Теоретические подходы к защите от химических и энергетических факторов производственной среды

Важнейшими составляющими системы управления производственным риском являются технические методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственно-технологических факторов.

Обратим особое внимание на воздействие на человека химических веществ и энергетических потоков и на подходы к защите человека на производстве от этих воздействий.

С теоретических позиций защита от воздействия химических веществ осуществляется в условиях производства методами разбавления, удаления и замены токсических химических веществ нетоксичными или менее токсичными веществами.

Для реализации на производстве метода снижения или ликвидации токсичности химических веществ необходимо, как правило, изменить технологический процесс. Поэтому внедрению данного метода защиты работающих должны предшествовать научно-исследовательские работы, направленные на сохранение качества получаемой продукции при изменении качества используемых химических веществ. Таким образом, данный метод представляет собой разработку малотоксичных технологических процессов за счет снижения уровня токсичности химических веществ, используемых в источнике - технологии. Несомненно, это достаточно сложный и, возможно, дорогостоящий способ защиты человека и среды обитания от негативных воздействия химических веществ. Однако возможна быстрая окупаемость затрат на подобные разработки за счет снижения средств на сложные виды очистного оборудования и снижения потерь производства путем уменьшения платы за выбросы, сбросы и удаление отходов, а также снижения уровня профессионально обусловленной и профессиональной заболеваемости работников данного производства.

Этот метод должен быть предметом исследований специалистов, готовящихся вузами России для отдельных отраслей по специальностям высшего профессионального образования 280105 "Безопасность технологических процессов и производств" и 280201 "Инженерная защита окружающей среды".

В настоящее время наиболее широко в производственной практике для защиты работающих от воздействия химических веществ используется метод разбавления, позволяющий снизить концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых значений, а также метод удаления химических веществ, избытков влаги из рабочей зоны.

Эти методы реализуются на практике техническими системами аэрации и механической вентиляции. Ниже представлены необходимые в практике специалиста по охране труда расчеты, применяемые в использовании этих методов на производстве.

Теоретические основы защиты человека от производственных энергетических воздействий включают процессы отражения, поглощения и ослабления энергетических потоков, формируемых техническими системами и технологическими процессами.

При решении задач защиты выделяют источник, приемник энергии и защитное устройство (рис 10.1), которое уменьшает до допустимых уровней поток энергии к приемнику.

Защитное устройство (ЗУ) обладает способностями отражать, поглощать, быть прозрачным по отношению к потоку энергии.

Из общего потока энергии W+, поступающего к ЗУ, часть Wa поглощается, часть W- отражается и часть W- проходит сквозь ЗУ.

Тогда ЗУ можно охарактеризовать следующими энергетическими коэффициентами: коэффициентом поглощения а = Wo/W+, коэффициентом отражения р = W-/W+, коэффициентом передачи τ = W-/W+.

Рис. 10.1. Энергетический баланс защитного устройства

При этом выполняется равенство

Сумма α + τ = 1 - ρ = ν (где v = Wv/W+) характеризует неотраженный поток энергии Wv прошедший в ЗУ. Если α = 1, то ЗУ поглощает всю энергию, поступающую от источника, при ρ = 1 ЗУ обладает 100-процентной отражающей способностью; а равенство τ = 1 означает абсолютную прозрачность ЗУ, т. е. энергия проходит через устройство без потерь.

Принципы защиты:

1) принцип: ρ → 1; защита осуществляется за счет отражательной способности ЗУ;

2) принцип: α → 1; защита осуществляется за счет поглощательной способности ЗУ;

3) принцип: τ → 1; защита с учетом свойств прозрачности ЗУ.

На практике принципы комбинируют, получая различные методы защиты. Наибольшее распространение получили методы защиты изоляцией и поглощением.

Методы изоляции используют тогда, когда источник и приемник энергии, являющийся одновременно объектом зашиты, располагаются с разных сторон от ЗУ (рис. 10.2). В основе этих методов лежит уменьшение прозрачности среды между источником и приемником, т. е. выполнение условия τ → 0. При этом можно выделить два основных метода изоляции: метод, при котором уменьшение прозрачности среды достигается за счет поглощения энергии ЗУ, т. е. условие τ → 0 обеспечивается условием α → 0., и метод, при котором уменьшение прозрачности среды достигается за счет высокой отражательной способности ЗУ, т. е. условие τ → 0. обеспечивается условием ρ → 1.

В основе методов поглощения лежит принцип увеличения потока энергии, прошедшего в ЗУ (рис. 10.3), т. е. достижения условия ν → 1. Различают два вида поглощения энергии ЗУ: поглощение энергии самим ЗУ за счет ее отбора от источника в той или иной форме, в том числе в виде необратимых потерь, что характеризуется коэффициентом а, и поглощение энергии в связи с большой прозрачностью ЗУ, что характеризуется коэффициентом τ.

Рис. 10.2. Методы изоляции при расположении источника и приемника с разных сторон от ЗУ

Рис. 10.3. Методы поглощения при расположении источника с одной стороны от ЗУ: энергия отбирается (а), энергия пропускается (б)

Так как при ν → 1. коэффициент ρ → 0, то методы поглощения используют для уменьшения отраженного потока энергии; при этом источник и приемник энергии обычно находятся с одной стороны от ЗУ.

При рассмотрении распространения колебаний наряду с коэффициентом α используют коэффициент потерь η, который характеризует количество энергии, рассеянной ЗУ.

(10.2)

где W_s и E_s - средние за период колебаний Т мощность потерь и рассеянная за то же время энергия; ω = 2π/Τ - круговая частота: ε - энергия, запасенная системой.

Качественная оценка степени реализации целей защиты может осуществляться двумя способами:

1) определяют коэффициент защиты K_w в виде отношения

2) определяют коэффициент защиты в виде отношения:

Эффективность защиты (дБ) оценивают по соотношению

(10.3)

Дата добавления: 2015-10-26