Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Обогрев рабочих площадок

Во многих отраслях народного хозяйства большой объем монтажных работ выполняется на открытых площадках. Особенно большое число работ на открытых площадках выполняется в строительной и судостроительной промышленности. Для улучшения качества монтажных работ, микроклиматических условий и повышения производительности труда на судостроительном заводе им. С. Орджоникидзе были разработаны переносные шатры двух типов, оборудованные системами обогрева с ГИГ.

Шатер первого типа предназначен для обогрева площадки для сварки ахтерштевней в зимнее время. Шатер перекрывает площадку размером 10X15 м. Максимальная высота шатра 5,8, средняя высота 5,4 м. В шатре установлены горелки ГК-27У-1. Высота подвеса их 4,6, 4,0 и 3,5 м (рис. 6.1). Шатер можно переносить при необходимости вдоль стапеля. При пусконаладочных работах были определены теплотехнические характеристики системы и проведены некоторые измерения параметров микроклимата. Температуру измеряли с помощью экранированных ртутных термометров и медь-константановых термопар диаметром 0,3 мм, интенсивность излучения — радиометром ЛИОТ, радиационную температуру — шаровым термометром. Первоначально включалась система обогрева из 24 горелок без нижнего пояса горелок (18 шт.), интенсивность облучения на уровне головы рабочих (//=1,7 м) была в среднем 251 Вт/м2. При открытых боковых стенках и 4-2,4 °С температура воздуха внутри шатра достигала 3—3,6, радиационная температура 10 °С, скорость движения воздуха в шатре 4,5 м/с. При /н=—17 °С и закрытых боковых стенках через 4 ч работы системы обогрева температура воздуха на рабочих местах сварщиков достигала —2,5-=—(-1,5 °С. Температура металлических конструкций на уровне 1,3 м от поверхности земли была в середине шатра 6, а по краям 4—5 °С. Средняя скорость движения воздуха в шатре, измеренная кататермометрами, 0,5—0,75 м/с. Средняя радиационная температура равнялась 11 °С. При более низкой температуре наружного воздуха требовалась большая тепловая мощность системы, для чего включался нижний пояс горелок, состоящий из 18 шт. При этом удельная тепловая нагрузка составляла 1250 Вт/м2.


Точно рассчитать количество теплоты, необходимой для обогрева людей на открытых площадках, очень сложно, так как невозможно учесть все факторы, влияющие на тепловые потери людьми в этих специфических условиях. По данным исследований, проведенных во II Московском медицинском институте им. Н. И. Пирогова и во ВНИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР В. К. Кузьминой, при tR=—25 °С на защищенной от ветра площадке необходимая для комфорта интенсивность излучения составляла около 700 Вт/м2. Если принять коэффициент горизонтальной облученности равным 0,6, интенсивность лучистого потока в шатре будет равна 750 Вт/м2. Эта цифра хорошо согласуется с вышеприведенной.

Учтя опыт эксплуатации шатровой установки первого типа, завод изготовил шатер со створчатой крышей (рис. 6.2), оборудованный системой обогрева с ветроустойчивыми горелками ГК-23-1. Технические характеристики шатровых установок, оборудованных ГИГ, приведены в табл. 6.1. Применение переносных установок для обогрева мест сборочно-сварочных работ позволило сократить затраты на приспособления для транспортировки и саму транспортировку ахтерштевней и других узлов из цеха предсборки к строящимся объектам на стапелях. Кроме того, отпала необходимость в дополнительных работах по сборке и сварке элементов на стапелях. Использование обогреваемых шатров позволило увеличить мощность цехов предсборки, высвободив в них производственные площади, так как часть работ стали выполнять на стапелях, на площадках под шатрами. В результате применения передвижных обогреваемых шатровых установок повысилась культура производства, улучшились условия труда судосборщиков, срок постройки судов в зимнее время сократился на 10—12 сут. Экономический эффект от применения передвижных шатров, обогреваемых ГИГ, составил в среднем 20 тыс. руб. в пересчете на один шатер.


Неблагоприятные метеорологические условия наблюдаются не только на открытых рабочих площадках, но также и в производственных помещениях большого объема, имеющих по конструктивным особенностям много открытых проемов, через которые массы наружного воздуха попадают на рабочие места и создают неблагоприятную температуру воздуха в помещениях в зимнее время. Обследование горячих цехов металлургических предприятий, расположенных в северных и восточных районах страны, в зимнее время показало, что во многих случаях на рабочих местах и площадках в цехах наблюдаются низкие или отрицательные температуры воздушной среды. Создание благоприятных условий в рабочей зоне с помощью подачи теплого воздуха непосредственно на рабочие места, как правило, малоэффективно. Рациональным в данном случае является применение для обогрева излучающих приборов, в частности излучающих горелок, так как с их помощью можно создать необходимый тепловой поток для компенсации тепловых потерь человеком и стабильные параметры микроклимата.

На Челябинском металлургическом комбинате, по предложению автора, выполнен зонный обогрев одного из прокатных станов с помощью ГИГ типа «фонарь» с индивидуальной автоматикой безопасности. Однако наиболее приемлемы для местного отопления плоские газовые горелки. Тбилисский НИИ охраны труда ВЦСПС совместно с ЮжНИИгипрогазом разработал систему передвижного терморадиационного душа ДРП-1, предназначенного для местного обогрева в зимнее время рабочих мест и площадок в цехах промышленных предприятий с низкими или отрицательными температурами воздуха. В качестве излучателей были применены излучающие беспламенные горелки каталитического действия типа ГИК-5 мощностью 1628 Вт, разработанные ЮжНИИгипрогазом. Горелки имеют поверхность излучения размером 250X500 мм и снабжены автоматикой безопасности и системой электрозажигания. Температура поверхности излучения не более 350 °С, лучистый КПД до 80%. Горелки генерируют излучение с максимумом в области длин волн 3—6 мкм. Излучение в указанном диапазоне волн биологически безвредно, если интенсивность облучения не превышает допустимой и отвечает действующим гигиеническим требованиям.

Терморадиационный душ типа ДРП-1 (рис. 6.3) представляет собой панель, состоящую из девяти каталитических горелок ГИК-5, собранных в три ряда на общей раме. Панель с горелками смонтирована на телескопических стойках, с помощью которых можно изменять высоту душа до 2300 мм от уровня пола. Горизонтальные ряды горелок смещены относительно друг друга на 115 мм, что способствует свободному отводу продуктов сгорания. Рама панели закреплена шарнирно на стойках, что позволяет менять угол наклона панели к вертикали. Газ в горелки может поступать как из газовой магистрали, так и из газовых баллонов. Подвод газа к горелкам осуществляется через распределительную гребенку. Розжиг горелок происходит от электрозапальников. Душ был испытан в производственных условиях на Магнитогорском металлургическом комбинате для обогрева рабочих мест в листопрокатном цехе. В результате опытной эксплуатации установлены следующие технические показатели душа: тепловая мощность 4652—12 560 Вт, эффективный обогрев рабочих обеспечивается в зоне до 2 м от панели. Душ создает локальную тепловую зону за счет потока теплового излучения, при этом облучаются прежде всего спина и ноги работающего. В зависимости от тепловых ощущений обогреваемых панель душа можно передвигать.

Душ обеспечивает равномерное поле облучения, что наглядно видно из эпюр облучения (рис. 6.4). Интенсивность облучения в вертикальной плоскости, расположенной на расстоянии 1,5 м от панели душа, 930—1070, а в плоскости, удаленной на 2 м, 560— 700 Вт/м2. Облучаемая площадь пола с предельной границей облучения 350 Вт/м2 составляет 6,5 м2. Распределение интенсивности облучения в различных точках поверхности тела работающего показано на рис. 6.5. Если рабочий, обогреваемый с помощью ДРП, находился на расстоянии 2 м от излучающей панели, интенсивность облучения в области головы составляла 560, спины 700, ног 560— 350 Вт/м2. Температура на поверхности одежды повышается на 5—8 °С и достигает в области спины 27—31 °С. При длительной работе душа за счет конвективных токов воздуха наблюдается повышение его температуры локально в зоне облучения на 7—9 °С. Исследования воздушной среды в зоне работы горелок показали, что содержание СО равно 0,008 мг/л, а на рабочих местах, обогреваемых душем, не обнаружено. Среднее содержание его в воздухе цеха также равно 0,008 мг/л (при норме 0,03 мг/л). Во время эксплуатации горелки душа работали как на сжиженном, так и на природном газе. Расход природного газа на панель душа составляет 0,45— 1,35, сжиженного 0,18—0,5 м3/ч. Результаты опытной эксплуатации показали, что радиационный душ ДРП-1 создает благоприятные микроклиматические условия в зоне облучения на расстоянии 2—2,5 м от излучающей панели при отрицательных температурах и что его можно рекомендовать для обогрева открытых фиксированных рабочих мест, защищенных от воздействия ветра.



Существует несколько способов обогрева рабочих мест с использованием ГИГ. На одном из предприятий г. Ленинграда кафедрой теплотехники и газоснабжения ЛИСИ были внедрены системы лучистого обогрева рабочих мест на площадках, где установлены вальцы и дробемет. Для устранения отрицательного влияния интенсивного движения воздуха (ветра) вальцы и дробемет были оборудованы укрытиями из сваренных стальных листов без изоляции. В системах обогрева использованы ГИГ с пористой керамической насадкой. Расход газа на одну горелку при низшей теплоте сгорания 33 240 кДж/м3 и давлении газа перед соплом 20 кПа составлял 1,3 м3/ч. При этих условиях тепловая мощность горелки 12,04 кВт. Количество теплоты, отдаваемой горелкой путем излучения, составляет 6,62 кВт, т. е. 55 % от ее тепловой мощности. Характеристика укрытий и гигиенические показатели работы систем обогрева приведены в табл. 6.2.

Анализ данных натурных наблюдений микроклимата в обогреваемых укрытиях показывает, что системы газового лучистого обогрева создают достаточно благоприятные условия для обслуживающего персонала. Опрос рабочих показал, что они чувствуют себя хорошо. Годовой экономический эффект от применения горелок с пористой керамической насадкой для обогрева открытых рабочих мест составил 5423 руб., срок окупаемости—1,5 года. Затраты на системы лучистого обогрева, отнесенные к 1 м3 укрытий открытых площадок, равны 0,142 руб. При конвективном обогреве рассматриваемых площадок затраты на обогрев 1 м3 составили бы 4,36 руб.


Родин А. К./Газовое лучистое отопление.— Л.: Недра, 1987.

Экспертиза

на главную