Боротьба з пилоутворенням при перевантаженні залізної руди в порту

У портах дуже серйозна увага приділена охороні праці і довкілля. Від вирішення проблеми захисту природи і, зокрема, повітряного басейну, атмосфери, виробничих приміщень від пилу, залежить здоров'я багатьох людей.

При перевантаженні залізної руди широко застосовуються герметизація і аспірація технологічного устаткування, загально обмінна вентиляція, гідрознепилювання, очищення вентиляційних і технологічних викидів від пилу і інші заходи, що дозволяють значно понизити концентрацію пилу і, у ряді випадків, досягти гранично допустиму. В той же час, тривала інтенсифікація виробничих процесів і поява нових, вимагає постійного удосконалення розроблених заходів і розробки нових науково-обгрунтованих способів відвертання пилоутворення і пиловидалення. Ще недостатньо вивчені і не повною мірою використовуються поверхнево-активні речовини і піна, які знаходять застосування для пилоподавління.

Досвід показує, що створити нормальні санітарно-гігієнічні умови праці у виробничих приміщеннях і зменшити викиди пилу в атмосферу можна тільки при комплексному застосуванні інженерних і організаційних заходів. При перевантаженні залізної руди найбільш ефективним способом боротьби з пилоутворенням і пиловиделенням є спільне застосування піни і аспірації. Нині отримані досить надійні пінотворні речовини, розроблені декілька конструкцій піногенераторів для отримання піни і методики розрахунку їх параметрів, конструкції пиловловлювачів із застосуванням піни, методики розрахунку необхідних об'ємів піни для пилоподавління, досліджені теоретичні питання генерації піни, взаємодія бульбашок піни з пилом. Проте, багато питань ще не вивчені. Відсутня методика розрахунку об'ємів аспірації із застосуванням піни, не розроблені конструкції укриттів технологічного устаткування для спільного застосування піни і аспірації, немає піногенераторів типу вентилятора, працюючих з незначними непродуктивними втратами пінорозчину, не вирішені остаточно питання взаємодії піни з пилом.

У зв'язку з вищевикладеним розробка комплексного способу боротьби з пилом за допомогою піни і аспірації є актуальним завданням, сприяючим поліпшенню умов праці у виробничих приміщеннях і охороні повітряного басейну від пилу.

Пил складається з крихітних твердих часток, і іноді вони занадто малі, щоб навіть розглянути їх. "Утворення пилу не лише шкідливий і небезпечний виробничий фактор, що утрудняє огляд і викликає роздратування порожнини носа і легеневі хвороби", - говорить Франк Фокс (Frank Fox), голова робочої групи по охороні здоров'я і техніці безпеки в міжнародній раді з металів. Пил має властивість проникнення і прискорює знос шківів і підшипників, збільшує вірогідність виходу з ладу устаткування і скорочує інтервали між технічним обслуговуванням. Пил збільшує ризик виникнення корозії і вартість обслуговування, не говорячи про те, що можуть виникати вибухонебезпечні концентрації пилу. Шкідлива дія пилу часто недооцінюється, але вона може викликати реальну небезпеку.Частки пилу можуть проникнути глибоко в легені, завдаючи серйозної шкоди здоров'ю. Після осідання, пил знову може піднятися в повітря повітряними потоками.

На жаль в портах при перевантаженні залізної руди, працівниками часто порушуються правила техніки безпеки. При перевантаженні залізної руди найчастіше способом боротьби з пилоутворенням застосування води. Ця інформація отримана від співробітника Одеського морського торгового порту (юридична адреса: Митна площа, 1, Одеса, 65026, Україна).

"Якби боротьба з пилоутворенням була простою справою, то проблеми, які вона створює, були б дуже давно вирішені", - пише Фред Н. Киссел (Fred N. Kissel), голова Комітету з боротьби з пилоутворенням Міністерства охорони здоров'я США.

На 132 сторінках керівництва наочно розглядається ціла низка складних запитань, пов'язаних з пилоутворенням. Проблеми і рішення тісно пов'язані методами її обробки, розташуванням і умовами.Пилоутворення може шкодити довкіллю.Тому не дивно, що більшість країн ввели строгі законодавчі вимоги по контролю з міркувань екології, охорони здоров'я і безпеки."Скорочення концентрацій вдихуваного пилу за рахунок вдосконаленої конструкції устаткування і забезпечення належних методів вентиляції є першочерговим завданням ", - говорить Кадри Дагделен(Kadri Dagdelen) професор Колорадської школи.

Дотримання правил технічного обслуговування установок забезпечує зниження пилоутворення.Навіть добре сконструйовані системи з часом зношуються, але за рахунок профілактичних робіт і своєчасної заміни устаткування, концентрація пилу може утримуватися на мінімальних рівнях.

Боротьба з пилом - це наука про зниження шкідливих викидів пилу, і першим підходом завжди є пошук оптимальних технічних рішень.Тоді як багато методів пилоутворення використовують передові технології, частина з них просто ґрунтовані на здоровому глузді.

В якості способів зменшення пилоутворення рекомендується знижувати швидкість руху машин на об'єктах(у портах).

Нині використовуються чотири основні групи технологічних рішень для боротьби з пилоутворенням: уловлювання часток пилу, пригнічення часток пилу за допомогою зрошування і електростатичні системи уловлювання часток пилу. Вони застосовуються на додаток до простих способів, таким як: герметизація і обгороджування навколо джерела пилу.

Для уловлювання насиченого пилом повітря використовуються системи аспірації(високий тиск / низький тиск).При вологому методі пилоподавлення для зниження утворення пилу використовуються водорозбризкувачі, що зволожують матеріал.Водяне зрошування також зазвичай використовується для пригнічення зваженого пилу. Коли частки пилу стикаються з крапельками води, то стають занадто важкими, щоб залишатися в зваженому стані, і осідають.Машини для механізованому перевантаженню також значно зменшують утворення пилу за рахунок оптимального напряму розташування різців.

Системи уловлювання пилу можуть забезпечити надійний і ефективний контроль на тривалий період часу, але при цьому залишаються високими капітальні і експлуатаційні витрати.

Згідно з Керівництвом по системах вологого пилоподавління, пригнічення пилу за допомогою водяного зрошування дещо меньш ефективне, але вимагає менших витрат.У міру поширення персональних датчиків концентрації пилу, з'явилися нові можливості зниження змісту пилу в повітрі до менших значень.Управління по техніці безпеки і гігієні Міністерства праці США відмічає у своєму власному Керівництві по боротьбі з пилоутворенням, що обґрунтування капітальних вкладень зазвичай вимагає 10-15 % окупності. Проте, для боротьби з пилом такий прибуток на інвестиції не завжди практичний.

Як говорилося раніше при перевантаженні залізному руди найбільш ефективним способом боротьби з пилоутворенням і пиловиделенням є спільне застосування піни і аспірації.Розробка комплексного способу застосування піни і аспірації, як необхідної умови зниження інтенсивності пиловиделення при операціях перевантаження залізорудної сировини в портах.Ідея роботи полягає у використанні режимів фільтрації і фізики взаємодії пилових часток з піною з метою підвищення ефективності знепилювання повітря при спільному застосуванні аспірації і піни.

Наукове завдання роботи полягає в дослідженні і розробці способів відвертання пиловиделення, що забезпечують зниження запиленої повітря до санітарних норм.Основні наукові результати, їх значущість і новизна:

- встановлена закономірність фільтрації повітря через піну і отримано аналітичне вираження для коефіцієнта місцевого опору піни, що відрізняється тим, що коефіцієнт місцевого опору піни виражений через коефіцієнт фільтрації піни з урахуванням режимів фільтрації, що дозволило розробити науково обґрунтований метод розрахунку об'ємів аспірації при спільному застосуванні аспірації і піни;

- розроблений спосіб розрахунку об'єму аспірації, в якому уперше враховуються коефіцієнт місцевого опору піни і кількість повітря, що виділяється з неї, при спільному застосуванні аспірації і піни;

- досліджена динаміка генерації і руйнування піни в піногенераторах вентиляторів з новою конструкцією каплезбірника, що дозволяє встановити оптимальні об'єми піни для відвертання пилоутворення;

- вивчений механізм взаємодії піни з пиловим потоком, що уперше дозволило встановити стійкість піни при фільтрації і ефективність уловлювання часток пилу.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, виведень і рекомендацій підтверджується порівнянністю результатів лабораторних і натурних експериментів, що забезпечують з вірогідністю 95 % відхилення результатів не більше 15 % відповідністю результатів теоретичних досліджень даним натурних спостережень(розбіжність не більше 20 %); високим значенням(0,89-0,98) тісноти статистичного зв'язку в отриманих рівняннях регресії; впровадженням наукових положень роботи досягнутими на практиці рівнями запиленої повітря.

На підставі аналізу літературних джерел і даних практики показано, що інтенсивність пилоутворення при перевантаженні залізної руди досягає десятків грамів в секунду, запилена на робочих місцях вища за санітарні норми, а первинна концентрація пилу в аспіраційному повітрі більше 10 г/м3, що вимагає великих витрат на очищення від пилу повітря, що викидається в атмосферу.

Для піногенератора вентилятора з камерним каплесборником виділені п'ять періодів існування піни, для якого складені рівняння протікання процесу. Отримані узагальнені залежності для розрахунку кількості бульбашок у будь-який момент часу існування піни при довільно заданій продуктивності піногенератора.Отримано аналітичне вираження для визначення коефіцієнта фільтрації і коефіцієнта місцевого опору піни. У лабораторних умовах вивчені режими фільтрації повітря через шар піни. Встановлено, що при швидкостях повітря до 0,3-0,4 м/с фільтрація відбувається рівномірно в усьому об'ємі піни. Зі збільшенням швидкості повітря в пені утворюється канал, по якому проходить велика частина повітря. Тому для забезпечення високої ефективності пиловловлювання швидкість повітря не повинна перевищувати 0,4 м/с.Уточнений механізм взаємодії бульбашок піни з пиловим потоком. На поверхні бульбашки, виділені дві області взаємодії - кульовий сегмент і кульовий пояс, які визначаються кутом входу частки у бульбашку і характеризують його стійкість. Встановлено, що стійкість піни вище при фільтрації запиленого повітря, чим при локалізації джерела, пылевыделения. В лабораторних умовах досліджена стійкість бульбашки піни - 170 - " при взаємодії з кулястими гідрофобними частками. Визначені умови зісковзування часток і проникнення їх у всередину бульбашки. Отримано аналітичне вираження для розрахунку об'ємів аспірації із застосуванням піни. Застосування піни дозволяє на 20-25 % зменшити об'єм аспирируемого повітря, що відповідно знижує матеріальні і енергетичні витрати.

Розроблена і випробувана конструкція піногенератора з камерним каплезбірником, застосування якого дозволяє виключити непродуктивні втрати пінорозчину. Визначені оптимальні геометричні параметри каплезбірників для піногенераторів продуктивністю до 1,67 м3/с. Встановлені сфери застосування плоских і конусоподібних пінотворних сіток. Розроблені робочі креслення для піногенератора з камерним каплезбірником продуктивністю 0,25 м3/с.Розроблена конструкція пристрою для очищення повітря від пилу і визначені її основні розрахункові параметри. Для спільного застосування піни і аспірації розроблені і досліджені ефективні конструкції здійснення перевантаження.

Основним результатом впровадження роботи є соціальний ефект, що полягає в поліпшенні санітарно-гігієнічних умов праці робітників і захисті повітряного басейну від пилу.

Згідно "Санітарних правил для морських і річкових портів":

При проектуванні і будівництві портів, де здійснюватимуться навантажувально-розвантажувальні роботи з небезпечними і шкідливими вантажами, необхідно враховувати вимоги - для морських портів - "Правил морського перевезення вантажів в портах" і "Правил безпеки праці на навантажувально-розвантажувальних роботах в портах і на пристанях". Крім того, необхідно враховувати методичні рекомендації по "Організації і проведенню санітарно-гігієнічного нагляду при перевантаженні і перевезенні навалювальних вантажів, що порошать, в портах".

При проектуванні і експлуатації портів необхідно передбачати пристрої, які повністю або максимально виключають виділення пилу атмосферу. При цьому повинні передбачатися:

- комплексна механізація, автоматизація і дистанційне керування перевантажувальними процесами, а також автоматична сигналізація про хід окремих робіт і операцій, пов'язаних з можливістю виділення шкідливих речовин;

- застосування уніфікованих спеціальних знепилюючих технічних засобів, захисних пристроїв, санітарно-технічних установок, високоефективних засобів очищення викидів, створення санітарно-захисних зон;

- застосування пристроїв і приладів для виміру і постійної реєстрації кількості тих, що поступають в атмосферу і акваторію шкідливих речовин і пристроїв для регулювання величин викидів за рахунок зміни міри очищення і технологічного режиму перевантажувального процесу;

- автоблокування перевантажувального устаткування з очисними аспіраційними і іншими санітарно-технічними пристроями.

При перевантаженні вантажів кранами(установками циклічної дії) грейферів повинні дотримуватися наступні умови:

- забезпечення плавності перевантажувального циклу;

- недопущення переповнювання грейфера вантажем;

- наявність на грейферах, ковшах та ін. місткостях, в яких здійснюється переміщення вантажу, відповідних ущільнень, що запобігають висипанню вантажу;

- обмеження в межах 1,5-2,5 м висоти падіння вантажу в місцях його висипання з грейферів;

- використання спеціальних пилозбираючих насадок на бункери, в які висипається вантаж.

На установках конвеєрного транспорту для боротьби з пилоутворенням мають бути передбачені:

- автоматизація процесу розвантаження(вантаження), при яких виключається присутність людей в запиленій зоні;

- локалізація пилу у вузлах розвантаження(вантаження) шляхом облаштування відповідних укриттів, із застосуванням аспіраційних установок з очищенням повітря, що видаляється;

- застосування спеціальних схем знепилювання(гідрознепилювання, обробка вантажу спеціальними речовинами, що знижують його пило утворюючу здатність);

- пилозбірні насадки на розвантажувальних рукавах у вузлах передачі вантажу на судно.

Для боротьби з пилоутворюванням повинні забезпечуватися наступні умови:

- висока міра герметичності трубопроводів, відсутність в них внутрішніх шорсткостей, різких вигинів і переходів;

- дотримання високоефективного режиму роботи повітродувних машин з можливістю регулювання параметрів транспортного процесу;

-ефективні пиловіддільники.

У проектах портів, необхідно передбачати установки для знепилювання, дегазації, дезактивації спецодягу, спецвзутті; засобів індивідуального захисту, вантажних майданчиків і підйомно-транспортного устаткування.Де є вантажі, що порошать, повинні передбачатися в санблоках знепилюючі пристрої.

У проектах нових, розширюваних портів, що реконструюються, мають бути приведені рівні прогнозного розрахунку забруднень атмосферного повітря населених місць з урахуванням фонового(існуючого) забруднення.

У проекті мають бути передбачені рішення по забезпеченню дотримання ГДК шкідливих речовин в атмосферному повітрі населених місць в період метеорологічних умов, несприятливих для розсіювання промислових викидів(штиль, інверсії, туманне утворення та ін.), коли може відбуватися різке тимчасове зростання забруднення атмосферного повітря.

Для переробки небезпечних вантажів, мають бути виділені спеціально обладнані майданчики для ремонту тари і пере тарування цих вантажів. Місце для майданчика і його устаткування узгоджується з органами держсаннадзора. Ремонт тари і пере тарування небезпечних вантажів в місцях складування і проведення навантажувально-розвантажувальних робіт забороняється.

Висота падіння вантажів, що порошать, у вузлах перевантаження установок безперервної дії має бути мінімально можливою.

Місця падіння вантажів, що порошать, мають бути укриті для відвертання вступу забрудненого пилом повітря в зону дихання робітника.

Штабелі навалювальних вантажів, а також вантажів, що порошать, в тарі слід захищати переносними розділовими і підпірними стінками і щитами.

Відповідальність за виконанням вимог справжніх правил покладається на відомства, що експлуатують порти, пристані і виробничі перевантажувальні комплекси(ППК) і що ведуть їх проектування, будівництво і реконструкцію.

Контроль за виконанням вказаних вище за правила покладається на басейнові, портові і лінійні санітарно-епідеміологічні станції, а при їх відсутності - на територіальні органи держсаннадзора - відповідно до Положення про Державний санітарний нагляд.

Відомчий контроль за станом навколишнього і виробничого середовища в портах здійснюють санітарно-промислові лабораторії відповідно до "Положення про санітарну лабораторію на промисловому підприємстві", а там, де об'єм робіт для їх створення малий - портові СЕС і їх лабораторії.

Перелік використаної літератури:

1. Бошняков Е.И. Аспіраційно-технічні установки - К.: Металургія, 2008. - 200 с.

2. Аспіраційне укриття пункту перевантаження сипких матеріалів / В.М. Маринченко, Л, К. Саплинов, Ю.И.Пирогови ін. - 2009, 390с.

3. Засоби для боротьби з пылью./ Л.И.Рудих, Г.И.Вьюгов, В.П.Журавльов, А.П.Поелуев В кн.: Механізація допоміжних робіт. - До: 2001, с. 107-108.

4. Носонович А.А.,Шаповская С.С. / Підвищення ефективності пылеподавления в шахтах.- В кн.: Боротьба з силікозом. М.: Вид-во АН, 2002, т.5, с. 100-103.

5. В.К. Тихомиров. Піни, теорія і практика їх отримання і разрушения.- М.: Хімія, 2005.- 264 с.

6. Саплинов Л.К. Динаміка генерації і руйнування піни. У кн.: Охорона праці і техніка безпеки. К.: 2009, с. 82-86.

7. Взаємодія часток пилу з піною. / Афанасьєв И.И., Николина Г.Н., Гильченко В.Н. У кн.: Охорона праці і техніка безпеки -К.: 2005, с. 96-100.

8. Саплинов Л.К., Никалина Г.Н. Дослідження стійкості бульбашок піни при бомбардуванню кулястими частками. У кн.: Охорона праці і техніка безпеки. К.: 2006, с. 83-86.

9. Дослідження і розробка способів і засобів відвертання пылеобразования і класифікації залізних руд: Звіт / ВНИИБТГ. Керівник роботи И.И.Афанасьєв, № ГР 75021557, Инв. № Би 554076 Кривий ріг, 2006. - 161 с.

10. Методичний посібник по застосуванню зволоження і легко-механічної піни для пылеподавления: Методика / ВНИИБТГ, Керівник роботи Афанасьєв И.И. Кривий ріг, 2006.- 29 с.

11. ДНАОП (Державні Нормативні Акти з Охорони Праці) -http://www.budinfo.org.ua

Поиск по сайту: