Учебное пособие (к диплому)

несколько вариантов возможных тем, по которым будут выполняться расчеты.

При выборе содержания раздела в первую очередь следует определиться с объектом, для которого планируется разрабатывать защитные мероприятия (цех, участок, помещение БЩУ, учебная лаборатория, окружающая среда и др.). При этом следует учитывать:

•взаимосвязь с другими частями проекта (например, если в спецзадании проектируется система регулирования сжигания угольной пыли, то в разделе БЖД целесообразно рассмотреть участок пылеприготовления);

•наличие исходных данных, необходимых для выполнения расчетов (данные об объекте защиты необходимо собрать во время прохождения преддипломной практики, имея задание на дипломное проектирование).

При выборе и согласовании расчетных заданий консультант принимает во внимание содержание разделов других студентов, чтобы свести к минимуму дублирование тем и видов расчетов в учебной группе.

Согласовав план работы, консультант может оказать помощь в подборе литературы, программных средств, которые можно использовать при выполнении раздела "Безопасность и экологичность проекта". О темах возможных расчетных работ будет сказано ниже.

На вторую и последующие консультации студент должен приносить: подробное содержание (оглавление) раздела, чтобы консультант мог оценить компоновку, иерархичность, логичность

иполноту описаний; черновик раздела "Безопасность и экологичность проекта" и список вопросов к консультанту. На этих консультациях преподаватель проверяет описания и расчеты и (или) отвечает на вопросы студента. При отсутствии существенных замечаний консультант подписывает черновики пояснительной записки (чертежей).

На последнюю консультацию (в идеальном случае – третью) студент должен принести:

-подписанные консультантом черновики;

-чистовики раздела пояснительной записки (чертежи);

-оформленные и подписанные автором (студенты часто забывают ставить свою подпись): титульный лист и задание на проектирование.

98

При отсутствии замечаний консультант подписывает представленные материалы и, таким образом, дает разрешение на защиту раздела "Безопасность и экологичность" дипломного проекта.

Рассмотрим возможное содержание подразделов и методические рекомендации по их выполнению.

7.3. Методические рекомендации

При выполнении раздела "Безопасность и экологичность" студенты должны руководствоваться специальной литературой. Ниже даны лишь краткие рекомендации, которые можно использовать при написании введения и заключения, подразделов: "Анализ вредных и опасных факторов", "Защита от вредных факторов"; "Обеспечение безопасности"; "Экологическая безопасность" и "Безопасность в чрезвычайных ситуациях".

7.3.1. Введение и заключение

Правила их написания являются общими для любых технических документов.

Во введении дается краткая характеристика объекта, безопасность которого будет оценена и обеспечена в проекте. Обосновывается необходимость анализа безопасности (условий труда) и разработки технических решений, которые позволят свести к допустимым значениям возможный ущерб обслуживающему персоналу, технике, населению, природной среде; перечисляются задачи, которые будут решаться в разделе.

В заключении кратко описываются: содержание работы, результаты анализа и расчетов, которые доказывают безопасность объекта и достаточность принятых решений. Текст заключения следует написать так, чтобы его можно было использовать в качестве части доклада на защите проекта.

7.3.2. Анализ вредных и опасных факторов

Вредный фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию

[28].

Опасный (травмоопасный) фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному (смертельному) исходу.

99

Перечень негативных факторов в настоящее время насчитывает более 100 видов.

К наиболее распространенным вредным производственным факторам относятся:

-запыленность вредными веществами и загазованность воздуха;

-недопустимые метеоусловия (температура, влажность, подвижность воздуха);

-недостаточное и неправильное освещение;

-шум, вибрация;

-электромагнитные (ВЧ и СВЧ) поля и ионизирующего излучения;

-отходы производства, выбросы, стоки, потоки теплоты;

-монотонность деятельности, тяжелый физический труд и

др.

Основными опасными факторами энергетических производств считаются: опасности пожара, взрыва, поражения электрическим током, сосуды под давлением, движущиеся элементы, работа на высоте, высокие температуры поверхностей, опасные химические вещества и т.п.

Вподразделе следует выполнить анализ воздействий (отдельно для вредных и опасных факторов):

-выявить источники воздействий (оборудование, коммуникации, средства обеспечения работы оборудования или персонала);

-дать наименования и описать характеристики воздействий (постоянное, периодическое, случайное);

-назвать объекты защиты от воздействий (люди, оборудование, строительные конструкции, окружающая среда (природа, население, здания, ЛЭП и др. объекты) и

-возможные негативные изменения (происшествия), которые могут вызвать воздействия.

Для удобства анализа воздействия рекомендуется выполнить систематизацию, записав в таблицу их характеристики. В таблицу можно включить: наименование объекта защиты (люди, строительные конструкции, оборудование); наименование и источник воздействия; возможные последствия; основные способы защиты.

100

7.3.3. Защита от вредных факторов. Обеспечение комфортных условий труда

Комфортные условий труда характеризуются нижними Ннп и верхними Нвп нормативными значениями параметров воздействий, установленными ГОСТами, СНиПами, санитарными нормами (СН) и др. документами.

Условий труда считаются комфортными (оптимальными), если для всех параметров Рут, которые их определяют, выполняются требования

Ннп ≤ Рут ≤ Нвп. (7.1)

Таким образом, для всех вредных факторов, описанных в предыдущем подразделе, следует:

-по нормативным документам найти значения Ннп и Нвп, то есть описать требуемые условия труда;

-оценить фактические значения Рут (по результатам расчетов, измерений, или по данным предприятия, или других источников);

-проверить выполнение условий (7.1);

-описать технические и организационные мероприятия, которые обеспечивают выполнение требований (7.1);

-предложить мероприятия для изменения тех воздействий, которые не соответствуют требованиям (7.1), и расчетами подтвердить их достаточность.

Из-за ограничений на объем раздела "Безопасность и экологичность" виды расчетов согласовываются с консультантом.

Краткие методические указания по обеспечению комфортных условий труда рассмотрены ниже.

Микроклиматические параметры производственных помещений (температура, влажность, подвижность и его чистота) влияют на самочувствие человека и его работоспособность. Оптимальные и допустимые значения этих параметров установлены в зависимости от времени года,

интенсивности выполняемой работы, характера и интенсивности тепловыделений (Вт/м3 внутреннего объема помещения, Вт/м2 поверхности тела человека).

Физиологическое действие микроклиматических условий на человека и содержание мероприятий (технологических, санитарно-технических, организационных, медикопрофилактических), выполняя которые можно обеспечить

101

требуемые микроклиматические параметры, описаны в [18, 28, 33, 34, 48].

Методики расчета систем вентиляции и кондиционирования воздуха описаны в [18, 28, 31, 35, 48].

Отметим, что при определении необходимого воздухообмена необходимо учитывать потребность в кислороде для людей (объем воздуха на одного работающего), наличие избыточной теплоты (от оборудования, людей, приборов, компьютеров и др.), влаги и вредных веществ. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены нормативными документами.

Приближенно для некоторых помещений объем подаваемого воздуха L, м3/ч, можно определить по нормируемой кратности воздухообмена nво, L = nво Vп, где Vп, – объем вентилируемого помещения, м3, или нормируемому расходу приточного воздуха на 1 м2 пола помещения, м3/(ч м2), или по нормируемому удельному расходу приточного воздуха на 1 чел., м3/ч, на 1 рабочее место, на 1 посетителя или единицу оборудования. Проектирование системы вентиляции будет включать:

-расчет необходимого по нормативным документам расхода воздуха,

-выбор системы вентиляции: а) естественной – (неорганизованной – путем инфильтрации, проветривания или организованной – аэрации через открытые фрамуги окон, фонарей), б) механической (общеообменной, местной, смешанной или системы кондиционирования);

-определение размеров воздухопроводов и выпускных отверстий на основании аэродинамического расчета;

-выбор вентилятора или кондиционера.

Для проектирования тепловой изоляции следует

руководствоваться СНиПом 2.04.14-88* "Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов", а также использовать [52], где дается описание компьютерной программы и автоматизированной базы данных по теплофизическим характеристикам теплоизоляционных материалов.

Освещение производственных помещений подразделяют на естественное, искусственное (местное, общее и комбинированное) и совмещенное. По функциональному назначению искусственное освещение разделяют на рабочее, аварийное, и специальное (охранное, дежурное, эвакуационное,

102

эритемное для стимуляции обмена веществ, кровообращения и других функций организма, бактерицидное и др.). В зависимости от характера зрительной работы (минимального размера объекта различения), системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном параметры естественного и искусственного освещения регламентируются нормами СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение". В приложении "Е" этого СНиПа приводятся рекомендуемые источники света для производственных помещений.

При выполнении расчета производственного освещения можно использовать [27, 28, 43].

Физиологические последствия воздействия вибрации и акустических колебаний описаны в [28, 37, 50]. Нормируемые параметры шума и вибрации на рабочих местах определены ГОСТами и Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562–96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки".

Оценку допустимости воздействия шума и вибраций, разработку и проектирование защитных мероприятий можно выполнить по [27, 28, 37, 50].

Воздействие на человека электромагнитных полей и защита от них описаны [27, 28, 34, 50]. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы на них приведены в Санитарных правилах и нормах.

Вопросы эргономики и пути повышения эффективности труда можно включать в раздел для проектов помещений БЩУ, оборудования, стендов, щитов управления и др.

7.3.4. Обеспечение безопасности

В этом подразделе дается оценка пожароопасности, взрывоопасности, опасности поражения электрическим током, опасности получения механических травм, ожогов, отравления и предлагаются меры обеспечивающие защиту от опасных факторов.

Категорию помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности можно определить по НПБ 105-03 [27, 15]. По НПБ 110-03 [17] следует установить необходимость защиты зданий, помещений, оборудования автоматическими установками пожаротушения (АУПТ) и автоматической пожарной сигнализации (АУПС). По НПБ 104-03 "Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и

103

сооружениях" можно определить необходимость защиты зданий и сооружений системами оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах (СОУЭ) и выбрать их тип.

Проектирование АУПТ, АУПС или их элементов, например, выбор и размещение пожарных извещателей, выполняется с учетом требований НПБ 88-2001* [14].

При разработке технических и организационных мероприятий, обеспечивающих пожаро- и взрывобезопасность (инструкции, инструктажи, первичные средства пожаротушения, эвакуационные выходы, молниезащита и т.п.), можно использовать рекомендации [6, 11, 20, 23, 24, 27, 31, 34].

Взрывобезопасность топливоподачи и установок для приготовления и сжигания пылевидного топлива регламентируется правилами РД 153-34.1-03.352–99 [25].

По степени опасности поражения людей электрическим током производственные помещения в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) [22] подразделяются на помещения: 1) с повышенной опасностью, 2) особо опасные, 3) без повышенной опасности. Определив категорию помещения по [22, 34, 39, 44], необходимо предложить технические и организационные меры обеспечения электробезопасности (зануление, заземление, защитное отключение, блокировки, малые напряжения, индивидуальные средства защиты и др.), руководствуясь [27, 22, 31, 34, 39, 40, 43, 44].

Необходимо также отметить, как в основной части проекта учитывались требования ПУЭ к особенностям исполнения электротехнических приборов, прокладки кабельных линий, шлейфов и т.п.

В этом подразделе могут быть рассмотрены: вопросы безопасности сосудов под давлением [10, 21, 40], работ на высоте [27] и др.; инструкции по охране труда; наряды-допуски, выписанные на выполнение конкретных работ (монтаж или демонтаж датчика, исполнительного механизма, кабельной линии и т.п.).

При наличии в других частях проекта технических решений, связанных с безопасностью или условиями труда (например, аварийных защит), необходимо дать их краткое описание и указать ссылку на эти части проекта.

104

7.3.5. Экологическая безопасность

Этот подраздел целесообразно выполнять для проектов САР, связанных с образованием отходов (подготовка и сжигание топлива, химводоочистка, золоудаление). В него можно включить расчеты:

-количества отходов (выбросов [41, 42], стоков, твердых отходов);

-процесса рассеивания выбросов [26, 27, 30, 42, 46] или разбавления сточных вод в проточном водоеме [27, 46];

-оценку допустимости воздействия на атмосферу и

гидросферу [27, 30, 42, 46].

Оценка допустимости воздействия одного вредного вещества, например, на атмосферу выполняется по условию

с +сф ≤ ПДК, где с – максимальная концентрация вредного вещества в

приземном слое воздуха от данного источника выбросов, мг/м3; сф – фоновая концентрация, ПДК предельно допустимая концентрация этого вещества.

Расчеты полей концентраций могут выполняться с помощью программ. Для нескольких точек поля следует привести данные расчета на калькуляторе (для понимания сути методики). Результаты расчетов следует сравнить и оценить величину их расхождения.

Обратим внимание, что снижение массы отходов или коэффициента расхода воздуха может дать экономический эффект, величину которого можно рассчитать [13, 47].

Для источников загрязнения природной среды, негативные воздействия которых превышают допустимые, следует предложить технические решения по снижению воздействий на окружающую природную среду и население (повышение качества регулирования процесса приготовления или сжигания топлива, увеличение высоты трубы, снижение массы выбросов до ПДВ (предельно допустимый выброс), понижение концентрации сточных вод или их количества и др.).

Экологическая безопасность может быть рассмотрена для других воздействий (шума, вибраций, электромагнитных полей) на окружающую природную среду и население [27, 28, 30, 50].

7.3.6. Безопасность в чрезвычайных ситуациях

В этом подразделе рассматриваются вопросы, связанные с устойчивостью технических систем, под которой понимается возможность сохранения работоспособности в условиях

105

чрезвычайных ситуаций (ЧС) [27, 28, 49]. (Понятие устойчивости систем автоматического регулирования (САР) в теории автоматического регулирования имеет иной смысл: способность САР самостоятельно возвращаться в состояние равновесия после нанесения внешних возмущений.)

Повышение устойчивости САР в условиях ЧС включает решение следующих задач:

-анализ источников ЧС на техническом объекте и возможных последствий (разрыв трубопровода, взрыв пыли, газа, отказ исполнительного механизма, электропривода, отключение электропитания и т.п.);

-оценка надежности (вероятности отказов) элементов САР и всей системы;

-составление и анализ дерева событий и вызванных ими угроз для здоровья и жизни людей, отказов работоспособности и отказов функционирования (отказы могут быть вызваны внешними (пожар, подтопление, механические повреждения и т.п.) и внутренними (износ, старение, дефекты) причинами;

-разработка подсистем САР, минимизирующих возможные последствия ЧС (защитные отключения, ввод резерва, аварийный останов и др.);

-разработка организационно-технических мероприятий повышающих устойчивость или снижающих возможный ущерб (инструкции для обслуживающего персонала при возникновении ЧС, обучение, тренировки, замена физически или морально устаревшего оборудования, дублирование систем, плановые проверки работоспособности (дистанционно или в автоматическом режиме) и др.);

-планирование и подготовка к реализации мероприятий по локализации и ликвидации последствий

возможных ЧС.

План ликвидации возможных ЧС, аварийных ситуаций и аварий обычно оформляется в виде таблицы, в которой описываются:

-возможные ЧС, аварийные ситуаций, аварии и места их возникновения;

-действия персонала по спасению людей, ликвидации аварийных ситуаций и аварий;

106

-исполнители и должностные лица, ответственные за выполнение работ;

-места нахождения средств для спасения людей и ликвидации аварий;

-действия газоспасательных подразделений, пожарной части и др. подразделений и служб МЧС.

7.4.Вопросы для дополнительной проработки

•Основные вредные и опасные факторы при эксплуатации, обслуживании и ремонте САР.

•Параметры, определяющие микроклиматические условия.

•Обеспечение оптимального микроклимата.

•Виды вентиляции помещений и методы их расчета.

•Нормирование температуры поверхностей оборудования, трубопроводов и интенсивности теплового излучения.

•Шум и вибрация. Нормирование и методы защиты.

•Освещенность. Виды систем освещения. Нормирование освещенности рабочих мест.

•Основные гигиенические требования к видеодисплейным терминалам.

•Методы организации труда при монотонном характере работы и на рабочих местах, требующих повышенного внимания.

•Основные требования эргономики к оборудованию рабочего места оператора, к размещению приборов в щитах и в шкафах САР.

•Способы снижения взрывоопасности и пожароопасности.

•Средства обнаружения пожара.

•Типы и принципы работы автоматических систем пожаротушения.

•Нормирование и способы повышения электробезопасности.

•Обеспечение электробезопасности путем заземления и зануления. Принцип работы этих устройств.

•Принцип работы и выбор устройств защитного отключения.

•Обеспечение безопасности сосудов под давлением и использования газа.

•Организационные меры обеспечения опасных работ.

107