ЦНТИ Стандарты и Регламенты – Руководство по измерению основных параметров и определению запыленности пылегазовых потоков на источниках выбросов загря

Статус: Действует Изображение документа: присутствует Страниц в документе: 86 Утвержден: ФГУП МНИИЭКО ТЭК, Область применения: Руководство регламентирует организацию и проведение измерений основных параметров и запыленности газовых потоков при экологическом контроле источников организованных выбросов в атмосферу. Дополнительные сведения: Доступны в демо-версии системы NormaCS.

ГОСТ 17.2.1.04-77 Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения

ГОСТ 17.2.4.06-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения

ГОСТ 17.2.4.07-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения

ГОСТ 17.2.4.08-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ Р 50820-95 Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков

ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы

РД 52.04.59-85 Охрана природы. Атмосфера. Требования к точности контроля промышленных выбросов. Методические указания

РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения

ПНД Ф 13.1:2:3.71-11 Количественный химический анализ атмосферного воздуха, промбросов в атмосферу и воздуха рабочей зоны. Методика измерений массовых концентраций загрязняющих компонентов в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, промышленных выбросах в атмосферу методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой

Определение концентрации пыли весовым методом

1. Отбор пробы воздуха. Для определения концентрации пыли весовым методом необходимо пропустить определенный объем воздуха (от 200 до 1000 л) через фильтр. Выбор места отбора воздуха зависит от цели исследования. При проверке санитарных условий в производственных помещениях пробу воздуха отбирают на рабочих местах в зоне дыхания работающих, т.е. на высоте 1,2–1,5 м от уровня рабочей площади. На каждом рабочем месте отбирают две пробы.

При проведении лабораторной работы пробу воздуха отбирают из специальной пыльной камеры (рис. 2.4). Предварительно взвешивают фильтр на аналитических весах с точностью до 0,2 мг и вкладывают в патрон 2. В пыльную камеру 1 помещают пыль, которую поддерживает во взвешенном состоянии генератор 3. Объем воздуха, который необходимо пропустить через фильтр, зависит от степени запыленности и контролируется с помощью реометра 5, соединенного с патроном (фильтром) 2 резиновым шлангом 4. Запыленный воздух из пыльной камеры просасывают через фильтр при помощи компрессора.

Рис. 2.4. Установка для отбора пробы воздуха

Включают генератор пыли, затем реометр, регулируя им расход воздуха, отбирают пробу, отмечая время начала и окончания отбора. Пропустив данный объем воздуха, включают генератор пыли и реометр. Для восстановления первоначальной влажности фильтра его выдерживают в камере 20 – 15 мин, затем взвешивают. Таким образом отбирают 3 пробы.

2. Расчет результатов анализа. Концентрацию пыли вычислить по формуле (2.4). Результаты наблюдений и расчетов записать (см. табл. 2.1). Для гигиенической оценки запыленного воздуха на рабочем месте (по ГОСТ 12.1.005–88) экспериментально найденную концентрацию пыли сравнить с предельно допустимой величиной (см. прил. 1). Сделать соответствующий вывод по результатам опытов.

1. Краткое описание цели и методики проведения работы.

2. Протокол с записями проведенных измерений и расчетов.

3. Сравнение полученных результатов с соответствующими санитарными нормами запыленности производственных помещений и гигиеническая оценка запыленности.

1. Что такое пыль?

2. Классификация пыли.

3. Вредное воздействие пыли на человека.

4. Что такое предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества?

5. Методы исследования запыленного воздуха.

6. Средства защиты от пыли.

7. Назовите виды обеспыливающего оборудования.

8. Сущность весового метода определения концентрации пыли.

9. Каким образом измеряется счетная концентрация пыли?

Лабораторная работа № 3

Исследование эффективности работы вентиляционной

Цель работы: закрепление теоретических знаний, касающихся назначения и существующих видов вентиляции, принципов их действия; знакомство с механическими вентиляционными системами, их техническими характеристиками; определение технических характеристик расчетно-экспериментальным путем.

Основные понятия и определения

Промышленная вентиляция является эффективным средством обеспечения чистоты и допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного или перегретого (охлажденного) воздуха и подачу чистого и охлажденного (нагретого) воздуха.

Вентиляционные системы должны создавать микроклимат, соответствующий СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», утвержденным 01.10.1996 ГКСЭН России. Общие требования к системам вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления производственных, складских, вспомогательных и общественных зданий и сооружений определены СНиП 2.04.05–91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

По способу перемещения воздуха различают системы естественной (проветривание, аэрация) и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри зданий, называется естественной вентиляцией.

Неорганизованная естественная вентиляция (инфильтрация – естественное проветривание) осуществляется в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давления снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов – силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция.

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей.

Вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией. Системы механической вентиляции по организации воздухообмена подразделяются на общеобменные, местные, смешанные (комбинированные), аварийные и системы кондиционирования.

Системы механической вентиляции по сравнению с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ:

1) независимость от температурных колебаний наружного воздуха и его давления, а также скорости ветра;

2) подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать на значительные расстояния;

3) воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать, т.е. нагревать или охлаждать, очищать, увлажнять и осушать.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздухаL_пр . подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздухаL_в . удаляемого из помещения.

По направлению подачи и удаления воздуха выделяют четыре системы общеобменной вентиляции – приточную, вытяжную, приточно-вытяжную и систему с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне. Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление, воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Такую систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на соседние.

Приточные системы механической вентиляции состоят:

из воздухоприемного устройства;

приточной камеры для обработки и подачи воздуха в помещение;

сети каналов и воздуховодов, по которым воздух распространяется вентилятором по отдельным помещениям;

приточных отверстий с решетками;

регулирующих устройств в виде задвижек.

Вытяжные системы механической вентиляции обычно состоят из следующих элементов:

жалюзийных решеток и насадков, через которые воздух поступает в вытяжные каналы;

вытяжных каналов для транспортирования воздуха в сборный воздуховод;

оборудования для очистки загрязненного воздуха;

вытяжных шахт для отвода воздуха в атмосферу;

Приточно-вытяжная вентиляция – наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно. Схемы общеобменной вентиляции представлены на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схемы общеобменной вентиляции:

а – приточная вентиляция;б – вытяжная вентиляция;в – приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией; 1 – воздухозаборное устройство; 2 – воздуховоды; 3 – фильтры; 4 – калориферы; 5 – побудитель движения; 6 – увлажнитель-осушитель; 7 – приточные отверстия; 8 – вытяжные отверстия; 9 – устройства для очистки воздуха от пыли или газов; 10 – уст- ройство для выброса воздуха; 11 и 12 – регулирующие клапаны

В системах вентиляции с частичной рециркуляцией к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения (см. рис. 3.1) вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами.

В системах общеобменной приточно-вытяжной вентиляции в общественных зданиях воздуховоды выполняют, как правило, из неметаллических материалов в виде приставных каналов, подшивных потолков или в конструкции стен, сообразуясь с архитектурно-планировочными и конструктивными решениями и схемой организации воздухообмена; в промышленных зданиях воздуховоды выполняют обычно из листовой стали.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах путем отсоса вредных газов, паров, пыли в местах образования и удаления их из помещения, например: улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, вентиляция кабин наблюдения и т.д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

В системах местной вытяжной вентиляции материал для воздуховодов выбирают в зависимости от транспортируемой среды с учетом ее агрессивного воздействия и требований взрывопожарной безопасности.

Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование. Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др. Одними из самых простых видов местных отсосов являются вытяжные шкафы и зонты (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Устройства местной вентиляции:

а – вытяжные шкафы (1 – с верхним отсосом; 2 – с нижним отсосом; 3 – с комбинированным отсосом);б – вытяжные зонты (1 – прямой; 2 – наклонный)

Местную вентиляцию с помощью отсосов можно назвать вытяжной. Местная приточная вентиляция осуществляется установками воздушных душей и воздушно-тепловыми завесами.Воздушный душ – это поток воздуха, направленный на рабочее место с целью создания улучшенных санитарно-гигиенических параметров производственной среды. Скорость обдува составляет от 1 до 3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового облучения.

Воздушно-тепловые завесы используют для ограничения поступления холодного воздуха зимой в помещение через часто открываемые двери или ворота. Воздушная завеса представляет собой струю воздуха (выходящую со скоростью 10. 15 м/с), направленную навстречу движению холодного воздуха под некоторым углом.

Смешанная (комбинированная) система предусматривает одновременную работу местной и общеобменной вентиляции. Например, местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение и удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ.

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции – кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка независимо от изменения наружных условий с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий – температуры воздуха, его относительной влажности и скорости подачи в помещение. Кондиционеры могут быть местными (для обслуживания отдельных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких отдельных помещений). Принципиальная схема кондиционера представлена на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Схема кондиционера:

1 – заборный воздуховод; 2 – фильтр; 3 – соединительный воздуховод; 4 – калорифер первой ступени подогрева; 5 – форсунки увлажнителя воздуха; 6 – переходник- каплеуловитель; 7 – калорифер второй ступени; 8 – вентилятор; 9 – отводной воздуховод

Основным рабочим органом вентиляционных установок являются вентиляторы, создающие разность давлений, вследствие чего и происходит перемещение воздуха. В зависимости от создаваемого давления различают вентиляторы низкого (до 1 кПа), среднего (до 3 кПа) и высокого (до 12 кПа) давления. По конструкции вентиляторы делятся на осевые и радиальные (центробежные).

Осевой вентилятор имеет простую конструкцию и представляет собой лопаточное колесо, насаженное на вал электродвигателя и заключенное в металлический кожух. При вращении колеса под действием лопаток воздух перемещается в осевом направлении, при этом его давление увеличивается. Осевые вентиляторы применяются в том случае, когда при небольших давлениях (30–300 Па) необходимо подавать значительные объемы воздуха. Их достоинством является простота конструкции, удобство регулирования расхода воздуха. Существует несколько типов осевых вентиляторов, различающихся формой лопаток, конструкцией направляющих и др.

Радиальный (центробежный) вентилятор представляет собой лопаточное колесо, заключенное в спиральный кожух. При вращении колеса увлекаемый лопатками воздух отбрасывается от центра к периферии и, собираясь в спиральном кожухе, выбрасывается в его выпускное отверстие. Благодаря использованию центробежной силы, воздействующей на воздушный поток, эти вентиляторы способны создавать давления, значительно превосходящие давления осевых вентиляторов. Радиальные вентиляторы бывают правого и левого вращения. Объем подаваемого воздуха пропорционален частоте вращения, а развиваемое давление пропорционально квадрату числа оборотов.

При выборе вентилятора пользуются его характеристикой, в которой указываются производительность вентилятора и развиваемое им давление в зависимости от числа оборотов, а также коэффициент полезного действия и потребляемая мощность. Воздух в системах механической вентиляции транспортируется по воздуховодам.

При работе вентилятора в воздуховоде создается давление, по которому и подбирается вентилятор. Это полное давление Р. представляющее собой сумму статического давленияР_ст . расходуемого на преодоление сопротивлений во всасывающей и нагнетательной сети (в воздуховодах), и динамического (скоростного) давленияР_ск . создающего скорость движения воздуха.

Методы определения концентрации пыли

Под концентрацией пыли понимается количественное соотношение дисперсной фазы и дисперсионной среды. По ее величине устанавливают санитарные нормы содержания конкретной пыли, а также подбирают методы улавливания пыли и устройства, обеспечивающие уменьшение запыленности воздуха в производственных помещениях и организованных выбросов.

В зависимости от применяемого метода измерения различают численную и массовую концентрации пыли.

Численная концентрация показывает, сколько частиц пыли содержится в единице объема воздуха (число/см 3 ). В общем случае под этим понимают концентрацию частиц пыли независимо от их формы, размера и вещественного состава.

Для характеристики чистоты воздуха обычно применяют термин «запыленность воздуха», под которым подразумевается массовая концентрация пыли (г или мг на 1 м 3 воздуха при нормальных условиях).

Измерение концентрации пыли является трудной метрологической задачей, так как пыль представляет собой сложную систему, которую нельзя описать с достаточной степенью точности одним или двумя параметрами. Пыль всегда является полидисперсной, т.е. характеризуется более или менее широким спектром размеров частиц (от 10 -2 до 10 2 мкм). Концентрация пыли может колебаться от 10 -2 до 10 5 мг/м. Кроме того, происхождение, форма, физико-химические и механические свойства частиц пыли могут быть очень разнообразными. Частицы пыли, находясь во взвешенном состоянии в воздушной среде, подвержены воздействию силы тяжести, аэродинамического сопротивления, электрических сил и сил трения, аутогезионных сил, коагуляции, влиянию температуры и влажности воздуха, действию воздушных потоков, вследствие чего они коагулируются, оседают на поверхности, т.е. происходит быстрое изменение концентрации пыли в пространстве и во времени.

В настоящее время основным методом контроля запыленности воздуха производственных помещений и организованных выбросов является весовой. Этот метод основан на фильтрации запыленного воздуха через тот или иной фильтр с последующим весовым определением количества уловленной пыли. Недостатки метода – низкая производительность, необходимость учитывать скорость движения воздуха, его пульсацию; точность результатов зависит от качества фильтра и квалификации исследователя.

Косвенные методы основаны на использовании различных физических явлений, параметры которых изменяются в зависимости от концентрации пыли в исследуемой воздушной среде. Преимущества косвенных методов – высокая производительность, простота измерения. Недостатки - невысокая точность измерений, сложность конструкции и высокая стоимость приборов.

Для контроля запыленности воздуха производственных помещений и организованных выбросов наиболее широко применяют оптический, зарядно-контактный, радиоизотопный, пьезоэлектрический и емкостный методы, которые отличаются большей точностью измерений и высокой чувствительностью.

Акустический, индукционный и другие методы, основанные на улавливании пыли водой, широкого распространения не получили из-за низкой точности измерений, громоздкости и высокой стоимости.

Применяют методы акустической, механической вибрации, методы, основанные на измерении перепада давлений на фильтре, на разбавлении пылевзвесей газообразным носителем.

Акустический метод основан на изменении параметров акустического поля при наличии частиц пыли в пространстве между источником и приемником звука. Потери ультразвуковой энергии обусловлены влиянием взвешенных твердых частиц. На результаты измерения концентрации пыли акустическим методом влияют скорость и температура пылегазового потока, влажность, температура и дисперсный состав пыли. Недостаток метода - сложность измерительной аппаратуры.

Индукционный метод основан на измерении индуцированного на электроде измерительной камеры заряда, возникшего при движении через камеру заряженных пылевых частиц. Величина заряда является мерой массовой концентрации пыли. Достоинством метода является то, что для измерения общего заряда частиц не требуется осаждать их на электроде.

Применение индукционного метода позволяет создать пылемеры довольно простой конструкции. Однако методу присущи погрешности, тик как распределение зарядов на частицах пыли зависит от многих факторов и с течением времени может изменяться в широких пределах.

Метод механической вибрации основан на измерении изменения частоты колеблющегося элемента при осаждении на нем пыли. Используется колеблющийся фильтр, укрепленный в пружинном держателе. Специальное устройство возбуждает колебания фильтра в горизонтальной плоскости. С помощью насоса пылегазовый поток пропускают через фильтр и измеряют частоту колебаний последнего до и после прокачивания потока. Сравнительное устройство выдает сигнал, пропорциональный массе осевшей пыли.

На результат измерения оказывают влияние неравномерность толщины ленты, колебания температуры и давления при передвижении ленты из зоны сравнения в измерительную зону, неравномерность толщины слоя пылевого осадка, трение в подшипниках при движении ленты, непостоянство натяжения и другие факторы.

Метод, основанный на измерении перепада давлений на фильтре. Пропуская пылегазовый поток с постоянной скоростью через фильтр, измеряют разность давления на входе и выходе из фильтра, что отражает изменение концентрации пыли. На точность замера концентрации пыли влияют те же факторы, что и при методе механической вибрации.

При использовании метода, основанного на разбавлении пылевзвесей газообразным носителем, определяют расход чистого газообразного носителя, необходимого для достижения определенной постоянной концентрации пыли, с помощью аппаратуры, контролирующей указанную концентрацию пыли. Этот метод широкого применения не нашел, из-за низкой точности измерений, громоздкости и высокой стоимости.

При использовании метода, основанного на улавливании пыли водой, отделяют пыль от газа и по степени помутнения воды судят о концентрации пыли в воздухе. Мутность воды определяется по интенсивности прошедшего через нее светового потока, которая сравнивается с интенсивностью светового потока чистого воздуха. Разность интенсивностей света характеризует массовую концентрацию пыли в водной суспензии. Зная объем газа, определяют концентрацию пыли в газе.