Báo cáo môn học Kỹ thuật an toàn môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ──────── * ─────── BÁO CÁO Kỹ thuật an tồn mơi trường Giáo viên hướng dẫn: Trần Vũ Minh TĨM TẮT NỘI DUNG Tóm tắt nội dung báo cáo: Nhiệm vụ thơng gió Các biện pháp thơng gió loại hệ thống thơng gió Xác định lưu lương trao đổi khơng khí trường hợp thơng gió chung Thơng gió tự nhiên Thơng gió khí Biện pháp phịng cháy nổ hệ thống thơng gió Kiểm tra vận hành hệ thống thơng gió I MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG I MỤC LỤC II I NHIỆM VỤ CỦA THÔNG GIÓ 1.1 Khái niệm mục đích: .1 II CÁC BIỆN PHÁP THƠNG GIĨ VÀ CÁC HỆ THỐNG THƠNG GIĨ .3 2.1 Các biện pháp thơng gió: - Thơng gió tác dụng nhiệt thừa: Nhờ có nguồn nhiệt mà hình thành trao đổi khơng khí bên bên nhà Nhiệt thừa sản sinh nhà ngồi 15 - Thơng gió tự tác dụng gió: 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thơng gió gia dụng Hình 1.2 Thơng gió cơng nghiệp Hình 1.3 Cấu tạo hệ thống thơng gió Hình 3.1 Biểu đồ nhiệt ẩn nhiệt Hình 3.2 Biểu đồ lượng nhiệt toả từ lò nung Hình 3.3 Biểu đồ cường độ xạ Hình 3.4 Biểu đồ xác định hệ số xạ lỗ Hình 4.1 Xưởng luyện kim 12 Hình 4.2 Xưởng đúc 12 Hình 4.3 thơng gió tác dụng nhiệt thừa 13 Hình 4.4 thơng gió tác dụng gió 13 II Hình 4.5 Thơng gió tự nhiên cho tòa nhà chung lớp học , văn phịng 14 Hình 4.6 Thơng gió cho nhà xưởng tác dụng gió 14 Hình 5.1 Thơng gió khí 15 Hình 5.2 Tiết diện ống hình chữ nhật 16 Hình 5.3 Tiết diện ống hình trịn 16 Hình 5.4 Một số hình ảnh quạt máy cơng nghiệp 17 Hình 6.1 Quạt thơng gió 20 Hình 6.2 Hệ thống đường ống hút bụi xưởng chế biến gỗ 20 Hình 7.1 Đo áp suất khơng khí ống đo pito áp suất chữ U 21 Hình 7.2 Các loại vi áp kế 22 Hình 7.3 Vận tốc kế cánh quạt 22 III Báo cáo môn học Kỹ thuật an tồn mơi trường I NHIỆM VỤ CỦA THƠNG GIĨ 1.1 Khái niệm mục đích: - Do tồn đọng nhiều chất độc hại, nhiệt thừa, ẩm thừa gây hậu ảnh hưởng đến khí hậu phòng sức khỏe người - Giải pháp đề tối ưu hệ thống thơng gió, có nhiệm vụ bảo đảm độ khơng khí đảm bảo điều kiện khí tượng tượng quy định phịng sản xuất Hình 1.1 Thơng gió gia dụng Hình 1.2 Thơng gió cơng nghiệp 1.2 Phân loại: Báo cáo môn học Kỹ thuật an tồn mơi trường - Gồm có loại chính: • Thơng gió theo hướng chuyển động gió • Thơng gió theo động lực tạo thơng gió • Thơng gió theo phương pháp tổ chức • Thơng gió theo mục đích 1.2.1 Thơng gió theo hướng chuyển động gió: - Thơng gió kiểu thổi - Thơng gió kiểu hút - Thơng gió kết hợp 1.2.2 Thơng gió theo động lực tạo thơng gió: - Thơng gió tự nhiên - Thơng gió cưỡng 1.2.3 Thơng gió theo phương pháp tổ chức: - Thơng gió tổng thể - Thơng gió cục 1.2.4 Thơng gió theo mục đích: - Thơng gió bình thường - Thơng gió theo cố Hình 1.3 Cấu tạo hệ thống thơng gió Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường II CÁC BIỆN PHÁP THƠNG GIĨ VÀ CÁC HỆ THỐNG THƠNG GIĨ 2.1 Các biện pháp thơng gió: - Xét khả tạo lưu thông trao đổi khơng khí bên bên ngồi nhà chia thành thơng gió tự nhiên thơng gió khí (hay cịn gọi thơng gió nhân tạo) • Thơng gió tự nhiên trường hợp thơng gió mà lưu thơng khơng khí từ bên ngồi vào nhà từ nhà thực nhờ yếu tố tự nhiên • Thơng gió khí trường hợp thơng gió có sử dụng máy quạt máy chạy động điện để làm khơng khí vận chuyển từ chỗ đến chỗ khác 2.2 Các loại hệ thống thơng gió: - Xét phạm vi phục vụ hệ thống thơng gió, người ta chia thành hệ thống thơng gió chung hệ thống thơng gió cục • Hệ thống thơng gió cung hệ thống thơng gió thổi vào hút có phạm vi tác dụng ngồi khơng gian phân xưởng • Hệ thống thơng gió cục hệ thống thơng gió có phạm vi tác dụng vùng hẹp riêng biệt phân xưởng Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường III XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TRAO ĐỔI KHƠNG KHÍ TRONG TRƯỜNG HỢP THƠNG GIĨ CHUNG 3.1 Một số khái niệm: - Lưu lượng trao đổi khơng khí thể tích hay trọng lượng khơng khí thổi vào hút khỏi phòng - Lưu lượng trao đổi khơng khí cịn gọi lưu lượng thơng gió - Lấy lưu lượng thơng gió tính theo thể tích chia cho thể tích phịng trị số m gọi bội số trao đổi khơng khí hay bội số thơng gió 3.2 Xác định lưu lượng thơng gió khử nhiệt: - Xác định lưu lượng thơng gió chung L: • C - tỷ nhiệt khơng khí lấy C=0,24 kcal/kg°c • - nhiệt độ khơng khí khỏi nhà °c • - nhiệt độ khơng khí thổi vào nhà °c Khi khơng khí thổi vào lấy trực tiếp từ bên ngồi khơng qua khâu gia cơng nhiệt làm nóng hay làm lạnh nhiệt độ khơng khí ngồi trời ( ) • γ - trọng lượng đơn vị khơng khí (Kg/ - Xác định lượng nhiệt thừa ) : • Σ - tổng lượng nhiệt toả nhà • Σ - lượng nhiệt mát qua kết cấu bao che Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn môi trường - Xác định lượng nhiệt mát qua kết cấu • , - nhiệt độ khơng khí nhà ngồi trời (°C) • F - diện tích kết cấu bao che ( • + : ) K - hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che (kcal/ , °C) - hệ số trao đổi nhiệt bề mặt bên bên kết cấu bao che + δ - chiều dày lớp vật liệu riêng biệt kết cấu (m) + - chiều dày lớp vật liệu riêng biệt kết cấu (m) + - hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu (kcal/ m.giờ.°C ) - Xác định lượng nhiệt toả : • Lượng nhiệt người tỏa ra: nhiệt ẩn & nhiệt • Lượng nhiệt máy chạy động điện • Lượng nhiệt toả từ bề mặt nung nóng • Lượng nhiệt toả từ sản phẩm, vật liệu nóng • Bức xạ mặt trời A) Lượng nhiệt người tỏa ra: gồm nhiệt ẩn nhiệt Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường - Nhiệt hiện: lượng nhiệt toả đối lưu, xạ nguội dần thở nước bốc từ bề mặt nguội dần thở nước bốc từ bề mặt da đến nhiệt độ khơng khí xung quanh - Nhiệt ẩn: lượng nhiệt hoá chứa nước từ thể toả Hình 3.1 Biểu đồ nhiệt ẩn nhiệt B) Lượng nhiệt máy chạy động điện: • 860 - đương lượng nhiệt điện kcal/ kW.giờ N - công suất đặt máy tổng cộng động điện kW • - Hệ số sử dụng công suất đặt máy đơng điện: • - Hệ số phụ tải: • - Hệ số hoạt động đồng thời động cơ: • - Hệ số chuyển biến thành nhiệt toả phịng = 0,9 ÷ 0,7 = 0,8 ÷ 0,5 = ÷ 0,5 C) Lượng nhiệt toả từ bề mặt nung nóng: tường lị nung; thành bể chứa Báo cáo môn học Kỹ thuật an tồn mơi trường • C - hệ số phụ thuộc vào áp xuất khí thiết bị (bảng 2-47) • V - Thể tích bên thiết bị: • M - trọng lượng phân tử khí chứa thiết bị • T - Nhiệt độ tuyệt đối hơi, °k + Lượng khí rị rỉ qua khe hở thiết bị áp lực (cách 2): • V - thể tích gian phịng • L - lưu lượng thơng gió • , /h – hàm lượng chất khí, bụi khơng khí thổi vào khơng khí hút khỏi phịng g/ • z - thời gian, 12 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường IV THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN - Thơng gió tự nhiên bao gồm: • thơng gió có tổ chức • thơng gió vơ tổ chức - Như biết thơng gió tự nhiên sử dụng rộng rãi cơng trình cơng nghiệp , đặc biệt phân xưởng sản xuất có tỏa nhiều nhiệt : nhà lò (tram nhiệt),xưởng đúc, xưởng mài, xưởng luyện kim,…… Hình 4.1 Xưởng luyện kim 13 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường Hình 4.2 Xưởng đúc - Thơng gió tự nhiên hình thức thơng gió kinh tế , cho phép thực lưu lượng trao đổi khí lớn mà khơng địi hỏi cung cấp lượng - Dưới hình thành di chuyển luồng gió lưu thơng xưởng phân thơng gió tự nhiên làm hai loại : • thơng gió tác dụng nhiệt thừa Hình 4.3 thơng gió tác dụng nhiệt thừa • thơng gió tác dụng gió 14 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường Hình 4.4 thơng gió tác dụng gió - Thơng gió tác dụng nhiệt thừa: Nhờ có nguồn nhiệt mà hình thành trao đổi khơng khí bên ngồi bên nhà Nhiệt thừa sản sinh nhà ngồi - Thơng gió tự tác dụng gió: • Trong trường hơp có gió gió thổi diện vào nhà • Có lưu thơng bên bên ngồi, gió gây 15 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường Hình 4.5 Thơng gió tự nhiên cho tòa nhà chung lớp học , văn phịng Hình 4.6 Thơng gió cho nhà xưởng tác dụng gió V THƠNG GIĨ CƠ KHÍ 5.1 Khái niệm thơng gió khí: - Là cách thơng gió có sử dụng thiết bị khí để hút khơng khí bị nhiễm phịng lấy khơng khí bên ngồi vào để đảm bảo mơi trường khơng khí phịng có chế độ nhiệt ẩm độ cần thiết Hình 5.1 Thơng gió khí 5.2 Các phận hệ thống thơng gió khí: - Cửa lấy gió: • Thường bố trí tường, mái nhà xây riêng biệt dung mương ngầm để dẫn khơng khí đến máy quạt đặt nhà • Nơi đặt cửa thơng gió phải nơi sẽ, thoáng mát, tránh xa nơi độc hại, bụi bặm khu vệ sinh Mặt cửa lấy gió phải lắp 16 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường thêm lưới thép đề phịng chuột bọ, rác thải xâm nhập Tiếp đến lớp chớp để cản mưa hắt điều chỉnh lượng gió vào - Ống thải gió: • thường bố trí mái nhà • ống thải gió cần lắp đặt vị trí cao ranh giới củ bóng khí để buồng gió quấn khơng mang chất độc hại ngược vào Vị trí ống thải gió ống hút gió phải bố trí cách xa 10m ống thải gió nhơ cao 2m so với ống lấy gió - Miệng thổi miệng hút: • Miệng thổi hình loa bố trí cao, cách mặt đất từ 2m trở lên • Miệng thổi hình hộp bố trí cạnh cột tường, cách sàn 0,5m • Miệng thổi hoa sen thường dùng để tạo thành luồng gió tập trung Trên đầu có lắp hướng dịng • Miệng hút gió chung có cấu tạo tương tự số miệng thổi nói • Miệng hút gió cục có nhiều hình thù khác phụ thuộc vào hình dạng, kích thước thiết bị tỏa độc - Đường ống dẫn khí: • Ống cấu tạo từ nhiều phận khác tùy thuoovj vào tính chất dịng khí bên Ống làm vật liệu khó khơng cháy, khơng thấm nước khơng khí đặc biệt phải cách nhiệt tốt • Bề mặt bên nhẵn để giảm ma sát Cịn tiết diện bên ngồi phải phù hợp để giảm sức cản, tiết kiệm vật liệu, … Hình 5.2 Tiết diện ống hình chữ nhật 17 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường Hình 5.3 Tiết diện ống hình trịn - Quạt khơng khí: • Là phận cốt yếu hệ thống thơng gió khí Có hai loại quạt quạt máy li tâm quạt máy trục Hình 5.4 Một số hình ảnh quạt máy cơng nghiệp 5.3 Tính tốn thơng gió khí - Trong tính tốn thủy lực, sức cản thủy lực hệ thống đươc tính cơng thức: • λ - Hệ số ma sát, khơng thứ nguyên 18 Báo cáo môn học Kỹ thuật an tồn mơi trường • ϒ - Trọng lượng đơn vị khơng khí • Ʃξi - Tổng hệ số sức cản cục đường ống • Li , di – Chiều dài đường kính đoạn ống (m) • vi – Vận tốc khơng khí đoạn ống (m/s) • g – Gia tốc trọng trường (g=9,81 m/s2 ) - Khi biết sức cản thủy lực lưu lượng khơng khí tồn hệ thống, ta lựa chọn quạt thích hợp cho quạt quay với số vịng n lưu lượng áp suất quạt tạo lớn (5%) so với lưu lượng sức cản hệ thống - Công suất điện máy quạt tiêu thụ xác định sau: • L – lưu lượng hệ thống (m3/h) • Ƞ1 – Hệ số hữu dụng quạt phụ thuộc vào loại quạt chế độ làm việc quạt (Ƞ1=0,3-0,8) • Ƞ2 – Hệ số truyền động quạt nối liền với động Ƞ2 ≈ Nếu nối qua truyền đai Ƞ2 = 0,85-0,9 • ΔP – Sức cản thủy lực hệ thống 19 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường VI BIỆN PHÁP PHÒNG CHÁY NỔ TRONG HỆ THỐNG THƠNG GIĨ 6.1 Ngun nhân gây cháy nổ - Bụi chất hơi, khí dễ cháy nổ sinh phân xưởng - Cháy nổ rò rỉ điện nhiệt từ động - Tĩnh điện sinh động làm việc 6.2 Biện pháp phòng chống - Biện pháp để phòng chống cháy nổ hệ thống thơng gió phải đảm bảo cho đường ống dẫn khí miệng hút hàm lượng bụi khí thấp hàm lượng gây nổ Tuy nhiên điều khó đảm bảo nhiều trường hợp nên cần phải áp dụng biện pháp dể phịng chống biện pháp tránh va chạm, cọ sát phát sinh tia lửa hệ thống thơng gió mà khơng khí có chứa chất dễ gây cháy nổ, cụ thể là: • Khơng bố trí động điện đường ống thơng khí Khi cần phải lắp cánh quạt động điện bên ngồi • Trường hợp có nhiều khả cháy nổ, cần sử dụng ống phun để vận chuyển khơng khí thay cho quạt máy - Ngun tắc làm việc ống phun : • quạt máy đặt bên đường ống thổi luồng khơng khí vận tốc cao vào eo ống • nhờ khơng khí phịng bị vào miệng hút ngồi qua ơng thải • khơng khí có chứa chất dễ cháy nổ không tiếp xúc với cánh quạt • Để tránh khả phát tia lửa có va chạm ngẫu nhiên cánh quạt vỏ quạt, người ta chế tạo cánh quạt ( vỏ quạt ) kim loại màu, lót lớp kim loại màu bên vỏ quạt 20 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường • Để tránh cháy nổ nhiệt làm việc động cần bố trí khoảng cách hợp lý , không sát cần bố trí nơi thống mát , thơng gió tốt • Ngồi đẻ tránh gây nổ tĩnh điện cần phải nối dây đất vào xác đai truyền động máy Hình 6.1 Quạt thơng gió Hình 6.2 Hệ thống đường ống hút bụi xưởng chế biến gỗ 21 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường VII KIỂM TRA VẬN HÀNH HỆ THỐNG THƠNG GIĨ 7.1 Kiểm tra hệ thống thơng gió: 7.1.1 Đo áp suất khơng khí đường ống: - Dùng ống đo áp suất (ống pito) áp suất chữ U • Ta có: P = Pt + Pd , mm cột nước hay kG/m2 o P áp suất toàn phần o Pt áp suất tĩnh o Pd áp suất động Hình 7.1 Đo áp suất khơng khí ống đo pito áp suất chữ U • Từ trị số Pd ta ta tính vận tốc khơng khí theo cơng thức: , m/s o g gia tốc trọng trường(m/s) o trọng lượng đơn vị khơng khí (kG/m3) - Đo áp suất vi áp kế • Cơng thức 1: mm cột nước hay kG/m2 22 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường • o độ dâng mực chất lỏng(mm) o tỉ trọng chất lỏng(thường dung rượu Công thức 2: ) o Pi áp suất đo điểm thứ i o n số điểm đo tiết diện Vận tốc trung bình khơng khí từ trị số áp suất động trung bình nói trên: , m/s Hình 7.2 Các loại vi áp kế 7.1.2 Đo vận tốc miệng thổi, miệng ống dẫn, kiệm lớn: khơng khí hút mương dẫn tiết - Người ta sử dụng vận tốc kế 23 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường Hình 7.3 Vận tốc kế cánh quạt 7.2 Vận hành hệ thống thơng gió: - Được tiến hành theo thời gian quy định cho phân xưởng sản xuất - Đối với phân xưởng có tỏa nhiều chất khí, khí độc, bụi cần mở hệ thống thơng gió hoạt động trước làm việc trước 15 phút đóng hệ thống sau nghỉ việc 15 phút - Để động tránh bị cháy tăng tải đột ngột cần đóng kín cửa van miệng vào miệng quạt.Sau mở công tắc cho quạt chạy ta mở từ từ cửa van 24 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO GVC Đinh Đắc Hiến, GS TS Trần Văn Địch - “Kỹ thuật an tồn & mơi trường” – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2005 25 Báo cáo môn học Kỹ thuật an tồn mơi trường ... van miệng vào miệng quạt.Sau mở công tắc cho quạt chạy ta mở từ từ cửa van 24 Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO GVC Đinh Đắc Hiến, GS TS Trần Văn Địch - ? ?Kỹ thuật an. .. Đắc Hiến, GS TS Trần Văn Địch - ? ?Kỹ thuật an tồn & mơi trường? ?? – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2005 25 Báo cáo môn học Kỹ thuật an tồn mơi trường ... ) Báo cáo mơn học Kỹ thuật an tồn mơi trường Hình 3.2 Biểu đồ lượng nhiệt toả từ lò nung - Lượng nhiệt toả thời gian cửa lò nung mở ra: • - cường độ xạ nhiệt qua diện tích cửa lị , kcal/ h Báo