Методы и средства («Технология защиты окружающей среды» курсовая)

2.4. Методы и средства защиты окружающей среды от энергетических загрязнений.

2.4.1 Защита от шума

Для снижения шума могут быть применены соответствующие мероприятия:

1. Уменьшение уровня звукового давления источника шума L, что в условиях эксплуатации достигается заменой шумного, устаревшего оборудования, а при проектировании – выбором оборудования с лучшими шумовыми характеристиками, правильным расчетом режима его работы и т.д.

2. Правильная ориентация источника шума или места излучения шума для снижения показателя направленности G. Излучение шума должно идти в противоположную сторону от жилых и общественных зданий.

3. Размещение источников шума на возможно удаленном расстоянии от жилой застройки или, наоборот, жилой застройки от предприятия, т.е. за счет проведения комплекса архитектурно-планировочных мероприятий.

4. Использование средств звукопоглощения при выполнении акустической обработки шумных помещений, через окна которых шум излучается в атмосферу.

Звукопоглощение представляет собой процесс трансформации кинетической энергии колеблющихся частиц воздуха в тепловую вследствие трения слоев воздуха о стенки пор, а также внутреннего трения в материале преграды. Материал должен быть пористым (войлок, фетр, акустическая штукатурка, ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральная вата, и др.)

А кустическая обработка помещений заключается в размещении на стенах и потолках звукопоглощающих облицовок, а также установке в применении звукопоглощающих конструкций – кулисных и штучных звукопоглотителей.

В качестве звукопоглощающей облицовки (рис.2.16) обычно применяют изготовляемые из однородного пористого материала маты или плиты, укрепленные на внутренней поверхности ограждения.

Звукопоглощающие кулисы изготавливают из легких дюралюминиевых профилей, заполненных супертонким стекловолокном в оболочке из стеклоткани. В качестве защитной конструкции применяют тонкий перфорированный алюминиевый лист или лист из акустически прозрачного стеклопластика. Штучные звукопоглотители применяются в случаях, когда одной плоской облицовки недостаточно или когда потолок и стены не подлежат облицовки из-за расположения на них различного рода коммуникаций (электропроводки, трубопроводов и др.). Они представляют собой объемные конструкции в виде кубов, конусов, призм, шаров и т.п., выполненных из перфорированных листов твердого картона, пластмассы, металла и рулонной алюминиевой фольги и оклеенных изнутри войлочной тканью либо заполненных звукопоглощающим материалом.

5. Уменьшение шума на пути его распространения от источника. Это мероприятие связано с увеличением ∆L и включает в себя:

а) использование средств звукоизоляции; использование специальных боксов и звукоизолирующих кожухов при размещении шумного оборудования; применение экранов, препятствующих распространению звука от оборудования, размещенного на территории предприятия;

б) использование средств виброизоляции и вибропоглощения;

в) установка глушителей шума в воздуховодах, каналах и газодинамических трактах, испытательных боксов, вентиляторов, компрессоров и т.д.

6. Проведение организационно-технических мероприятий, связанных с проведением своевременного ремонта, смазки оборудования и т.п.; ограничением и полным запрещением проведения шумных работ и эксплуатацию наиболее интенсивных источников шума в ночное время.

2.4.2. Защита от инфразвука

Практически невозможно остановить инфразвук при помощи строительных конструкций на пути его распространения. Неэффективны также средства индивидуальной зашиты. Действенным средством защиты является снижение уровня инфразвука в источнике его образования. Среди таких мероприятий можно выделить следующие:

• увеличение частот вращения валов до 20 и больше оборотов в секунду;

• повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;

• устранение низкочастотных вибраций;

• внесение конструктивных изменений в строение источников, что позволяет перейти из области инфразвуковых колебаний в область звуковых; в этом случае их снижение может быть достигнуто применением звукоизоляции и звукопоглощения.

Борьбу с инфразвуком в источнике его возникновения необходимо вести прежде всего в направлении изменения режима работы технологического оборудования, чтобы основная частота следования силовых импульсов f = n/60 лежала за пределами инфразвукового диапазона. Одновременно должны приниматься меры по снижению интенсивности аэродинамических процессов, в частности по уменьшению скоростей истечения паров и газов сжатого воздуха в атмосферу. При выборе конструкции предпочтение отдают малогабаритным машинам достаточной жесткости, поскольку в конструкциях с плоскими поверхностями большой площади и малой жесткости создаются условия для генерации инфразвука.

Для уменьшения инфразвуковых колебаний целесообразно использовать глушители шума, что является наиболее простым способом уменьшения уровня инфразвуковых составляющих шума всасывания и выхлопа стационарных дизельных и компрессорных установок, ДВС и турбин.

2.4.3. Защита от вибрации

Основной причиной вибраций фундаментов и общего вибрационного фона в цехе механической обработки является работа основного и вспомогательного оборудования (станков различных видов).

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены.

Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов опре­деляются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

Вибродемпфирование — снижение вибрации за счет силы трения демпферного устройства, то есть перевод энергии механических колебаний в тепловую. На вибрирующие поверхности наносят специальные покрытия, деформации которых трансформируют колебательную энергию в тепловую. Существуют жесткие и мягкие покрытия. Материалом для жестких покрытий служат пластмассы, листы которых наклеиваются на поверхность вибрирующей конструкции. Жесткие покрытия целесообразно выполнять многослойными. Материалом для мягких покрытий служат резина, фетр, войлок, пенопласт и др. В этих случаях используют специальные мастики (для снижения вибрации и шума вентиляционных систем, трубопроводов, компрессоров, насосов и др).

Наибольший эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

В иброгашение - для снижения вибрации отдельных конструкций и агрегатов может быть применено виброгашение, осуществляемое за счет воздействия на защищаемый объект реакций присоединенных к нему дополнительных Эффективный способ виброизоляции - разместить высокоэффективный амортизатор в конструкции пола. Амортизатор (рис. 4.3.1) работает на вредной силе вибрации, которая сама себя гасит.

Амортизатор 3 посредством подвески из троса, закрепленного одним концом к опорной балке 1, крепится другим концом к днищу корпуса амортизатора. Опорная балка 1 проходит через корпус амортизатора в проеме в виде сквозного окна и непосредственно опирается на конструкцию перекрытия. Амортизатор размещается в устроенном в конструкции пола 4 гнезде. Виброактивный станок своей станиной 2 устанавливается на амортизатор.

Виброгасителем может служить виброизолированный от агрегата самостоятельный фундамент либо масса (динамический гаситель колебаний), установленная на амортизаторах на вибрирующий объект.

Для динамического гашения — введения в колебательную систему дополнительной массы или увеличения жесткости системы колебаний, используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте.

В иброизоляция - введение в колебательную систему допол­нительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

П

а - фундамент с акустическим разрывом;

б - виброизолирующие прокладки

оэтому на этапе эксплуатации промышленных комплексов в основном используют установку оборудования без фундамента непосредственно на виброизолирующих опорах. Такой метод позволяет обеспечить любую степень виброизоляции оборудования. Установка на виброизолирующие опоры технологического и инженерного оборудования удешевляет его монтаж, исключает порчу оборудования и снижает уровень шума, сопутствующий интенсивным вибрациям.

Также используются виброизоляторы, выполненные в виде стальных пружин, прокладок из резины, асбеста и устанавливают на спецфундамент.

станок

виброизоляторы

спецфундамент

Расчет виброизоляторов сводится к расчету упругости резиновых проклвдок или пружин и определению их геометрических параметров: диаметру пружин, числу витков, высоты, площади резиновых прокладок.

В качестве виброизолирующих опор машин применяют резиновые, пружинные и комбинированные амортизаторы.

В качестве виброизоляторов повсеместно используют резиновые или пластмассовые прокладки, одиночные или составные цилиндрические пружины, листовые рессоры, комбинированные виброизоляторы (пружинно-резиновые, пружинно-пластмассовые, пружинно-рессорные) и пневматические виброизоляторы (воздушные подушки, представляющие собой воздушную п

Рис. 4.3.2 Пружины:

А – сжатия; Б – растяжения; В - кручения

Г – спиральная; Д - тарельчатая

олость с давлением порядка 2*105 Па, отделяющую вибратор с формуемой деталью от корпуса машины). Цилиндрические пружины и рессоры по сравнению с прокладками более стойки к воздействию агрессивных сред, дольше сохраняют упругие свойства во времени и позволяют изолировать низкочастотные колебания. Существенный недостаток цилиндрических пружин – малое снижение высокочастотных вибраций

Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног — специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

3. Безотходные и малоотходные технологии.

Одно из главных перспективных направлений экологизации техносферы – создание малоотходных и безотходных технологий, производств, т.е. предотвращение загрязнений непосредственно в технологическом цикле вместо улавливания их на очистных сооружениях.

Под безотходным производством понимают совокупность технологических процессов, которые осуществляются в рамках одного предприятия таким образом, что весь объем потребляемого исходного сырья полностью переносится на производимую готовую продукцию. При этом рационально используются все компоненты сырья и энергии в замкнутом цикле (первичные сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы), т.е. не нарушается сложившееся экологическое равновесие в биосфере. Реальность безотходных технологических процессов не вызывает сомнения, однако количество их еще не велико

Малоотходная технология является промежуточной ступенью при создании безотходного производства. При малоотходном производстве вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными органами, но по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение. Основой безотходных производств является комплексная переработка сырья с использованием всех его компонентов, поскольку отходы производства – это по тем или иным причинам неиспользованная или недоиспользованная часть сырья. Большое значение при этом приобретает разработка ресурсосберегающих технологий.