2015-09-06
414
Данной работой предусматривалось исследование твердых горючих ископаемых в частности угля, в исследовательской лаборатории кафедры химической технологии топлива и углеродных материалов УДХТУ.
К группе физически-вредных промышленных факторов во время проведения работ в исследовательской лаборатории относят:
повышенная температура 9500С поверхности оборудования, может быть получены ожог руки;
повышенный уровень шума 20 дБ, в следствии работы лабораторных установок, может привести к снижению слуха, поражение центральной нервной системы, органов пищеварения и др.;
опасный уровень напряжения в электрической цепи оборудования (380 В), замыкание может произойти через тело человека, это очень опасно, возможны смертельные случаи;
повышенный уровень вибрации от работы лабораторных установок, негативно действует на нервную систему, приводит к нарушению координации движения человека, возможны виброзаболевания.
Во время исследования в воздух помещения может попадать газообразные вещества: водород, оксид и диоксид углерода, метан. Вдыхаемый в больших количествах оксид углерода поступает в кровь, уменьшает приток кислорода к тканям, повышает количество сахара в крови, ослабляет подачу кислорода к сердцу. У здоровых людей этот эффект проявляется в уменьшении способности выносить физические нагрузки. У людей с хроническими болезнями сердца он может воздействовать на всю жизнедеятельность организма.
По степени влияния на организм человека вредные вещества определяются на четыре класса опасности. Класс опасности вредных веществ определяется в зависимости от предельно допустимой концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
Оксид углерода: ПДК= 20 мг/м3, класс опасности – 4-й – вещество малоопасное.
Бензин: ПДК=100 мг/м3,класс опасности – 4-й- вещество малоопасное.
4.2. Мероприятия по обеспечению безопасности и здоровых условий труда в лаборатории
Электрическое оборудование в исследовательской лаборатории питается переменным током напряжением 380/220 В, частотой 50 Гц. По степени электроопасности лаборатория относиться к категории помещений с повышенной опасностью, потому что имеет токопроводящий железобетонный пол.
Основным способом по образовании электрической безопасности в лаборатории при применении электрического оборудования это заземление. Для заземления оборудования предусматривается трубчатое заземление, размещенное по контуру постройки, где находится лаборатория.
Для искусственного заземления применяют вертикальные электроды. В качестве вертикальных электродов применяют стальные трубы длиною 2,5 м, диаметром 3 см.
Сопротивление растекания тока одного вертикального электрода определяют по формуле 2.1:
Re= 
(4.1)
Где p- удельное сопротивление грунта в месте размещения заземления, 100Ом*м,
l- длина трубчатого электрода, 2,5 м;
d- диаметр трубчатого электрода, 0.03 м;
t- глубина размещения середины электрода от поверхности земли,
t=t0+l/2=2 м
t0- расстояние от верхней точки трубчатого заземления до поверхности земли,0.75 м;
Re= 
Ом
Поскольку Re>Rдоп, т.е. 36,73 Ом > 4 Ом, определяем количество заземлений без учета соединительного проводника:
n’=Re/Rдоп (4.2)
где Rдоп – допустимое сопротивление заземляющего устройства, 4 Ом.
По формуле (2.2):
n’=36.73/4 
10
Определяем количество вертикальных электродов:
n =n’/ 
e, (4.3)
где 
e – коэффициент использования вертикальных электродов, который учитывает обоюдное экранирования, e =0.55 (заземление размещено по контуру).
По формуле (4.3):
n =10/0.55 18
Определяем длину соединительной полосы:
z =a*n*l
где а -отношение расстояния между электродами к их длине, 1,
z=1*18*2.5=45 м.
Сопротивление растекания тока соединительной полосы, без учета экранирования определяется по формуле:
Rш= 
(4.4)
где b- ширена соединительной полосы, 0.03 м, По формуле (4.4):
Rш= 
Ом
Общее сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле
R з= 
(4.5)
где ш- коэффициент использования соединительной штанги, ш= 0.27 (заземление расположено по контуру).
По формуле (4.5):
Rз= 
Oм
Таким образом Rз<Rдоп, т.е. 3.01 Ом< 4 Ом, что соответствует требованием, ПУЭ поэтому конечным принимаем количество трубчатых заземлений 18 штук.
В исследовательской лаборатории нормальные санитарно-гигиенические требования воздушной среды обеспечивается за счет общей вентиляции.
Во всех помещениях исследовательской лаборатории предусматривается вентиляция, которая обеспечивает нормальную циркуляцию воздуха. Воздухообмен в лабораторном помещении рассчитывается таким образом, чтобы фактическая концентрация ядовитых газов, паров и пыли в воздухе не превышало предельно-допустимых концентраций.
-вытяжная вентиляция в лаборатории включается за 20 минут до начала работы и выключается по окончании рабочего дня. Проводить работы при поломанной или выключенной вентиляции запрещается.
Все работы, которые связаны с выделением вредных паров или газов предусматривается проводить в вытяжных шкафах при надежно рабочей тяги.
Для кипячения и испарения в вытяжном шкафу разрешается применение электроплитки только с закрытой спиралью. Для предотвращения электрической искры в шкафу, необходимо чтобы внутреннее освещение было выполнено в герметических плафонах, а выключатели были размещены внешней стороне стенки шкафа. Шнуры к электроприборов и установок должны иметь надежную изоляцию.
Для предотвращения падения дверей шкафа, они должны иметь внешние ручки и надежные стопорные устройства.
При работе в вытяжном шкафу с целью более эффективного действия тяги необходимую дверь открывать на 1/3 или 1/4 её объема, а другие должны быть закрыты.
Работая под тягой голову необходимо держать с наружи шкафа, иначе человек будет вдыхать все вредные испарения, которые выделяются при реакциях. По окончании работы в шкафу все двери необходимо хорошо закрыть и выключить тягу. При остановке двигателя, который образует тягу, сразу все работы в вытяжном шкафу останавливают.
Расчет местной вытяжной вентиляции проводится по формуле:
W=n*F*Vc*3600 (4.6)
где n- количество вытяжных шкафов в помещении лаборатории, 4;
W- объемная скорость воздуха, которое выводится, м3/ч;
F- площадь нижнего сечения открытой двери шкафа, 0.385 м2;
V- скорость движения воздуха, которое выводиться в сечение F, 1 м/с;
По формуле (4.6):
W= 4*0.385*1*3600=5544 м3/ч
Таким образом, выбираем вентилятор В-Ц4-70 продуктивностью 5800 м3/ч, номер вентилятора 5, частота вращения 1500 об/мин.
Нормальные и здоровые условия работы в исследовательской лаборатории обеспечиваются с помощью освещения, естественного и искусственного.
Солнечный свет дает оздоровительно-биологическое воздействие на организм человека, поэтому природный свет является наиболее гигиеничным. Таким образом, помещение лаборатории днём, как правило, освещается природным светом.
Основным видом природного освещение это боковое- световые входы в внешних стенах. Разряд работ, которые выполняются-III- высокой точности.
Природное освещение с любой точки в помещении характеризуется коэффициентом природного освещения (КЕО), %:
EIIIH=EB/EH*100%
где EB,EH- освещение соответственно в середине помещения и вне сооружения.
Так как сооружение находится в IV поясе светового климата, то коэффициент естественного освещения имеет значение:
EIIIH= EIIIH*m*c, (4.7)
EIVH- значение КЕО для домов, расположенных в IV поясе светового климата (г. Днепропетровск);
EIIIH- нормативное значение КПО для сооружений, расположенных в III поясе светового климата, для данного разряда работ EIIIH= 2% (табл. 1.3);
m- коэффициент светового климата, 0.9 (табл. 1.3.);
с- коэффициент солнечного климата, 0.9 (табл. 1.4.).
По формуле (2.7):
EIIIH= 2.0*0.9*0.9=1.62%
Основным видом искусственного освещения это общее. В качестве источника света применяют люминесцентные лампы (ЛД-20).
По характеру светового потока предусмотрено применять светильники рассеянного света, типа ШЛП, в котором защитный угол в поперечной и продольной плоскости 300.
Необходимое количество светильников определяется по формуле:
N= 
, (4.8)
где Emin- минимальное нормативное освещение для данного разряда работы, 300 лк (для работы высокой точности);
S- площадь помещения, 300 м2;
к- коэффициент запаса, 1.5;
z- поправочный коэффициент светильника, 1.2;
F- световой поток одной лампы, 1960 лм;
n- количество ламп в светильнике, 2;
u- коэффициент использования осветительной установки, определяется в зависимости от показателя помещения и коэффициента отражения от стен и потолка.
Показатель помещения определяется по формуле:
f= 
(4.9)
где a,b-соответственно длина 7,3 и ширена 5 помещения, м
Н- высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, 4м.
По формуле (4.9):
f= 
На основании показателя помещения, который равен 0.74 и коэффициентов отражения потолка рп=70% и стен рст=50% (т.к. потолок и стены покрашены в светлый цвет) определяем коэффициент использования осветительной установки u= 57% =0.57.
Тогда по формуле (4.8) необходимое количество светильников будет равна:
N= 
шт
Остаточное принимаем парное количество светильников 10 штук, которые размещены в 2 ряда.
Метеоусловия в помещении лаборатории в холодный период года:
температура воздуха 18 0С;
относительная влага 60%;
Воздух рабочей зоны метеоусловия помещения лаборатории соответствуют допустимым нормам по температуре, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне для легкой категории работ.
Отопление помещения лаборатории осуществляется с помощью батарей центрального отопления.
Водоснабжение – очищенная речная вода, которая подается через сеть водопроводов.
Канализация с помощью канализационных сетей осуществляется выведение сточных вод.
Порядок сбора, утилизации и удаление с помещений химикатов и ЛВЖ:
отработанные кислоты и щелочи следует собирать отдельно в специальный сосуд, и после нейтрализации в конце рабочего дня сливать в канализацию или в соответствии с местными условиями в другое, специально предназначенное место;
запрещается сливать в канализацию концентрированные кислоты и щёлочи;
отработанные ЛВВ и горючие жидкости следует собирать в герметически закрытую тару, которая в конце рабочего дня удаляется с лаборатории для регенерации или уничтожения этих веществ;
категорически запрещается сливать горючие жидкости, смолу и ядовитых веществ в канализацию.
4.3. Характеристика помещений по пожаро- и взрывоопасностью
При выполнении исследовательской работе применялись такие вещества как бензин, уголь. По группе горючести они относятся к горючим и легковозгорающим веществам. Основные показатели этих веществ приведены в табл.4.1.
Таблица 4.1. Основные показатели веществ по пожаро- и взрывоопасностью
| Вещество | Температура, 0С | Нижняя концентрационная граница, | |
| вспышки | самовозгорания | ||
| Бензин | -39 | 0,76 % об. | |
| Метан | 5.28- 14.1 % об. | ||
| Оксид углерода | 12.5 % об. | ||
| Водород | 4.12- 75 % об. | ||
| Уголь | 60 г/м3 |
Хотя при исследовательской работе в лаборатории использовались горючие и легковозгорающие вещества, но применяются они в малых количествах, и работа с ними проводилась в вытяжных шкафах при работающей вентиляции, поэтому помещение лаборатории относят к категории не взрывоопасных, а пожароопасных помещений. Согласно с классификацией помещений и сооружений по пожаровзрывоопасностью в соответствии с ОНТП 24-86 помещение лаборатории относят к пожароопасной категории В. А в соответствии с правилами установки электроустановок (ПУЭ), помещение лаборатории относят к пожароопасной зоны П-I.
Лаборатория находится в четырёхэтажном здании, который имеет три эвакуационные выходы на случай аварийной ситуации. Степень огнестойкости здания, где находится лаборатория-I.
4.4. Противопожарные меры безопасности
Исследовательская лаборатория по пожарной безопасностью и взрывоопасности относится к категории В.
Для предупреждения пожаров и возгорания в исследовательской лаборатории необходимо выполнять следующие правила пожарной безопасности:
горючие растворители и моющие вещества следует заменять негорючими;
запрещается применять самодельные нагревательные спирали, устанавливать термостаты в сушильные шкафы на деревянные, не защищенные от возгорания столы и на расстоянии не ближе 1 м от горючих материалов;
нагрев легковозгорающих материалов необходимо осуществлять на водяных, масляных, песочных и воздушных банях у небольших количествах;
нагрев легковозгорающих веществ на открытом огне запрещается;
работу нагревательных устройств необходимо постоянно контролировать.
Порядок и нормы хранения пожаро-, взрывоопасных веществ:
- легковозгорающие и горючие вещества должны хранится в лабораторному помещении в толстостенных банках с притертыми пробками. Банки помещают в специальные металлические ящики с плотно притертыми крышками, стенки и дно которых выложены из асбеста. На внутренней стороне крышки делают четкую надпись с указанием наименований и общим количеством допустимых норм хранения горючих и легковозгорающих веществ, для данного помещения;
- общий запас в каждом рабочем помещении огнеопасных веществ не должен превышать суточные потребности, но не более 2-3 л на одного работника. Общий запас определяется при утверждении с пожарной охраной в каждом отдельном случае и указывается в специальной инструкции;
бутылки, в которых содержится не более 50 мл легковозгорающей жидкости, должны хранится в железных ящиках для горючих веществ. Запрещается хранить горючие жидкости в полиэтиленовой, а также в тонкостенной посуде емкостью более 200 мл;
запрещается хранить топливо в вытяжном шкафу, в котором проводится работа с нагревательными приборами, и рядом с окислителями или рядом от горючих предметов;
при случайных разливах огнеопасных жидкостей сразу выключить все нагревательные приборы и электросеть. Разлитую жидкость засыпают песком, потом осторожно собирают песок с жидкостью на деревянную лопату или фанеру, алюминиевый лист, применять стальной лист за счет искрообразования при ударах нельзя;
перед началом работы с ЛВЖ работающий должен приготовить предметы пожаротушения.
Способы пожаротушения в исследовательской лаборатории должно находится на видном месте. Основными способами гашения пожаров это огнетушители. Для гашения пожаров применяют огнетушители разных типов: химические, пенные, углекислотные, порошковые.
Наиболее распространение получили жидкие огнетушители марки ОХП-10 и воздушно-пенные огнетушители марки ОХП-10, которые применяются для гашения твердых предметов и горючих жидкостей, которые не смешиваются с водой.
Углекислотные и порошковые огнетушители применяют главным образом для тушения пожаров на электроустановках, автомашинах, в библиотеках и т.д. При тушении на электроустановках, которые находятся под напряжением лучше применять ручной огнетушитель ОУ-5.
Пенные огнетушители нельзя применять при тушении электрооборудования и электроустановок, а также электропроводов, которые находятся под напряжением, вещества, которые взаимодействуют с водой, щелочные металлы.
Также в домах, где находится лаборатория, предусматривается внутренняя противопожарное водообеспечение, которое осуществляется от внутренних пожарных кранов.
В случае пожара необходимо вызвать пожарную команду по телефону “01”. Указать точный адрес, где горит, наличие людей и их количество, сообщить свою фамилию. Выключить силовую и осветительную линию, приступить к тушению пожара, применяя способами пожаротушения.
5. ЭКОНОМИЧЕССКАЯ ЧАСТЬ
Целью написания данного подраздела дипломной работы с определением расходов на проведения исследовательской работы, а также определения цены опыта.
Сумма расхода будет суммироваться с последующих систем расходов:
основные и дополнительные материалы;
заработная плата;
начисления на заработную плату;
энергетические расходы;
амортизационные отчисления;
накладные расходы.
В дипломной работе проводилась исследования на счет выбора вариантов переработки угля Павлоградского бассейна. Для этого в исследовательской лаборатории была проведена паровоздушная газификация с различным расходом подачей пара.
5.1. Определение длительности исследования
Для определения длительности работы необходимо для каждого эксперимента составить сетевой график, а расчеты длительности работы и план их проведения привести в таблице.
таблица 5.1 План проведения паровоздушной газификации
| Шифр работы | Наименование работы | Длительность работы, мин. | Исполнитель | Оклад | Необходимое количество работы, чел-часов |
| Выдача задания на проведения газификации | |||||
| Подготовка сырья | Студент | 0,33 | |||
| Подготовка оборудования | Лаборант Студент | 1,00 | |||
| Проведения опыта | Лаборант Студент | 2,00 | |||
| Анализ результатов | Студент | 1,25 | |||
| Отключение оборудования | Лаборант | 0,08 |
Таким образом, длительность проведения газификации составляет 340 мин, но в ходе проведения эксперемента этот циклработ повторяеться четыре раза, поэтому общая длительность будет составлять 1360 минут.
Для расчета сетевого графика табличным методом исходными есть номера предварительных и последующих действий, а также ожидание длительности работы tожij. Ранний срок выполнения действия – Tpi, ранний срок окончания работы- Троij.
Ранний срок выполнения действия находится по формуле:
Трi=t*[L*(j/i)max], (5.1)
где t*[L*(j/i)max] -длительность максимельного из путей от исходного события до данного проишествия.
Поздний срок окончания действия – Tпi, поздний срок окончания работы- Tпзij, поздний срок начала работы- Тпнij. Поздний срок выполнения действия опредиляется по формуде:
Тнi=t*(Lкр)-t*[L*(i/C)max], (5.2)
где t*[L*(i/C)max]-длительность максимальноготиз путей от события к завершению событию С;
t*(Lкр)-длительность критического пути.
Таблица 5.2 Расчет сетевого графика проведения газификации.
