Учебное пособие: Производственная безопасность

Струйные компрессоры. В струйных компрессорах ускорение газового потока происходит в результате смешения потоков разных удельных энергий. Сжатие пассивного газа, подаваемого под низким давлением, происходит за счёт кинетической энергии активного газа, подаваемого под высоким давлением. Таким образом, запас энергии активного газа используется для сжатия пассивного газа, в результате получается поток, расход которого больше, а давление меньше, чем у активного газа.

Экономичность струйного сжатия газов значительно ниже, нежели механического.

При сопоставлении технико-экономических показателей воздушных компрессоров различных типов одинаковой производительности следует, что поршневые компрессоры более экономичны, чем машины других типов, но уступают им по металлоёмкости, габаритам и надёжности.

Компрессоры двух основных типов – поршневые и турбинные – не конкурируют, а дополняют друг друга. Однако применение турбокомпрессоров предпочтительнее при производительности 15 м3/с и выше.

9.2.2 Опасности, возникающие при работе компрессорных установок

Основными источниками опасностей при эксплуатации компрессорных установок являются:

–  повышенное (по сравнению с атмосферным) давление газа;

–  разрежение (пониженное по сравнению с атмосферным давление газа) на всасывающий линии (всасе);

–  повышение температуры сжигаемого газа;

–  возвратно-поступательное и вращательное движение рабочих органов;

–  возможность ожижения отдельных компонентов сжимаемых газовых смесей;

–  наличие в объёме сжатия горючих и токсичных веществ.

Высокое давление газа, создаваемое компрессором, способствует нарушению прочности материалов, из которых изготовлены детали ступеней. В результате нарушения прочности деталей возможно появление вздутий, трещин и т.п., что неизбежно приводит к физическому взрыву. Повышение давления газа происходит практически адиабатически, что ведет к нагреванию сжимаемого газа и машины до высокой температуры (400 0С и >).

На всасывающей линии компрессорных установок давление газа стремится быть ниже атмосферного (разрежение), что при разгерметизации трубопроводов может привести к попаданию кислорода воздуха в компримируемый горючий газ, или горючих газов в компримируемый воздух. Данное обстоятельство способствует образованию взрывоопасной смеси в цилиндрах и полостях компрессоров, что при наличии высокой температуры приведёт к химическому взрыву.

Высокая температура сжимаемого газа кроме вышеуказанного явления приводит к уменьшению вязкости смазочного масла, что инициирует его распыление и усиление термического разложения. При этом выделяются водород, предельные и непредельные лёгкие углеводороды, в т.ч. ацетилен, а это способствует образованию взрывоопасных смесей, если компримируется воздух. Смазочное масло, разлагаясь при высокой температуре, способствует образованию так называемого нагара на стенках цилиндров, клапанных устройств и нагнетательных трубопроводов, представляющего собой твёрдые продукты разложения (углерод, смолы, кокс, асфальтены и др.). Нагар ведет к увеличению трения между движущимися деталями, местным перегревам, заклиниванию поршней в цилиндрах поршневых компрессоров.

Возвратно-поступательное и вращательное движение рабочих органов компрессорных установок из-за неуравновешенности движущихся масс являются главной причиной генерирования вибрации. При этом вибрация представляет опасность как для самой компрессорной установки, так и для обслуживающего персонала. Для компрессорной установки вибрация опасна за счёт того, что уменьшает прочность материала и соединений деталей друг с другом во всех узлах машины. Для обслуживающего персонала вибрация опасна тем, что вызывает повышенное отложение солей в суставах, сужение кровеносных сосудов и, как следствие, повышение кровяного давления и др. опасные для человека явления. Вибрация является также главной причиной генерирования шума с высокими уровнями звука (80 дБА и >), который приводит к нарушению нормального функционирования практически всех систем организма человека (тугоухость, снижение остроты зрения, гипертония, неврозы и др.).

При компримировании легкосжижаемых газов (NH3, CI2, SO2, CO2 и др.) возможно образование капель сжиженного газа, которые инициируют гидравлические удары, что вызывает эрозию и разрушение поршня и головки поршневого компрессора.

При компримировании горючих газов, кроме указанных выше опасностей, при разгерметизации ступеней компрессора и нагнетательных трубопроводов возможно образование взрывоопасных газовоздушных смесей в объёме помещения, где размещается машина, что приводит к взрыву и разрушению не только компрессорной установки, но и помещения (здания).

При компримировании токсических веществ вышеуказанные неисправности в работе компрессорной установки могут привести к массовым отравлениям обслуживающего персонала и населения, т.к. концентрации этих веществ в воздухе могут превышать соответствующие ПДК.

При внезапной остановке компрессорной установки, например, при отключении электроэнергии, возможно поступление указанных выше веществ из ёмкостей, аппаратов и т.п. обратно в машину, а из неё в помещение, вызывая рассмотренные выше явления.

9.2.3 Основные способы и средства безопасной эксплуатации компрессорных установок

Безопасная эксплуатация компрессорных установок регламентируется следующими нормативными документами: «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов» (ПБ 03-581-03); «Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах» (ПБ 03-582-03).

Для предотвращения аварий, связанных с превышением рабочего давления, на всех ступенях сжатия устанавливаются предохранительные клапаны. В тех случаях, когда предохранительный клапан не может работать надежно (например, низкая пропускная способность) перед предохранительным клапаном устанавливается разрывная мембрана. Те и другие предохранительные устройства устанавливаются до запорной арматуры и до обратного клапана.

Для обеспечения надежной смазки (особенно поршневых компрессорных установок) предусматривается подача масла под давлением специальными циркуляционными системами с циклической фильтрацией его в фильтрах. Все линии подачи масла в системе смазки цилиндров и сальников снабжаются обратными клапанами. На каждой ступени компримирования газа установлены манометры для контроля давления масла. Для смазки цилиндров и сальников газовых компрессорных установок применяются масла с температурой вспышки паров не менее, чем на 20 0С выше температуры нагнетаемого газа. Как правило, температура вспышки паров компрессорных смазочных масел > 200 0С, а температура самовоспламенения не менее 400 0С.

Для смазки кислородных компрессорных установок смазочные масла не применяются, а смазка таких машин осуществляется водно-глицериновой эмульсией (глицериновое мыло, 10 % раствор глицерина в воде).

Для смазки хлорных компрессорных установок применяется концентрированная серная кислота, которая в отличие от других веществ не подвергается хлорированию.

Многоступенчатые компрессорные установки имеют систему охлаждения сжимаемого газа после каждой ступени в специальных холодильниках-сепараторах, что предотвращает повышение температуры и газа и машины, а также попадание в цилиндры сниженных газовых компонентов.

Для сглаживания пульсаций давления сжатого газа между поршневым компрессором и магистралью устанавливаются буферные ёмкости и обратный клапан (между ёмкостью и компрессором). При этом буферные емкости (ресиверы) устанавливаются на отрытой и ограждённой площадке и снабжены арматурой для спуска воды и масла, манометрами, предохранительными клапанами, лазами и люками.

В целях предотвращения образования взрывоопасных газовых смесей в цилиндрах и полостях компрессорных установок давление на всасе поддерживается выше атмосферного, а система энергоснабжения машины сблокирована с состоянием линии всаса таким образом, что происходит отключение энергопитания электропривода при снижении давления на всасе ниже атмосферного или при наличии кислорода в поступающем газе.

Снижение генерируемой компрессорными установками вибрации достигается путём установки их на массивные фундаменты, а между ними – виброизоляторов.

На случай нарушения герметичности компрессорной установки предусматривается рабочая и аварийная вентиляция, включающаяся автоматически при превышении ПДК или НКРП в воздухе рабочей зоны.

Для контроля загазованности по ПДК и НКПРП в производственных помещениях (рабочей зоне открытых наружных установок) предусматриваются средства автоматического газового анализа с сигнализацией о приближении концентраций опасных веществ к критическим значениям.

Для обеспечения безаварийной работы компрессорные установки снабжаются необходимыми контрольно-измерительными приборами (термометры, манометры, расходомеры и др.), а также звуковой и световой сигнализацией о нарушении эксплуатационных параметров.

Для обслуживающего персонала в помещении компрессорной устраивается звукоизолированная кабина, обеспечивающая необходимый обзор окружающего пространства. Уровень звука в кабине не должен превышать 80 дБА. Кабина должна быть оборудована средствами связи с технологически сопряженными с машиной помещениями. В кабине, как правило, размещаются щиты управления работой компрессорных установок.

Компрессорные установки размещаются в отдельно стоящих зданиях с подветренной стороны по отношению к другим зданиям предприятия. При этом в сторону других зданий должна быть ориентирована глухая стена компрессорной.

В целях предупреждения разрушения здания компрессорной при возможном взрыве крыша выполняется легкосбрасываемой, а остекление–ленточным. При этом должно соблюдаться условие: суммарная площадь окон, дверей и легкосбрасываемых панелей покрытий должна составлять не менее 0,05 м2 на 1 м3 объёма помещения компрессорной.

К обслуживанию компрессорных установок допускаются машинисты и аппаратчики, прошедшие специальную подготовку, аттестованные и имеющие соответствующие удостоверения на право эксплуатации этих опасных машин.

10. Безопасность эксплуатации грузоподъёмных машин

10.1 Общие сведения о грузоподъёмных машинах

Грузоподъёмные машины – машины циклического действия, предназначенные для подъёма и перемещения грузов на небольшие расстояния в пределах определённой площади промышленного предприятия.

По целевому применению грузоподъёмные машины (ГПМ) делятся на машины общего и специального назначения.

Грузоподъёмные машины общего назначения являются универсальными и предназначены для выполнения многообразных подъёмно-транспортных операций.

Грузоподъёмные машины специального назначения предназначены для выполнения подъёмно-транспортных работ при осуществлении конкретных технологических операций и процессов.

По конструктивному исполнению грузоподъёмные машины классифицируются на:

–  подъёмные механизмы;

–  подъёмники;

–  грузоподъёмные краны;

–  погрузчики;

–  манипуляторы.

Подъёмные механизмы (домкраты, тали, лебёдки) – предназначены для подъёма грузов небольшой массы (до 10 т) на небольшую высоту (домкраты и тали), а также перемещения грузов на небольшие расстояния (лебёдки). Силовой привод у этих машин может быть ручным, пневматическим, гидравлическим и электрическим. Подъёмные механизмы применяются, как правило, при производстве строительно-монтажных работ.

Подъёмники – используются для подъёма груза и людей в специальных грузонесущих устройствах, движущихся по жёстким вертикальным (наклонным) направляющим или рельсовому пути. По способу передачи силового воздействия от привода к грузонесущим устройствам различают канатные, цепные, реечные, винтовые и плунжерные подъёмники. Подъёмники имеют, как правило, электрический привод, реже – гидравлический.

По назначению подъемники подразделяются на:

–  лифты – подъёмники непрерывного действия с вертикальным движением кабины или платформы по жёстким направляющим, установленным в ограждённой со всех сторон шахте;

–  фуникулеры – подъёмники для перевозки грузов или пассажиров в вагонах, движущихся по наклонному рельсовому пути с канатной тягой;

–  скиповые подъёмники – передвижные или стационарные установки для подъёма сыпучих грузов в скипах (специальных ковшах) по наклонным или вертикальным направляющим. Находят применение в шахтах, рудниках, карьерах и др.;

–  строительные подъёмники – перемещающиеся по вертикальным направляющим платформы (кабины) с грузом (людьми) для доставки их на этажи строящихся зданий или сооружений.

Грузоподъемные краны. Грузоподъемные краны (ГК) являются наиболее распространенным средством механизации погрузочно-разгрузочных работ на промышленных предприятиях. ГК классифицируются:

–  по конструктивному исполнению (мостового типа, стрелового типа, самоходные и др.);

–  по конструкции захватного устройства (крюковые, грейферные (для сыпучих материалов), магнитные и др.);

–  по виду перемещения (стационарные и передвижные);

–  по конструкции ходового устройства (рельсовые, гусеничные, канатные, шагающие, плавучие);

–  по виду привода механизмов (ручные, электрические, гидравлические, пневматические и др.);

–  по степени поворота стрелы (полноповоротные, неполноповоротные, неповоротные);

–  по способу опирания (опорные и подвесные).

Погрузчики. Используются преимущественно для погрузки, разгрузки и транспортирования штучных и насыпных грузов. Погрузчики могут быть периодического действия (штучные и насыпные грузы) и непрерывного действия (для насыпных грузов). Наиболее распространены погрузчики, смонтированные на автомобильном шасси. При работах внутри помещений применяются электропогрузчики.

Роботы и манипуляторы. Робот – автоматическая машина, выполняющая двигательные и управляющие функции, заменяющие аналогичные функции человека при перемещении грузов. Грузоподъёмность роботов может достигать несколько тонн.

Манипуляторы – машины, используемые для механизации складских работ, при монтаже оборудования, для операций по установке тяжёлых деталей на металлообрабатывающие станки и в др. случаях.

10.2 Основные опасности, возникающие при эксплуатации грузоподъёмных машин

При эксплуатации грузоподъёмных машин могут возникать следующие опасности:

обрыв груза и его падение с высоты при неудовлетворительном состоянии грузозахватных устройств, при нарушении целостности тросов и канатов;

падение поднятого груза и самой ГПМ (например, грузоподъёмного крана) при потере устойчивости системы (за счёт ветрового напора, несбалансированности масс, схода с рельсового пути, превышения нормативной грузоподъёмности, при перерывах в подаче электроэнергии).

Все грузоподъёмные машины относятся к опасным производственным объектам.

10.3 Обеспечение безопасной эксплуатации грузоподъёмных машин

Для предотвращения доступа людей в опасную зону работы ГПМ устраиваются защитные ограждения. Ограждаются также все движущиеся доступные для прикосновения людьми органы и системы ГПМ (тросы и др.).

Для предотвращения падения груза при отказе приводных устройств (например, электродвигателей) применяются тормозные механизмы (стопорные, спусковые и др). Тормозные устройства используются также для предотвращения неконтролируемого перемещения ГПМ, например, по подкрановому рельсовому пути.

Для остановки неконтролируемого движения и их органов в крайних точках (по высоте, длине и др.) применяются концевые выключатели, отключающие энергоисточник при приближении ГПМ к опасной точке.

Широко применяются ограничители грузоподъёмности, автоматически отключающие механизм подъёма груза, масса которого более предельной на 10 %.

Кроме перечисленных применяются и другие специальные устройства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию грузоподъёмных машин.

Наряду с предохранительными устройствами применяются также приборы безопасности, сигнализирующие персоналу о наличии или возникновении соответствующей опасности: указатели грузоподъёмности, сигнализаторы опасного электрического напряжения в близи ГПМ, анемометры, предупреждающие об опасной скорости ветра и др.

Все грузоподъёмные машины подведомственны органам Ростехнадзора, также как и сосуды, работающие под давлением.

Стационарно установленные на предприятиях ГПМ подлежат регистрации, текущему надзору и техническому освидетельствованию.

Безопасная эксплуатация и техническое освидетельствование грузоподъёмных машин регламентируются следующими нормативными документами:

–  ПБ 10-382–00 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов»;

–  ПБ 10-518–02 «Правила устройства и безопасной эксплуатации строительных подъёмников»;

–  ПБ 10-6–03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации подъёмников»;

–  ПБ 10-558–03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов»;

–  ПОТ РМ 00–98 «Правила по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов» и др.

В соответствии с указанными документами приводится полное или частичное техническое освидетельствование ГПМ.

Полное техническое освидетельствование – внешний осмотр, статическое и динамическое испытания ГПМ под нагрузкой.

Частичное техническое освидетельствование – только внешний осмотр ГПМ.

Полному техническому освидетельствованию подвергаются все ГПМ перед вводом в работу (первичное), а также периодически не реже 1 раза в 3 года.

Частичному техническому освидетельствованию ГПМ подвергаются каждые 12 месяцев.

Отдельно технически освидетельствуются грузозахватные приспособления.

Требования к персоналу, обслуживающему грузоподъёмные машины:

специальное обучение и аттестация;

наличие удостоверения на право эксплуатации ГПМ.

11. Безопасность эксплуатации котельных установок

11.1 Общие сведения о котельных установках

Котельная установка – комплекс устройств для получения водяного пара под давлением (или горячей воды). Котельная установка (КУ) состоит из следующих основных систем:

–  котлоагрегата;

–  газо- и воздухопроводов;

–  трубопроводов пара и воды;

–  арматуры (отключающие, регулирующие, соединительные и т.п. устройства);

–  тягодутьевых устройств;

–  сооружений водоподготовки и др.

Мощные котельные установки занимают помещения объёмом в сотни тысяч м3 и вырабатывают до 4 тысяч т пара в сутки.

Основным сооружением любой котельной установки является парогенератор – аппарат для производства водяного пара.

Парогенератор, в котором пар получают за счёт тепла сжигаемого органического топлива, называется паровым котлом, а при использовании электрической энергии – электрокотлом.

Паровой котел – устройство, имеющее топку для сжигания углеводородного топлива, предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного.

Современный паровой котел представляет собой агрегат, конструктивно объединяющий в себе комплекс устройств для получения пара под давлением или горячей воды за счёт сжигания топлива. Главной частью такого котлоагрегата является топочная камера с газоходами, в которых размещены поверхности нагрева, воспринимающие тепло продуктов сгорания топлива (пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель). Элементы котлоагрегата опираются на каркас и защищены от потерь тепла обмуровкой и теплоизоляцией.

В топочной камере происходит частичное сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания, за счёт нагрева труб, покрывающих стены топочной камеры (топочные экраны), по которым циркулирует вода или пар. На выходе из топки газы имеют температуру ~ 1000 0С и на пути их движения устанавливаются пароперегреватели (трубчатые змеевики). После пароперегревателей температура газов составляет 700…600 оС и далее тепло от них отбирается в водяном экономайзере и воздухоподогревателе. Температура газов, после рассмотренных устройств снижается до 170…130 оС. Дальнейшее снижение температуры отходящих газов путём полезного использования их тепла препятствует конденсация паров воды и серной кислоты на рабочих поверхностях, приводящих к осаждению на них золы и коррозии.

Охлаждённые газы через систему золоулавливания и сероочистки выбрасываются из дымовой трубы в атмосферу. Твёрдые продукты сгорания топлива периодически или непрерывно удаляются из котлоагрегата и направляются в золошламонакопители.

Котлоагрегат, например, для энергоблока мощностью 300 МВт представляет собой постройка высотой > 50 м и в плане занимает площадь ~ 1000 м2. На сооружение такого агрегата, расходуется ~ 4500 т металла, из которых ~ 33 % приходится на трубные системы, работающие под давлением > 2,5 МПа.

В качестве топлива в котлоагрегатах используются:

природный газ;

мазут;

каменный уголь;

горючие сланцы;

торф.

11.2 Основные опасности, возникающие при эксплуатации котельных установок

Котельные установки относятся к опасным производственным объектам т.к. при их эксплуатации возможна реализация следующих потенциальных опасностей (основных):

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10