Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды




Скачать 161.06 Kb.
НазваниеАнализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды
Дата публикации26.04.2013
Размер161.06 Kb.
ТипАнализ
shkolnie.ru > Физика > Анализ
Охрана труда и окружающей среды.
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды.
Холодильная машина в силу особенности своей конструкции и принципа работы обладает рядом опасных и вредных факторов, способных оказать негативное воздействие на безопасность жизнедеятельности человека и на окружающую среду. Холодильная машина является источником шума и вибрации, в состав машины входят аппараты, работающие под высоким давлением, агрегаты, работающие под напряжением.
Холодильный агент.
Холодильный агент, примененный в машине - фреон R22. При атмосферном давлении и температурах выше 40 градусов он представляет собой бесцветный газ со слабым запахом хлороформа. Применение данного вещества оправдано с термодинамической и экономической точек зрения.

Фреон R22 (CHF2Cl) является производной пропана. По международной классификации хлорфторуглероды относятся к шестому классу нетоксичных веществ. Коэффициент токсической опасности (Кт.о.), характеризующий возможность ингаляционного отравления. Для хладона 22 составляет Кт.о=104 - малотоксичное вещество. При температурах 150-170 град. Цельсия начинается частичное термическое разложение хладона с образованием хлористого и фтористого водорода (ПДК=5 мг/м3 в рабочей зоне), фосгена (ПДК=0.5 мг/м3 в рабочей зоне). Хладон 22 не взрывоопасен и не воспламеняется. Чистый и осушенный хладон 22 инертен по отношению к металлам. В присутствии воды способен разлагаться с образованием соляной и плавиковой кислот. Хладон 22 является хорошим растворителем органических веществ, поэтому многие неметаллические материалы в его среде не стойки, например. Очень сильно набухают резины, поэтому применяют только хладоностойкие резины.

Как все хлорфторуглероды используемый хладагент под воздействием солнечной радиации расщепляется в верхних слоях атмосферы с образованием атомов хлора, что, в свою очередь, вызывает разрушение озонового слоя. Хладон 22 имеет балл разрушающей озоноактивности равный 0.05.

Хладон имеет высокую текучесть, легко просачивается через неплотности. Обеспечение герметичности холодильной машины обеспечивается высокой точностью сопрягаемых деталей и узлов машины, применением паяных соединений, хладо-маслостойких прокладок, использованием высококачественных припоев. Утечки хладона обнаруживают с помощью галоидной лампы или галоидного течеискателя. Либо с помощью аналогичных приборов. Об утечке хладона при работе машины также можно судить и по косвенным признакам, например таким как недостаточное количество вырабатываемого холода, непрерывная работа компрессора в течении долгого времени.

Для организма человека хладон 22 безвреден, однако, может вызывать удушье при вытеснении воздуха из помещения. Между тем хроническое отравление хладоном 22 и продуктами его термического разложения вызывает функциональные и морфологические изменения в организме. Согласно ГОСТ 12.1.005-76 установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ. Для хладона 22 ПДК=3000 мг/м3, допустимое количество в случае прямого испарения составляет 352000 мг/м3.

Холодильное масло.
В холодильной машине используется синтетическое углеводородное масло ХС 40. Данное масло имеет достаточно высокую термическую стабильность в смеси с хладоном 22, что повышает надежность работы машины. Масло химически стабильно. Температура вспышки для масла ХС 40 составляет 240 гр. Цельсия. При работе машины температура масла может достигать 130 гр. Цельсия. С целью снижения общей температурной напряженности компрессора в масляную ванну встроен охладитель масла. По сравнению с другими способами охлаждения масла для герметичных компрессоров, этот способ является наиболее эффективным, имеет высокую эксплуатационную надежность, однако требует дополнительных затрат электроэнергии и увеличивает материалоемкость. Дополнительной мерой для снижения общей температурной напряженности компрессора является применение масляного насоса, развивающего напор и производительность с запасом. Попадание отработанного масла в почву и источники водоснабжения недопустимо, так как приводит к их загрязнению химически стабильными составляющими масла, продуктами разложения хладона. Отработанное холодильное масло собирается в специально отведенные емкости для последующей переработки и утилизации.
Источники вибрации.
При работе компрессора неуравновешенные силовые воздействия могут привести к появлению вибраций. В соответствии с ГОСТ 12.1.012 - 83ССБТ вибрации в данной установке относятся к общим вибрациям, передающимся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека. Нормируемым параметром для общей вибрации являются средние квадратические значения виброскорости (и их логарифмические уровни) в октавных или третьоктавных полосах частот. В соответствии с ГОСТ 12.1.012-83ССБТ установлены следующие санитарные нормы:


Среднегеометрические частоты полос, Гц

Виброскорость х10-2 м/с


в 1/3 окт.

в 1/1 окт.

В 1/1 окт.

1,6

2,0

2,5

0,36

0,256

0,184

0,52

100

3,15

4.0

5,0

0,128

0,092

0,072

0,18


91

6,3

8,0

10,0

0,056

0,048

0,048

0,088

85

12,5

16,0

20,0

0,048

0,048

0,048

0,08

84

25,0

31,5

40,0

0,048

0,048

0,048

0,08

84

50,0

63,0

80,0

0,048

0,048

0,048

0,08

84



Возможными источниками вибрации в проектируемой машине являются движущиеся части механизма компрессора: эксцентриковый вал, шатуны, поршни.

Силы инерции периодически изменяются по величине и направлению и вызывают вибрацию фундамента. Средством уменьшения вибрации служит уравновешивание сил инерции 1-го порядка путем установки двух противовесов, которые крепятся к щекам эксцентрикового вала компрессора.

Применение в компрессоре поршней из алюминиевых сплавов уменьшает вибропроводимость, т.к. сделанные из них детали глухо звучат при ударах.

Значительно уменьшает уровень вибрации смазка. Слой смазочного вещества между двумя сочлененными элементами нагрузки устраняет возможность непосредственного контакта и сухое трение, что может быть причиной возникновения вибраций.

Герметичный компрессор и его электродвигатель установлены на виброизоляторах, что значительно уменьшает передачу вибрации на опоры, а значит и на людей.

Другой источник вибрации – вентиляторы приточно-вытяжной системы. Для борьбы с этим источником вибрации применяют мягкие вставки на входе и выходе приточной и вытяжной системы.

Источники шума.
Источником постоянного шума в установке кондиционирования является компрессор. Частота вращения ЭД компрессора на расчетном режиме 1500 об/мин, что соответствует низкочастотному шуму (менее 300 Гц). Компрессор также создает механический шум, обусловленный механическим трением, соударением в зазорах, инерционными возмущающими силами. Кроме того присутствуют аэродинамические шумы от движения сжатого газа. В кондиционируемые помещения также проникает шум, возникающий при работе вентиляторов, установленных в воздухоохладительных блоках.

Шумовая эргономическая характеристика установки должна удовлетворять требованиям ГОСТ 12.1.003-83. Постоянный шум на рабочем месте характеризуется уровнем звукового давления в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц. Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука представлены в таблице:

^

Уровни звукового давления, дБ


В октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровень звука и эквивалентный уровень звука,

дБА

31.5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

107

95

87

82

78

75

73

71

69

80


По своему происхождению шумы, возникающие при работе машины делятся на:

механические;

аэродинамические и гидравлические;

В состав проектируемой холодильной установки входят два герметичных компрессора. Шум от герметичных компрессоров очень мал, это объясняется тем, что:

- двигатель находится внутри неразборного кожуха

- отсутствуют зубчатые передачи

- отсутствуют подшипники качения, применены подшипники скольжения

- в ходе проектирования было осуществлено динамическое уравновешивание вращающихся частей, достигнута степень неуравновешенности =0,01

- частота вала компрессора 24с-1, что соответствует низкочастотному шуму.

Холодильная машина располагается на крыше, что препятствует проникновению шума в помещение.
Шумовые характеристики вентилятора.

63 Гц

125 Гц

250 Гц

500 Гц

1000 Гц

2000 Гц

4000 Гц

8000 Гц

Уровень звука и экв.уровень звука, дБА

79

76

73

71

68

65

60

54

76


Для предотвращения проникновения шума от вентиляторов в помещения боулинга на выходе приточной системы и на входе вытяжной системы предусмотрены канальные кулисные шумоглушители длинной 1м. Разводка воздуха по помещениям осуществляется изолированными воздуховодами гасящими шум.

Для уменьшения шума возникающего при работе вентиляторов воздухоохладительных блоков корпус воздухоохладителя выполнен из пластмассы, что исключает возможность возникновения шума от колебаний, характерных для металлических элементов корпуса. Пластмасса, из которой выполнен корпус воздухоохладителя, обладает звукопоглащающими свойствами, что снижает общий уровень шума.
Электробезопасность при работе.
Питание холодильной машины осуществляется переменным трехфазным током 220 В, частотой 50 Гц, допускаемые отклонения напряжения и частоты от номинальных значений в соответствии с ГОСТ 13109. В связи с этим возникает опасность поражения электрическим током.

В качестве мер электробезопасности применяются:

защитное отключение компрессора (в случае пробоя изоляции проводов статора электродвигателя);

защитное заземление приборов, оборудования, аппаратов и токоведущих кабелей (по ГОСТ 12.1.030-81ССБТ);

датчики приборов, токоведущие части которых введены в аппараты, имеют взрывонепроницаемое исполнение с искробезопасным входом;

токоведущие части распределительных устройств, щитов управления расположены за сплошным ограждением,

Соединение готовой к работе установки с электросетью необходимо проводить на месте эксплуатации установки кондиционирования. Подводку электроэнергии и заземления осуществлять согласно "Правилам устройства электроустановок" в соответствии с ГОСТ 12.030-89.

По опасности поражения электрическим током помещение в котором установлен кондиционер относится к помещениям без повышенной опасности.
Пожаробезопасность и взрывобезопасность.
Холодильная машина предназначена для работы на фреоне R22, который не взрывоопасен и не воспламеняется. Температура самовоспламенения выше 700°С, что обеспечивает высокую пожарную безопасность при эксплуатации установки. Контур холодильной машины герметичный.

Соприкасаясь с пламенем или горячими поверхностями, R22 разлагается на высокотоксичные компоненты. В присутствии стали, меди, алюминия, железа при температуре 200 °С и длительности испытаний 2 года, степень его разложения достигает 0,001 %. Однако в системе наивысшая температура не превышает 100С, что гарантирует длительную работу системы без разложения фреона и разрушения герметичности вследствие коррозии.

Пожарная безопасность разработанной машины обеспечивается мерами пожарной профилактики, которые включают в себя организационные, технические и эксплуатационные мероприятия.

Рассматриваемый в дипломном проекте объект – помещение боулинга относится к категории «Д» (согласно ОНТП 24-86). Комплекс противопожарных мер включает:

1)повышенные требования к воздуховодам,

2)автоматическую блокировку вентиляционных систем с установками сигнализации (применение соответствующего блока управления приточно-вытяжной установкой).

3)применение противопожарных клапанов.
Испытание холодильной машины.
В соответствии с ГОСТ 25005-81 к аппаратам высокого давления относятся конденсатор, ресивер; к аппаратам стороны низкого давления – испаритель.

Испытание проводятся при различных пробных давлениях, устанавливаемых в зависимости от рабочих давлениях согласно ГОСТ 12.2142-99 Давление для испытаний выбирается по зависимости: Рисп=1,5Рраб.

Компрессор и конденсатор испытывают на прочность давлением воды 2,7 Мпа; на герметичность давлением воздуха 1,35 Мпа под уровнем прозрачной воды в течении 5 минут. Пузыри и пузырчатая сыпь не допускаются.

Испаритель испытывают на прочность давлением воды 2,7 Мпа. на герметичность давлением воздуха 1,35 Мпа под уровнем прозрачной воды в течение 5 минут. Пузыри и пузырчатая сыпь не допускаются.

Испаритель и конденсатор защищены от избыточных давлений посредством реле контроля за давлениями всасывания и нагнетания.
Гидроудар.
Гидроудар происходит в цилиндре компрессора при сжатии, если в полость цилиндра попадает парожидкостная смесь холодильного агента.

В герметичном компрессоре холодильный агент после испарителя попадает в герметичную полость компрессора, где охлаждает обмотки электродвигателя и нагревается сам, вследствие чего исключается попадание жидкости в цилиндр компрессора. В качестве предохранительного устройства предусмотрена буферная пружина.
Система автоматики и защиты
Для повышения безопасности эксплуатации холодильная машина оснащается приборами защитной автоматики. Приборы защиты служат для автоматической остановки компрессора при наступлении аварийного режима работы. Предусмотрены следующие виды защиты: при повышении давления нагнетания, при понижении давления всасывания, при повышении температуры обмоток статора встроенного электродвигателя компрессора, электрических цепей управления от токов короткого замыкания и перегрузок, сигнализация о работе машины, автоматическое отключение машины при срабатывании одной из защит.

Аварийный режим работы может возникнуть при чрезмерно высоком давлении конденсации, перегрузке двигателя, нарушении смазки компрессора и т.д.

Датчик-реле высокого давления защищает от повышенного давления нагнетания при недопустимо высокой температуре нагнетания или при недопустимой температуре конденсации (более 50 град. Цельсия). Причинами повышения давления конденсации становятся сильное загрязнение поверхности конденсатора, наличие в системе неконденсируемых газов. Защита выполняется включением компрессора с помощью реле. Датчик которого подсоединяется к компрессору между полостью нагнетания и конденсатором.

Датчик-реле низкого давления защищает от пониженного давления всасывания. реле предохраняет компрессор от перегрева и перегрузки, от недопустимо низкого давления кипения. Причинами опасного понижения давления являются: замерзание воды в терморегулирующем вентиле, утечка агента из системы, сплошное обмерзание воздухоохладителя. Выход из строя вентилятора воздухоохладителя. Защита осуществляется отключением компрессора. Датчик-реле устанавливается на всасывающей магистрали компрессора.

Защита электродвигателя компрессора осуществляется с помощью теплового реле. Опасный режим может возникнуть при перегрузке электродвигателя. Когда сила тока в его обмотке становится выше номинальной. Перегрев обмоток возможен в результате плохого охлаждения двигателя всасываемыми парами хладагента. В дополнение к тепловому реле устанавливают реле температуры, которое реагирует на нагрев кожуха компрессора и размыкает электрическую цепь питания компрессора при попытке пуска с непрогретой масляной ванной.

Для визуального контроля давления конденсации и кипения установлены манометры.

От короткого замыкания электродвигатель компрессора и электродвигатели вентиляторов защищены плавкими предохранителями.

Приборы автоматики. Отвечающие за правильную работу холодильной машины во всем температурном интервале эксплуатации, обеспечивают безаварийную работу машины.

Приборная панель холодильной машины предназначена для отображения состояния работы машины и оповещения о возникающих неисправностях.


Воздействие на окружающую среду.
Проектируемая холодильная машина отвечает современным требованиям экологической безопасности. При работе машины используется хладон с низким озоноразрушающим потенциалом.

При правильной эксплуатации холодильной машины, проведении своевременных работ по техническому обслуживанию конструкция машины исключает попадание холодильного агента и масла в окружающую среду. Контур холодильной машины герметичен, что исключает контакт с окружающей средой.

Теплообменная аппаратура обдувается воздухом из окружающей среды. Конструкция аппаратуры исключает ее загрязнение.
Заключение.
С точки зрения экологической безопасности установка отвечает современным требованиям. Установка имеет хорошую защиту от утечек. Полная автоматизация машины снижает вероятность аварий до минимальных значений. Шумовые характеристики установки по возможности сведены к минимуму. Компрессор является источником вибраций, которые необходимо уменьшить, поэтому электродвигатель компрессора закрепляется на пружинных опорах, которые снижают передачу вибраций к корпусу компрессора. Без этих элементов эксплуатация машины исключается.
Список литературы.
1. Под ред. С.В. Белова «Безопасность жизнедеятельности». М.: Высшая школа, 1999.

2. Е.Я. Юдин и др. «Борьба с шумом на производстве». Справочник. М.: Машиностроение, 1985.

3. А.Ф. Козьяков, С.Г. Смирнов «Использование основной нормативно-технической документации по охране труда в дипломном проектировании». Методические указания. М.: Изд-во МВТУ, 1987.

4. Пособие к МГСН 2.04-97 «Проектирование защиты от шума и вибрации инженерного оборудования в жилых и общественных зданиях». М.: Москомархитектура, 1998.

5. В.Мааке и др. «Учебник по холодильной технике» М.: Изд-во Московского университета, 1998.

6. В.А. Ананьев и др. «Системы вентиляции и кондиционирования». М.: Евроклимат, 2000

7. Под ред. Г.А. Буркова «Справочник по котлонадзору». М.: Государственное энергетическое издательство, 1954.

8. Под ред. Л.С. Тимофеевского «Холодильные машины». С-Пб.: Изд-во «Политехника», 1997.

Расчет виброизолятора.
Широкое распространение в машиностроении получила активная виброзащита, которая предусматривает введение дополнительного источника энергии, осуществляющего обратную связь от изолируемого объекта к системе виброизоляции. Это приводит к быстрому затуханию колебаний.

Любая машина, поставленная на виброизоляторы, имеет 6 степеней свободы, так как может совершать колебания в трех взаимно перпендикулярных плоскостях пространства, а также совершать вращательные движения. Расчет системы с шестью степенями свободы весьма сложен, поэтому в практике виброизоляции машин ограничиваются расчетом только вертикальных колебаний.

Расчет виброизоляторов сводится к определению необходимой жесткости резиновых прокладок и определению их параметров: высоты, площади.
^ Исходные данные:
m= 120 кг – масса компрессора

n= 1440 об/мин – частота вращения вала компрессора

Материал виброизолятора – EPDM (этиленпропиленовый тройной сополимер)

Е=5 МПа – динамический модуль упругости материала виброизолятора

σ=1.6 МПа – допустимая нагрузка на сжатие материала виброизолятора

N=3 – число виброизолирующих опор

Частота вынужденных колебаний

f=n/60=1440/60=24 Гц

Частота собственных колебаний виброизолированной системы

fo=f/4=24/4=6 Гц

Коэффициент передачи колебаний

КП=1/[(f/fo)-1]=1/[4-1]=0.067

Статическая осадка

хст=0.008 м

Высота виброизолятора

h=xст*E/σ=0.008*5/1.6=0.025м

Толщина виброизолирующей прокладки должна отвечать условию

h<λ/2

λ- длина волны изолируемых колебаний

В противном случае в виброизоляторе возникают резонансные колебания

λ/2=π*хст=π*0.008=0.0251м

Площадь виброизолирующей прокладки

S=mg/σN=120*9.81/1.6*10^6*3=0.00025 м2

Внутренний диаметр виброопоры dвн=0.022 м

Наружний диаметр виброопоры
Dн=sqr[(4S/π)+ dвн^2]= sqr[(40.0003/π)+ 0.022^2]= 0.03 м
Эффективность виброизоляции

∆L=20lg(1/КП)= 20lg(1/0.067)=23.5 дБ.

Похожие:

Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconОхрана труда и окружающей среды. Анализ проектируемой холодильной...
Рядом опасных и вредных факторов, способных оказать негативное воздействие на безопасность жизнедеятельности человека и на окружающую...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconОхрана труда и окружающей среды. Анализ проектируемой холодильной...
Рядом опасных и вредных факторов, способных оказать негативное воздействие на безопасность жизнедеятельности человека и на окружающую...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconОхрана труда и окружающей среды. Анализ проектируемой холодильной...
Рядом опасных и вредных факторов, способных оказать негативное воздействие на безопасность жизнедеятельности человека и на окружающую...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемой установки с точки зрения охраны труда и влияния на окружающую среду
При проектировании любого оборудования необходимо уделять большое внимание вопросам надежности оборудования, безопасности эксплуатации,...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемой установки с точки зрения охраны труда и влияния на окружающую среду
При проектировании любого оборудования необходимо уделять большое внимание вопросам надежности оборудования, безопасности эксплуатации,...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемой азотной адсорбционной воздухоразделительной...

Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемой азотной адсорбционной воздухоразделительной...

Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемого воздушного турбохолодильного агрегата с точки...
При проектировании любого оборудования необходимо уделять большое внимание вопросам надежности оборудования, безопасности эксплуатации,...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемого водородного ожижи­теля с точки зрения безопасности эксплуатации
При проектировании любого оборудования необходимо уделять большое внимание вопросам надежности оборудования, безопасности эксплуатации,...
Анализ проектируемой холодильной машины с точки зрения безопасности жизнедеятельности, охраны труда и окружающей среды iconАнализ проектируемого водородного ожижи­теля с точки зрения безопасности эксплуатации
При проектировании любого оборудования необходимо уделять большое внимание вопросам надежности оборудования, безопасности эксплуатации,...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница