Расчет воздухообмена на участке цеха

 

                                                     Охрана труда

Расчет воздухообмена на участке цеха.

Расчет воздухообмена на проектируемом участке выполняется исходя из выделяющихся при сварке газов, паров и пыли, которые являются основными факторами, определяющими загрязнение воздушной среды. В спроектированном технологическом процессе используется автоматическая сварка под флюсом             Тогда при сварке будут выделяться вредные вещества, приведенные в таблице 15.1.

Таблица 15.1.Выделение вредных веществ на проектируемом участке.

 

Вид сварки	Вредное вещество	Выделяется при сварки
автоматическая сварка под флюсом	Аэрозоли окислов железа	8 грамм на килограмм  расходуемой проволоки
	Окись углерода	10 грамм на килограмм  расходуемой проволоки
	Аэрозоли окислов марганца	3 % от содержания марганца  в расходуемой проволоке
	Аэрозоли окислов хрома	1 % от содержания хрома в  проволоке

 

Наибольший часовой расход каждого вида сварочных материалов определяется по формуле:

,   кг/ч   (15.1)

где: g1…gn – почасовой расход сварочных материалов на 1…n – ом стенде одного вида сварки, работающих в один и тот же час.

Наибольший часовой расход материалов при полуавтоматической сварке в среде Ar + СО2 + О2:

сварочной проволоки:   Gпр=1,79 х 1+2,51 х 1+2,87 х 2+0,71 х 1=10,75 кг/ч;

газа:                                 Gг=34,05+47,74+54,59 х 2+13,5=204,5  л/ч.

Наибольшее выделение каждого газа, пыли и пара при работе принятого сварочного оборудования в течении одного часа от сварки составит:

m = G x n , г/ч   (15.2)

где: n – норма выделения, г/кг (табл. 15.7).

Рассчитываем вредные выделения при полуавтоматической сварки среде  
Ar + СО2 + О2:

1. аэрозоли окислов железа:

   (15.3)

 г/ч

2. окись углерода:

   (15.4)

г/ч

3. аэрозоли окислов марганца:

   (15.5)

  (15.6)

где: [%Mn] – содержание марганца в проволоке, %;

η – процент выделяющегося MnO2 от содержания марганца в  проволоке, η = 3 %.

 г/кг

 г/ч

4. аэрозоли окислов хрома:

   (15.7)

  (15.8)

 г/кг

 г/час

В проекте предусмотрена вытяжная вентиляция по всем сварочным стендам и постам, обеспечивающая улавливание вредных веществ, выделяющихся при сварке, до 90 % (рекламные проспекты Sov Plym). Принимаем 90 %.

Определяем выделение каждого в отдельности вредного вещества в помещении участка цеха от всех видов сварки:

 мг/час   (15.9)

где: k – коэффициент, учитывающий улавливание 90 % вредных веществ вентиляцией, k = 0,1;

1000 – перевод в мг/час.

                                          мг/час

 мг/час

 мг/час

 мг/час

Для получения концентрации вредных веществ в помещении ниже ПДК необходимый воздухообмен рассчитывается для каждого в отдельности вида вещества по формуле:

   (15.10)

где: ПДК – предельно допустимая концентрация, определяется по  
ДСТУ 12.1.005 – 88:

 м3/час

 м3/час

 м3/час

 м3/час

Так как вещества имеют равнонаправленное действие, для воздухообмена примем максимальную величину:

L = 3385 м3/час

 

Зануление электрического оборудования

Электрическое оборудование участка цеха питается от сети трехфазного переменного тока 380/220 В с заземленной нейтралью.

Для предотвращения травматизма при прикосновении к корпусам установок, оказавшихся под напряжением, установки зануляются, то есть корпус соединяется с нейтралью, а в систему питания каждой установки введены защитные устройства (расцепители).

Выбор защитных устройств для сварочного оборудования участка цеха. Исходные данные, выбранные типы и характеристики расцепителей приведены в таблице 15.2.

Расчет повторного заземления нейтрали сети питания электроустановок участка цеха.

1. Сеть питания электрооборудования участка цеха трехфазная 380/220 В с заземленной нейтралью на подстанции;
2. Общая мощность электрооборудования 300 кВА;
3. Мощность трансформатора питающей подстанции должна быть не менее мощности всего оборудования, то есть более 300 кВА;
4. Для принятых условий нормированное сопротивление повторного заземления нейтрали R0 должно составить ≤ 10 Ом по нормам;
5. Размеры заземлителей определяются по нормам. Принимаем заземлители искусственные, бракованные трубы d = 0,1 м, толщина стенки 5 мм, длина = 1,68 м, что соответствует требованиям;
6. Заземлители располагаются в земле вертикально по контуру;
7.   Грунт в районе расположения участка цеха – суглинок, с удельным сопротивлением ρ = 100 Ом.м;
8. Расстояние между заземлителями должно быть не менее . Принимаем  
   а = 2 х = 2 х 1,68 = 3,36 м;
9. Заглубление заземлителя h определяется:

 м   (15.11)

где: х – расстояние от поверхности земли до верхней части заземлителя (не менее 0,7 м).

 м

Для принятых исходных данных сопротивления растеканию тока в земле одного заземлителя (R):

, Ом  (15.12)

где: ηс – коэффициент сезонности; для Украины ηс = 1,75

, Ом

Необходимое число заземлителей:

   (15.13)

где: ηэ – коэффициент экранирования труб; ηэ = 0,64.

Для соединения заземлителей применяем стальную полосу шириной  
b = 0,15 м; толщиной 0,005 м, сечением 0,00075 м2.

Стальная полоса расположена на глубине х = 0,7 м.

Длина полосы:

   (15.14)

м

Сопротивление растеканию тока полосы:

, Ом   (15.15)

где: ηс – для Украины = 4.

, Ом

 

Сопротивление всего заземляющего устройства:

, Ом   (15.16)

где: ηэ.п – коэффициент, учитывающий взаимное экранирование полосы и труб; ηэ.п = 0,32.

  Ом

Полученное значение Rз = 8,69 Ом, меньше допустимого R0 = 10 Ом, а следовательно удовлетворяет ПУЭ.

Таблица 15.2 – Выбранные устройства защиты для сварочного оборудования.

 

Характеристика	ПДГ-306	ВДГМ-1602
Потребляемая мощность, W кВт.	1,5	108,3
Напряжение, Uл/Uф, В.	380/220	380/220
Коэффициент мощности, cos φ.	0,8	0,9
Расчетный номинальный ток потребителя: , А.	2,8	182
Расчетный номинальный ток расцепителя: , А.	2,8	182
Тип расцепителя (из условия, что номинальный ток расцепителя больше расчетного), А.	АП-25-3Т	А 3130   (3-х полюсный)
Ток установки для мгновенного срабатывания, Iу, А.	28	1 400
Допустимый ток короткого замыкания Iк.з  расцепителя, А.	600	30 000
Требуемый ток короткого замыкания  в сети (Iк.з≥3Iу)	84	4 200
Требуемое сопротивление петли  «фаза-нуль» R≥Uф/Iк.з, Ом.	2,61	0,052

 

 

Расчет искусственного освещения участка цеха.

Выбираем метод расчета рабочего общего равномерного освещения.

В связи с тем, что в сборочно-сварочном цехе освещение рабочих поверхностей осуществляется в основном прямым светом от источников (малая доля света, отраженного от потолка и стен), применяем точечный метод расчета [20].

При выполнении работ не требуется точное различие цветов, поэтому для освещения принимаем газоразрядные лампы ДРЛ. Светильники, располагаются выше мостовых кранов, на уровне стропильных ферм. Высота подвеса светильников будет:

hр = Н – 0,8, м   (15.17)

где: Н – высота от пола до стропильных ферм (высота участка цеха);  
Н = 10 м;

0,8 – расположение условной  рабочей поверхности, м.

hр = 10 – 0,8 = 9,2 м

Для фактических условий участка цеха наиболее рациональными по КПД и отвечающими ПУЭ по пожарной безопасности являются светильники С34 ДРЛ мощностью 250…1000 Вт.

0,8…1,2   (15.18)

где:  - расстояние между светильниками, м.

Принимаем расположение светильников по вершинам квадратов, как более рациональное.

Расстояние от светильников до стен принимаем /2.

Для пролета шириной 18 м принимаем 2 ряда светильников.

Тогда фактическое расстояние между рядами светильников определяем из уравнения:

   (15.19)

где: n = 2 – количество рядов.

18 =

,   = 9 м

Тогда:   /2 = 4,5 м.

Количество светильников в одном ряду (m) определяется из уравнения:

   (15.20)

где: L = 42 м – длина цеха;

m= 4,7, принимаем 5 штук.

Фактическое значение λф определяется по формуле:

   (15.21)

Выбираем светильник С34 ДРЛ, у которого λ = 0,8…1,2.

Схема расположения светильников и их влияние на фактические точки представлены на рис. 15.1.

Результаты сводим в таблицу 15.3.

Таблица 15.3. – Расстояние от контрольных точек до проекции каждого светильника на рабочую поверхность, его условная освещенность.

 

Контрольная точка А		Контрольная точка Б		Контрольная точка В
Расстояние от     точки  до       проекции          светильника     на рабочую поверхность, м	еус   лк	Расстояние от точки до проекции  све-тильника на рабочую поверхность, м	еус лк	Расстояние от точки до проекции светильника на рабочую поверхность, м	еус   лк
А1 = 4,5	4,0	Б1 = 4,5	4,0	В1 = 6, 36	2,1
А2 = 10,06	0,5	Б2 = 4,5	4,0	В2 = 6,36	2,1
А3 = 18,55	0,01	Б3 = 13,5	0,1	В3 = 14,23	0,07
А6 = 4,5	4,0	Б6 = 10,06	0,5	В6 = 6,36	2,1
А7 = 10,06	0,5	Б7 = 10,06	0,5	В7 = 6,36	2,1
А8 = 18,55	0,01	Б8 = 16,22	0,05	В8 = 14,23	0,07
Σе ус	9,02	Σе ус	9,15	Σе ус	8,54

 

Световой поток светильника, необходимый для создания нормируемой освещенности в контрольной точке с наименьшей освещенностью, определяется по формуле:

   (15.22)

где: Ен – нормируемая освещенность, Ен = 200 лк;

μ – коэффициент, учитывающий влияние удаленных источников света,   μ = 1,1;

к – коэффициент запаса, к = 1,8;

Σеус(min) – минимальная суммарная освещенность контрольной точки от всех светильников.

 лм

 

             

 

                   

 

                      

Рисунок 15.1 – Схема расположения светильников и их влияние на фактические точки.

 

Мощность источника света выбираем исходя из рассчитанного светового потока F. Принимаем лампу ДРЛ-1000 М, обеспечивающую 46000 лм.

Фактическая освещенность в контрольной точке составляет:

, лм   (15.23)

, лм

Отклонение фактической освещенности от нормируемой составит:

                    

   (15.24)

%

Отклонение в большую сторону на 20 % и в меньшую сторону на 10 % допускается нормами.

 

15.2.4. Пожарная безопасность проекта цеха

Разработаны мероприятия пожарной бозопасности для конструкции здания цеха, используемого оборудования и техники, оснащения участка цеха средствами первичного пожаротушения.

15.2.4.1.Пожарная  безопасность здания цеха

Запроектированный участок цеха относится к категории Г взрывной и пожарной опасности помещений и зданий. В соответствии с количеством этажей –1 и площадью здания – 756 м2 по СНиП 2.09.02-85 определяем требуемую степень огнестойкости здания – 4, [12].

Требуемые минимальные пределы огнестойкости основных элементов конструкций здания участка цеха приведенных в ДБН В .1.1.-7-2002 заносим в таблицу 15.4

Таблица 15.4. – Пределы огнестойкости здания (мин).

 

Степень огнестой кости	Колонны наружные и внутренние, несущие стены	Навесные панели наружных стен	Фермы,  балки и  плиты покрытий	Плиты чердачных перекры тий	Внутре нние перего родки
4	180	270	45	108	150