом экспериментального изучения рассматриваемых явлений является метод воздушно-теплового моделирования. За натурными испытаниями остается лишь огромная роль проверочного звена. Метод воздушно-теплового моделирования свободен от перечисленных недостатков натурного эксперимента. Он дает возможность производить экспериментальные работы с исключением второстепенных и регулированием основных факторов. Путем моделирования можно с большой точностью установить степень влияния любого единичного фактора на всю работу системы.
Все выше изложенное позволило в качестве основного метода исследования вентиляции помещений с оборудованием, работающим под давлением, выбрать метод приближенного теплового и аэродинамического моделирования на воздушной модели.
При моделировании процессов движения полей концентраций концентрации взрывопожароопасного вещества необходимо равенство критериев подобие в модели и натуре. Нами рассматривался стационарный изобарический процесс, который моделировался лишь в теплый период года, когда условия труда самые неблагоприятные. Приближенное моделирование проводилось при выполнении следующих условий подобия. 1. Геометрическое подобие модели и натуры. Выполнение этого условия означает, что все элементы внутри модели геометрически подобны натурным, а их линейные размеры составляют /и-часть натурной величины. Масштаб модели Ci=m является константой геометрического подобия. Масштаб модели выбирали по конструктивным соображениям, с учетом возможности измерения скоростей воздуха применяемым прибором, а также исходя из размеров помещения, в котором проводятся экспериментальные исследования. Исходя из этих соображений, масштаб моделей нами был принят 2.Турбулентный режим течения приточных струй. Характер движения воздушного потока в приточной струе определяется критерием Рейнольдса где d -диаметр воздушного канала, м; V - кинематическая вязкость воздуха, м /с. Установлено, что нарушение закона трения Гагена-Пуазейля происходит при Re ReK цт=2000, а для каналов, ограниченных твердыми стенками, при Re Re ит=500. При выполнении в модели указанного условия для приточных струй, поступающих в помещение, явление автомодельно относительно критерия подобия Re. В наших опытах при минимальном значении скорости Следовательно, проведенные опыты лежат в автомодельной области по отношению к критерию Re. 3. Инвариантность критерия Архимеда Аг в модели и натуре. Критерий Аг характеризует соотношение между гравитационными и инерционными силами в приточной струе, которое должно быть одинаковым в модели и в натуре. В нашем случае, когда плотность среды изменяется как от температуры, так и от величины примеси к воздуху, критерий Аг имеет вид где g - ускорение свободного падения, м/с ; р - плотность воздуха, кг/м . Согласно рекомендация Эльтермана [96], нами в предварительных опытах с целью равенства критерия Агм = Агн масштаб концентраций был принят Сс=1. Однако, производить замеры концентраций при таком масштабе было почти невозможно. Для возможности замеров концентраций в модели и увеличения их точности масштаб концентраций в опытах был увеличен от 2 до 18. Увеличение Сс изменило критерий Аг модели. Расхождение Аг в модели и натуре при максимальном масштабе Сс=18 и принятом масштабе температур Ct=l рассчитанное по формуле (2.44) составило менее 0,001 где Мв , Мгн - молекулярные массы воздуха и примеси, соответственно, кг/кмоль;
Из практики моделирования полей концентраций в помещениях с газовыделениями известно, что поля концентраций получаются подобными при масштабе концентраций Сс=40 и различии критерия Аг, взятого по любым двум сходственным точкам в модели и натуре, равным 0,05. Расчеты, приведенные в работе [94] при совмещенных источниках тепло и газовыделений и в масштабе концентраций Сс=1500 показали, что значение критерия Аг при этом практически не изменилось и формула перечета с натуры на модель, полученная при равенстве критерия Аг в натуре и в модели, остались прежними. Поля относительных температур и относительных концентраций были подобными: локальные значения исследуемых параметров отклонялись от своего среднего значения в одинаковых пропорциях (составляли один и тот же процент от средней величины параметра по рабочей зоне). Следовательно, в наших опытах можно считать, что Аг =idem. Турбулентный режим течения конвективных струй. Характер течения конвективных потоков, образующихся около нагретых поверхностей, определяется комплексом критериев Gr Рг.
Исследование влияния скорости истечения приточного воздуха на распределение взрывопожароопасных веществ
Основным методом обработки и анализа статистических данных является метод статистических группировок [17,18]. Основой статистической обработки результатов наблюдений является научная группировка, так как остальные: методы- статистического анализа w обработки- результатов исследований (индексный метод, метод корреляционного»и; регрессионного; анализа) основаны на методе группировок..
В статистике группировкой называется выделение в совокупностшявле-ний, типов характерных групп и подгрупп по существенным для-них признакам. Выделяют следующие виды статистических группировок: типологические, структурные, аналитические.
С помощью типологических группировок разделяют множества разнородных явлений на социально-экономические типы. В настоящее время-с помощью типологических группировок изучается структура состава населения, подразделение продукции на средства производства и предметы потребления и другие явления, изучаемые в статистике.
Структурные группировки применяются при исследовании внутреннего строения совокупности в пределах определенного социально-экономического типа явлений и дают возможность выявить тенденцию изменения однородных составляющих исследуемого типа явлений. Для проведения исследования методом структурных группировок нужно разгруппировать единицы изучаемой совокупности в однородные группы по определенному признаку и рассчитать абсолютные или относительные значения величины по каждой группе. При выборе группировочного признака для расчленения данных нужно учитывать, что они должны характеризовать наиболее существенные качественные особенности данного типа на основе теоретического анализа изучаемого явления или процесса, учитывать специфические особенности изучаемого процесса в зависимости от места, условийи времени. При группировке данных, особое значение имеет установление обоснованных интервалов группировок и определение числа групп. При этом выбор интервалов осуществляется так, чтобы в каждую группу попало достаточно большое число единиц совокупности, различие между которыми несущественно. Количество выделяемых групп должно быть определено конкретными условиями в зависимости от пределов колебания груп-пировочного признака.
Предметом аналитических группировок является выявление взаимосвязи между двумя или несколькими признаками, направления взаимосвязи и приближенной характеристики степени ее тесноты. Взаимосвязанные признаки подразделяются на факторные (влияющие) и зависимые (результативные). При наличии взаимосвязи изменение значения факторного признака влечет изменение значения результативного признака. При этом аналитическая группировка может быть построена как по факторному, так и по результативному признаку.
Для предварительного распознавания связей используется группировка, построенная по результативному признаку, а для установления зависимости между признаками предназначена группировка, построенная по факторному признаку.
В анализе экономических явлений метод корреляций и регрессий используется для более полного анализа и выявления многосторонних и глубоких взаимосвязей причин и следствий, носящих не строго функциональный, а стохастический характер [17,18]. Этот метод позволяет выявить существенные закономерности в более общем виде, элеминируя влияние случайных колебаний в зависимости от анализируемых факторов. Особенностью корреляционных зависимостей является изменяемость средних значений переменной величины функций под влиянием средних значений аргумента.
При исследовании зависимостей между случайными и неслучайными величинами, следует иметь ввиду, что регрессионный и корреляционный анализы взаимосвязаны. Отличие регрессионного анализа заключается в том, что исследуемые признаки-факторы могут иметь не случайный характер, а результативный признак должен быть случайной величиной [19]. Регрессионный метод позволяет выявить зависимости отдельных составляющих от изучаемых факторов влияния, дает возможность количественно оценить силу совместного воздействия факторов и влияние каждого фактора отдельно на составляющие. Используя регрессионный метод, можно выделить из совокупности воздействующих факторов наиболее значительные, что позволит разработать методику их расчета, требующую значительно меньшего количества исходных данных. Использование регрессионного метода при исследовании явлений вентиляционных процессов состоит в построении модели вида где Y - зависимая переменная, характеризующая исследуемый показатель процесса; Xi,X2,...,Xn - независимые переменные или факторы-аргументы регрессионной модели.
При построении регрессионной модели задача сводится к определению параметров a,(i = 1,2,...,п), входящих в функциюf(X,сі],а2,...ап), тип которой выбирается заранее. Определение неизвестных параметров а, осуществляется, как правило, по методу наименьших квадратов из условия, что сумма квадратов отклонений расчетных значений зависимых переменных должна быть минимальной, т.е. удовлетворять условию
Параметры а, определяются из решения системы уравнений, получаемых из вышеназванных условий. Следует отметить, что теоретическую обособленность методов регрессионного анализа обеспечивают следующие условия:
Расчет избыточного давления для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
Обследования проводились для наиболее типичных помещений с оборудованием, работающем под давлением - насосных, компрессорных на Воронежском заводе СК (ОАО Воронежсинтезкаучук), а так же были использованы данные по Нижнекамскому нефтехимкомбинату ПО «Нижнекамскнефтехим» и ОАО «Ефремовскому заводу СК».
Обычно насосные и компрессорные представляют собой одно-двухэтажные здания шириной 6, 12, 24 м, длиной до 60 м и высотой этажей 6-7,5 м с расположением окон с одной стороны. Стены зданий выложены из силикатного кирпича толщиной 380 мм, не оштукатуренные. Покрытие легко-сбрасываемое из волнистых асбестоцементных плит засыпкой между волнами пеносиликатной крошки.
По компоновке производства наиболее распространенным является смешанный вариант, когда гребенки запорной и регулирующей арматуры располагаются вне здания у глухой стены, а внутри здания остаются насосы, запорная арматура, трубопроводы и сборники. Технологический процесс непрерывный. Пары выделяющихся пожаровзрывоопасных веществ токсичны (толуол, аммиак, дивинил, стирол и др.). Они в первую очередь поражают кровеносную систему, сердце, печень.
Все источники газовыделений насосных могут быть разбиты на две группы: постоянные и периодические. К постоянным относятся сальники циркуляционных насосов, неплотности в сальниках вентилей, задвижек и других соединений, а также загазованность приточного воздуха продуктами производства.
Периодическими источниками газовыделений являются пробоотборники и ремонтные работы. Количество рабочих в насосных обычно невелико, все они не имеют точно фиксированных мест. У рабочих: аппаратчиков и лаборантов рабочим местом является зона расположения различных измерительных приборов и аппаратов. У вспомогательных (слесари, монтеры, уборщицы) - вся площадь цеха. Труд всего обслуживающего персонала, особенно аппаратчиков, требует постоянного напряженного внимания, так как малейшее упущение в работе может повлечь за собой нарушение технологического режима, а иногда может привести к возникновению довольно опасных аварийных ситуаций. Высокая насыщенность насосных и компрессорных технологическим оборудованием создает предпосылки неблагоприятные по санитарно-гигиеническим условиям труда в них. Для подтверждения адекватности математической и воздушно-тепловой моделей был взят за основу цех насосной. В нем проводилось изучение распределения концентраций, температур и относительной влажности в объеме всего помещения. Расположение оборудования в цехе и схемы вентиляции приведены на рис. 3.1. Отопление цеха воздушное, совмещенное с вентиляцией. Вентиляция приточно-вытяжная с механическим побуждением и естественная через дефлекторы. Приток воздуха, равномерно распределенный в рабочую зону, общей проектной производительностью - 35500 м /ч производится через двухсторонние и трехдиффузорные насадки. Вытяжка осуществляется механическими системами общей производи-тельностью - 17750 м /ч из нижней зоны. Помимо общеобменной, имеется местная вытяжная система производительностью - 7000 м3/ч, удаляющая вредности от местных отсосов над насосами. Естественная вытяжка осуществляется дефлекторами. За состоянием воздушной среды насосной велось систематическое наблюдение в течении двух месяцев при переходных условиях в теплый, холодный и переходный периоды года, при этом фиксировался ход технологического процесса и определялась кратность воздухообмена. Производительность механической вентиляции определялась по динамическому давлению, которое измерялось при помощи микроманометра ЦАГИ и напорной трубки МИОТ. Расход воздуха через проемы и дефлекторы определялась с помощь электроанемометра. Температура измерялась с помощью термометра с ценой деления 0,1 С. Измерения относительной влажности проводилось с помощью психрометра Ассмана. Концентрация паров стирола определялась с применением термокаталитических датчиков на хромотографе и спектрофотометре СФ-4. Пробы отбирались через поглотительный прибор Зайцева. Методика измерений проводилась согласно ОНД-90 [79]. В каждой точке пробы отбирались не менее 2-3 раз. Снятие аэродинамических характеристик вентиляционных установок показало, что их производительность и создаваемое давление на 8-15% ниже проектных. Во все периоды обследования технологический режим и состояние оборудования можно считать нормальным.
