МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

СТЕЦЕНКО ІННА ВЯЧЕСЛАВІВНА

УДК 628.83.009.6

ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ ВЕНТИЛЯЦІЙНХ СИСТЕМ В УМОВАХ ГІРНИЧО-ЗБАГАЧУВАЛЬНЫХ КОМБІНАТІВ

АВТОРЕФЕРАТ дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

спеціальність 05.26.01 - охорона праці

Кривой Рог – 2002г.

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Криворізькому технічному університеті Міносвіти і науки України, м.Кривий Ріг.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Вілкул Юрій Григорович, Криворізький технічний університет, завідувач кафедри прикладної екології.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Швидкий Микола Іванович, НДІбезпеки праці гірничорудної промисловості, директор;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Могилевський Леонід Михайлович, Відділення морської геології та осадового рудоутворення Національної академії наук України, старший науковий співробітник відділу проблем розробки рудних родовищ.

Провідна установа:

Національна гірнича академія України, кафедра “Охорони праці” Міносвіти і науки України, м.Дніпропетровськ.

Захист відбудеться 25 жовтня 2002р о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 09.052.02 Криворізького технічного університету (50002, м.Кривий Ріг, в.Пушкіна, 37, т.23-24-25).

З дисертацією можна ознайомитисьв бібліотеці Криворізького технічного університету (50002, м.Кривий Ріг, в.Пушкіна, 37).

Автореферат розісланий 20 вересня 2002 року.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д 09.052.02 Фаустов Г.Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми

Незважаючи на велику увагу, що приділяється поліпшенню умов праці, мікроклімат ?иробничих приміщень не завжди відповідає все зростаючим вимогам. Ще 50% загальної кількості робітників працюють ? умовах підвищеної запиленості та загазованості. Як відомо, запиленість виробничих приміщень не тільки шкодить здоров‘ю працівників, ? ? зменшує довговічність обладнання.

Для боротьби ? газом та пилом користуються вентиляційними системами, які ? елементом складної виробничої системи. Вентиляційна техніка, що залишилась від попередніх часів, виробила свій ресурс ? її експлуатація потребує зростаючих затрат.

Надійність систем вентиляції має особливе значення тому, що зупинка вентиляції призводить не тільки до погіршення умов праці, але ? до зупинки виробництва, ? іноді ? до трагічних ?ипадків ? працівниками, або мешканцями довкілля.

Екологічні наслідки зупинки вентиляційної системи можуть перевершувати вартість не тільки вентиляції, але ? самого виробничого комплексу. ? таких випадках слід виключити ?ожливість навіть поодиноких зупинок вентиляції. Створення методів розрахунку надійності вентиляційних систем ще на стадії проектування мають на меті видалити “вузькі місця” ? системі, які можуть стати причиною збоїв ? роботі. Тому питання надійності вентиляційних систем ? особливо актуальним.

Зв‘язок роботи ? науковими програмами, планами, темами

Тема дисертації відповідає науковому напрямку ? планам наукової роботи кафедри прикладної екології Криворізького технічного університету. Результати роботи знайшли відображення ? доповідях на науково-технічних конференціях КТУ (1998-2000 секція “Екологія ? охорона праці ? гірничо-металургійному комплексі”) роки та публікаціях ? фахових виданнях.

Мета ? задачі дослідження

Метою роботи ? поліпшення санітарно-гігієнічних умов праці ? цехах гірничозбагачувальних комбінатів за рахунок підвищення надійності вентиляційних систем. Для досягнення цієї мети потрібно вирішення таких задач:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Ідея роботи полягає ? забезпеченні заданого рівня надійності на етапі проектування, ?иготовлення та експлуатації вентиляційних систем.

Об‘єкт дослідження – санітарно-гігієнічні умови праці ? цехах гірничо-збагачувальних комбінатів.

Предмет дослідження – вентиляційні системи гірничо-збагачувальних комбінатів.

Методи дослідження

Задачі, поставлені ? роботі, обумовили вибір методів дослідження вентиляційних систем на надійність. Всю методологію дослідів на надійність можна поділити на дві групи: статистичні та лабораторні методи. Нами використовувались статистичні методи дослідження вентиляційних систем, які дозволяють здобувати потрібну інформацію ? умовах експлуатації, ? велика кількість досліджуваних вентиляційних систем забезпечила достатню достовірність результатів. Обробка інформації та математичне моделювання виконувались ? використанням програмного забезпечення Mathcad Professional. Теоретичний аналіз ? наукові узагальнення базувались на ?еорії ймовірностей, теорії надійності, теорії подібності та на результатах виробничих випробувань.

Основні наукові положення, які виносяться на захист

1.

2.

Обгрунтування ? достовірність наукових положень, висновків та рекомендацій

Висновки ? рекомендації, викладені ? роботі, підтверджуються коректним застосуванням теорії ймовірностей, теорії надійності, методів математичної статистики, методів математичного моделювання; великим обсягом виробничих дослідів, які забезпечують потрібне представництво результатів; відповідністю теоретичних розрахунків ? результатів виробничих випробувань; позитивними результатами впровадження розроблених рекомендацій на гірничозбагачувальних комбінатах міста Кривого Рогу.

Наукова новизна одержаних результатів

На базі теорем теорії ймовірностей доведено, що ефективність вентиляційної системи дорівнює добутку її технічної ефективності ? надійності. На основі положень теорії надійності розроблена математична модель ? алгоритм розрахунку надійності вентиляційної системи. Реалізація алгоритму розрахунку виконувалась ? застосуванням програмного забезпечення Mathcad Professional.

Практичне значення одержаних результатів

1.

2.

Використання результатів роботи

В проектному інституті “Кривбаспроект” використовуються рекомендації щодо розрахунку надійності вентиляційних систем на стадії проектування ? забезпечення заданого рівня надійності при виробництві та експлуатації. Рекомендовані заходи дозволяють підвищити ефективність розроблюваних вентиляційних систем. ? умовах Криворізьких гірничозбагачувальних комбінатів досліджено оптимальне значення надійності, яке знаходиться ? межах 0,820,85. На Північному гірничозбагачувальному комбінаті впроваджена система оптимального технічного обслуговування вентиляційних систем, технологія діагностування ? рекомендації по антикорозійному захисту, що дозволило підвищити надійність вентиляційних систем до оптимального значення ? підтримувати це значення протягом тривалого часу. Підвищення надійності вентиляційних систем на цих комбінатах сприяло значному поліпшенню санітарно-гігієнічних умов праці ? виробничих приміщеннях.

Особистий внесок здобувача

Особисто автору належить виведення формули ефективності вентиляційної системи ? залежності від її надійності; розробка математичної моделі ? алгоритму розрахунку надійності вентиляційних систем на етапі проектування; розробка методики розрахунку надійності вентиляційних систем ? реалізація алгоритму засобами програмного забезпечення Mathcad Professional; елементно-типовий аналіз пошкоджуваності вентиляційних систем; дослідження оптимального ? економічної точки зору значення надійності; розробка заходів щодо підтримання заданого рівня ?адійності вентиляційних систем ? умовах гірничозбагачувальних комбінатів.

Апробація результатів дисертації

Основні положення роботи доповідались на щорічних науково-технічних конференціях Черкаського інженерно-технологічного інституту (1996-2001), Криворізького технічного університету (1998-2001), на міжнародному симпозіумі “Наука ? підприємство” (?. Трускавець, 2000), на міжнародній конференції “Раціональне використання природних ресурсів. Проблеми екології, освіти та інформації ? умовах ринкових відносин” (?.Черкаси, 2001), на науково-технічній конференції КТУ (?.Кривий Ріг, 2001, секція “Екологія ? охорона праці ? гірничо-металургійному комплексі”). За результатами досліджень зроблено 7 наукових доповідей, вони опубліковані ? пресі ? передані для використання ? проектний інститут “Кривбаспроект”. Частина рекомендацій впроваджена на такому великому підприємстві, як Північний гірничозбагачувальний комбінат.

Публікації

За темою дисертації ? фахових видання опубліковано 7 наукових статей.

Структура та обсяг роботи

Дисертація складається ? вступу, 7 розділів ? висновків , викладених на 195 сторінках машинописного тексту, вміщує 28 рисунків, 23 таблиці, список літератури ? 75 найменувань та додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розглянута актуальність проблеми, вказана мета роботи, ідея роботи, викладені основні наукові положення, які виносяться на захист, ? їх новизна.

У першому розділі наведено огляд робіт, присвячених сучасним методам поліпшення санітарно-гігієнічних умов на підприємствах хімічної ? гірничорудної та металургійної промисловості.

Розв’язанню цієї проблеми присвячені роботи: Афанасьєва ?.?., Бересневича ?.?., Гагауза ?.?., Глушкова ?.?. Голишева ?.?., Калмикова ?.?., Руденка ?.?., Сорокіна ?.?., Фукса ?.?., Швидкого ?.?., Янова ?.?. та інших вчених.

Результати їх праці складають наукову основу боротьби ? шкідливими викидами, розрахунків вентиляційних систем, створення нових методів знешкодження забрудненого повітря.

Існуючі вентиляційні системи не забезпечують санітарних норм через низькі показники надійності. Ефективність вентиляційної системи розраховується проектними організаціями ? припущення, що система працює безвідмовно потрібний термін. Але ? часом система виходить ? ладу ? чекає ремонту ? причини відсутності запасних частин чи технічного персоналу, який працює на інших об‘єктах. За цей час умови праці робітників значно погіршуються. Іноді умови праці погіршуються настільки, що доводиться зупиняти технологічний процес. Проблема ускладнюється ще ? тим, що через відмову вентиляційної системи забруднюється довкілля. Тому показник ефективності вентиляційної системи повинен характеризувати не тільки рівень її технічної досконалості, але ? рівень забезпечення санітарно-гігієнічних умов праці, який залежить від надійності системи.

Ефективність вентиляційної системи, що розраховується за умови її безвідмовної роботи, характеризує тільки рівень технічної досконалості системи, тому назвемо цей показник технічною ефективністю. Технічна ефективність вентиляційних систем, як правило, близька до одиниці. ? умовах експлуатації вентиляційні системи характеризуються великою кількістю відмов, що значно зменшує їх ефективність. Тому ефективність вентиляційної системи повинна визначатися ? урахуванням її надійності.

Література ? питань надійності ? галузі радіоелектроніки, електротехніки, приладобудування, машинобудування досить численна. Досліджування розвивались ? двох напрямках. Одне народилось ? радіоелектроніці, ? друге – ? машинобудуванні. Зараз іде процес їх злиття. При цьому нерідко ? машинобудуванні застосовують методи розрахунків надійності, які взяті ? ?адіоелектроніки, без урахування її специфіки. Це призводить до того, що результати таких розрахунків суперечать практиці.

Перепоною на шляху підвищення ефективності вентиляційних систем ? відсутність науково обгрунтованих розрахунків надійності вентиляційних систем ще на стадії їх проектування. Мало використовуються новітні технології, які підвищують надійність елементів вентиляційного обладнання під час його виробництва. Недостатньо організоване технічне обслуговування вентиляційних систем під час їх експлуатації.

Для поліпшення умов праці ? виробничих приміщеннях слід вирішити такі питання:

·

·

·

·

·

В другому розділі розглядається кількісна оцінка ефективності ? надійності вентиляційних систем. Встановлена залежність ефективності вентиляційної системи від її надійності ?иражається формулою:

,

де р – ефективність вентиляційної системи,

т - технічна ефективність вентиляційної системи,

Рнад – надійність вентиляційної системи.

З цієї формули слідує, що ефективність вентиляційної системи менша від технічної ? ?енша від надійності так, як обидва множники менші одиниці. Враховуючи те, що технічна ефективність вентиляційних систем близька до одиниці, ? надійність низька, то ? тільки один спосіб підвищення ефективності вентиляційної системи – підвищення її надійності.

Досвід експлуатації вентиляційних систем свідчить, що надійність ? значній мірі залежить від кількості виходів ? ладу через випадкові фактори. Їх вплив ? взаємний зв‘язок настільки складні, що застосування класичних методів фізики для дослідження надійності не можливе. Але ? сукупності випадкові явища виявляють стійкі закономірності. Методи теорії ймовірності ? математичної статистики дозволяють розкрити ці закономірності, передбачити кількість виходів ? ладу, термін поновлення працездатності ? прогнозувати безпечні наслідки випадкових ?иходів ? ладу вентиляційних систем.

Розроблена ? цій роботі математична модель розрахунку надійності вентиляційної системи виходить ? таких припущень: 1) система знаходиться ? стані рівноваги, тобто інтенсивність відмов не залежить від часу, 2) враховуються тільки ті елементи вентиляційної системи, які можуть спричинити відмову системи, 3) відомі структурні взаємозв‘язки між елементами, 4) для кожного складового елементу системи відомий закон розподілу ймовірності безвідмовної роботи.

Алгоритм розрахунку складається ? послідовності таких дій:

1)

2)

3)

4)

5)

Аналіз процесу функціонування системи проводиться ? метою виділення елементів, які впливають на відмови системи. Елементи, відмова яких спричиняє відмову всієї системи, з‘єднуються ? структурній схемі послідовно. Якщо відмова системи виникає при одночасній відмові декількох елементів, то ці елементи з‘єднуються ? структурній схемі послідовно. Таким чином система розкладається на підсистеми, блоки, підблоки ? ?. ?. Надійність підсистеми, блока або підблока розраховується як надійність групи елементів, що з‘єднані послідовно або ?аралельно. Якщо представимо структурні взаємозв‘язки між показниками надійності елементів та груп елементів, то отримаємо дерево (рис.1), коренем якого ? надійність всієї системи ?0.

Введемо параметр gj, який характеризує вид з‘єднання елементів ? j-групі:

.

Надійність групи із n елементів визначається функцією від двох аргументів – вектора ?, що містить значення надійності елементів Р=(?1, ?2, … ?n)Т, ? параметра g:

.

У відповідності до дерева зв‘язків між показниками надійності елементів та груп елементів (рис.1) введемо відображення S(Pj) таке, що ставить ? відповідність кожному показнику надійності Pj вектор показників надійності (?j1, ?j2,… ?jn):

.

Тоді надійність підмножини елементів, що складають j-групу визначається формулою:

.

Надійність всієї системи визначається формулою:

.

Рис. 1. Дерево зв‘язків між показниками надійності елементів та груп елементів складної системи

Показники надійності елементів системи таких, як повітроводи, пиловловлювачі, повітроприймачі, колектори, вентилятори ? ?. ?., визначаються за законом розподілу безвідмовної ?оботи:

,

де f(t) – щільність розподілу часу безвідмовної роботи,

Те – час експлуатації.

В дисертації наведено приклад розрахунку централізованої колекторної системи Південного гірничозбагачувального комбінату. Результати розрахунку показали, що по-перше, надійність вентиляційної системи не перевищує значення 0,85, по-друге, кількість пиловловлювачів може бути зменшена ? 48 до 24, що не набагато вплине на показник надійності системи, але ?абагато зменшить вартість системи.

В третьому розділі приводяться результати елементно-типового аналізу пошкоджуваності вентиляційних систем. Наші досліди проводились ? 1993-2000 роках на підприємствах гірничорудної промисловості міста Кривий Ріг та хімічної промисловості міста Черкаси. Ці підприємства мають високий рівень технічної документації ? інженерного обслуговування вентиляційних систем. Дослідами було охоплено більше шести тисяч вентиляційних систем. Для кількісної оцінки надійності елементів вентиляційної системи ? умовах експлуатації найбільш прийнятним ? статистичний метод. Статистичні дані збирались за технічними документами, які ведуться вентиляційними службами. Для достовірності документи грунтовно аналізувались ? відбирались. Це дозволило відкинути системи ? незадовільним технічним обслуговуванням. На основі зібраних матеріалів побудовано раціональну програму технічної експлуатації вентиляційних систем.

На Криворізькому південному гірничо-збагачувальному комбінаті протягом трьох років досліджувалась 21 вентиляційна система. Обсяг зібраної статистичної інформації представлений варіаційним рядом ? 180 числових значень. Вивчення закону розподілу часу безвідмовної роботи виявило, що цей закон добре узгоджується ? трьох параметричним розподілом Вейбулла

,

де a – параметр масштабу,

b – параметр форми,

ac - параметр зсуву.

Знання закону розподілу часу безвідмовної роботи дозволяє визначити такі показники надійності, як математичне сподівання виходу ? ладу ?ср, напрацювання до виходу ? ладу ?відм, напрацювання до капітального ремонту ?к, середній термін відновлення ?в, термін технічного обслуговування та інші. Зібрані статистичні дані на 250 вентиляційних системах різних підприємств дозволили дослідити основні причини виходу ? ладу систем. Результати цього дослідження наведені на рисунку 2.

Як видно із наведених даних, 48% виходів ? ладу приходиться на відсутність міжремонтного обслуговування, 35% приходиться на помилки, що допущені при монтажі, ? 17% пов‘язані ? недоліками при проектуванні . Найбільш ненадійними ? засоби знешкодження викидів, повітрярегулююча апаратура, металоконструкції, підшипникові вузли та електрообладнання. Тому основні зусилля мають бути направлені на підвищення надійності цих вузлів та агрегатів.

Великий вплив на надійність вентиляційної системи має агресивність середовища, ? якому вона працює. Всі можливі середовища умовно можна поділити на три групи: сухе повітря, паропилові суміші ? викиди хімічних виробництв. Для кожного середовища визначений термін напрацювання до виходу ? ладу основних вузлів. Встановлено, що ? умовах великої агресивності вентиляційне обладнання аспіраційних систем спрацьовується ? 1020 разів швидше.

Шляхом планово-запобіжних ремонтів вдається ? 23 рази збільшити термін експлуатації вентиляційної системи. Оптимальна періодичність примусової зміни деталей на нові знаходиться ? диференційного рівняння:

,

де ?пр – коефіцієнт простоїв,

t – час.

Рис. 2. Статистичні дані ? причин відмови вентиляційних систем

Як показала практика доцільно щоденно робити огляди без розбирання системи, ? ревізію слід робити один-два рази на рік ? залежності від умов експлуатації. Капітальний ремонт виконують через 34 роки.

Термін роботи ? випадковою величиною. Встановлено, що розподіл безвідмовної роботи не залежить від виду розподілу термінів ремонту, ? залежить тільки від його середнього значення ?в. Середній час відновлення залежить від типу та степеня пошкодження, наявності запасних частин та потужності вентиляційної служби підприємства.

В четвертому розділі наводиться система заходів щодо діагностики технічного стану вентиляційних систем. Для підтримки технічного стану потрібний індивідуальний контроль ?сновних вузлів та деталей, який дозволяє без розбирання вентиляційної системи виявити дефекти ? визначити профілактичні або ремонтні дії.

Діагностичні признаки або прямі параметри ділять на структурні, функціональні та ?упутні. Структурні параметри це такі признаки, як нещільність, неспіввісність валів, неспівпадання міток ? таке інше. Функціональні параметри це такі признаки, як потужність , тиск повітря ? системі, споживання води ? таке інше. Супутні параметри це такі признаки, як рівень шуму, вібрації, температура вузлів ? деталей.

Спеціальною нормативно-технічною документацією встановлюються значення непрямих діагностичних параметрів ? задається графік апроксимуючої функції S(t), характерної для даного параметра. Параметри апроксимуючої кривої S(t) потрібно знаходити експериментально для кожного об’єкта діагностування (рис. 3).

Рис. 3. Залежність діагностичного параметра від напрацювання:

sн - номінальне, sд - діагностичне, sг – граничне значення діагностичного параметра, tд – періодичність діагностування, tН<tД<tГ.

Маршрутна технологія діагностування містить перелік обов’язкових діагностичних операцій ? послідовність перевірки вентиляційних систем.

В п‘ятому розділі розглядаються способи протикорозійного захисту вентиляційного ?бладнання. На заміну металовиробів, що ушкоджені корозією, витрачається 15% його виробництва. Тому боротьба ? корозією стає елементом державної ? економічної політики всіх промислово розвинутих країн.

Використання лакофарбових покриттів для боротьби ? корозією ? самим широко розповсюдженим ? доступним методом. Його перевагою ? простота нанесення, відносно низька вартість ? широка кольорова гама.

Останнім часом більш широке розповсюдження мають полімерні покриття. Вони мають ? порівнянні ? фарбами такі переваги: нешкідлива технологія нанесення, можливість покриття заданої товщини, значно більша корозійна стійкість. Застосування дорогих полімерних покриттів таких, як пентапласт чи фторопласт, ? найбільш корисним тому, що вони мають захисні властивості кращі, ніж нержавіюча сталь, титан ? навіть платина.

Для нанесення полімерних порошкових покриттів використовувалась установка АРЕГ-1 Черкаського проектно-конструкторського ? технологічного інституту. Якість покриття вивчалась за допомогою вимірювачів товщини плівок ІТП-1, МТА-2, дефектоскопів ЕД-4, вимірювачів твердості ПМТ-3 ? динамометрів РМІ-5. Враховуючи, що ? лабораторії реальні умови протікання корозійних процесів відтворити важко, дослідні зразки покриття розміщували ? реальних вентиляційних системах виробництва монохлордіметілового ефіру ? хлористого водню ? цеху ?-2 Черкаського ВО “Азот”. Цей цех вибрано тому, що він має особливо високу агресивність ?икидів. Металеві стінки вентиляційних систем товщиною 11,5 мм за 5 місяців ?’їдаються корозією наскрізь, нержавіюча сталь, ? також алюмінієві сплави, покриваються корозійними виразками. Газоплазмове напилення зруйнувалось через чотири місяці внаслідок деформації матеріалу покриття. Воно легко дробилося ? відділялось від основи. Покриття із ПХВ-715 зруйнувалось повністю, поліуретанове покриття (УР-482) збереглося, але через погану адгезію корозія проникла під покриття. Полімерні покриття пентапласт ? фторопласт збереглися ? після 12 місяців ?ипробувань.

Вентилятори ? алюмінієвих сплавів, які захищені полімерним покриттям ?-ЭП-971, витримали ?ипробовування протягом 18 місяців, проте як незахищені вентилятори вийшли ? ладу вже через 5 місяців. Таким чином доведено експериментально, що довговічність захищеного полімерним покриттям вентиляційного обладнання збільшується майже втричі. Це значить, що один ? той же термін роботи вентиляційної системи може забезпечити один звичайний вентилятор, захищений полімерним покриттям, замість трьох вентиляторів із нержавіючої сталі.

Шостий розділ присвячений забезпеченню заданого рівня надійності вентиляційних ?истем. Відомо, що надійність будь якого виробу, ? тому числі ? вентиляційної системи, закладається на всіх етапах її створення, виробництва, налагодження ? експлуатації. ? відповідності до цього розроблені заходи щодо підвищення надійності, які можна зобразити ? вигляді схеми (рис. 4).

Для підвищення якості проектування вентиляційних систем варто виконувати нове проектування тільки на основі інструментального обстеження існуючих аналогів, підтримувати зв‘язки зі спеціалізованими налагоджувальними організаціями для того, щоб використовувати дані, які отримані при наладці діючих систем, здійснювати авторський нагляд за виготовленням вентиляційних систем.

Рис. 4. Заходи щодо підвищення надійності вентиляційних систем

Якість монтажу має велике значення для безвідмовної роботи вентиляційної системи. Неточності монтажу клапанів, дросельних засувок, гідрозатворів ? тому подібного приводять до ускладнень, ? іноді ? до повної неможливості відрегулювати вентиляційну систему. Тому після монтажу обов‘язково проводять технічні випробування на санітарно-гігієнічний ефект, метою якого ? доведення стану оточуючого середовища до санітарних норм.

Навіть добре налагоджена вентиляційна система ? часом починає працювати незадовільно, якщо її експлуатація ведеться не належним чином. ? практики відомо, що близько 50% вентиляційних систем працюють незадовільно через незадовільне технічне обслуговування.

Основним організаційним недоліком ? відсутність достатньої кількості кваліфікованих працівників, які обслуговують вентиляційні системи. Технічні причини незадовільної експлуатації полягають ? відсутності матеріальних можливостей, порушенні технічних норм ? правил обслуговування вентиляційного обладнання, несвоєчасному ? неякісному ремонті, відсутності ? безконтрольності графіків проведення планово-запобіжних ремонтів. Кількість вентиляційних систем після капітальних ремонтів значно перевищує випуск нових, ? це означає, що обсяг ?емонтних робіт буде ? надалі зростати.

Нами виявлені найбільш розповсюджені несправності вентиляційних систем ? зроблені рекомендації щодо їх усунення. ? залежності від агресивності повітряної суміші нами розроблена періодичність технічного обслуговування вентиляційних систем ( таблиця 1)

Для забезпечення високої надійності необхідно не тільки збільшувати час безвідмовної роботи, але ? зменшувати час відновлення. Середній час усунення однієї відмови визначається за формулою:

,

де час ? сума 1234,

1 – час виявлення відмови,

2 – час ліквідації відмови,

3 – час випробування після ремонту,

4 – час очікування або час доставки запасних частин та організаційні витрати часу.

Технічно необхідний час відновлення маємо, коли організаційні витрати часу дорівнюють нулю, тобто 4=0. Якщо організаційні витрати часу не можуть бути прийняті нулем, то ?аємо експлуатаційний час відновлення. Технічно необхідний час відновлення характеризує технічний пристій. Експлуатаційний час відновлення характеризує ще ? рівень організації обслуговування на конкретному підприємстві. Виконання якісного ремонту можливе тільки при ?аявності кваліфікованих робітників, достатньої кількості матеріалів, відповідних інструментів, такелажних пристосувань та інших засобів механізації.

Таблиця 1

Періодичність технічного обслуговування вентиляційних систем

Склад повітряного середовища | Технічне обслуго-вування ? очисткою повітроводів, місяці | Технічне діагностування, ?ісяці | Поточний ремонт, місяці | Капітальний ремонт,

роки

Повітря | 6 | 6 | 1224 | 1216

Запилене повітря | 34 | 4 | 612 | 810

Газоповітряні агресивні суміші | 23 | 2 | 36 | 46

Паропилові викиди | 12 | 1 | 23 | 12

Найважливіше значення для зменшення часу усунення відмови вентиляційної системи має наявність потрібних запасних частин на складі підприємства. Забезпечення відповідними запасними частинами дозволяє значно скоротити понаднормові простої вентиляційних систем після відмови.

У випадку, коли простої вентиляційної системи потрібно виключити, елементи вентиляційної системи, які мають найменшу вірогідність безвідмовної роботи, при проектуванні ?овинні дублюватись. Задача оптимального резервування полягає ? знаходженні такого способу резервування, що дозволяє забезпечити задану надійність системи за найменшими затратами. ? результаті знаходиться така кількість основних та резервних елементів, що забезпечує функціонування системи ? заданою надійністю.

В сьомому розділі досліджується оптимальне значення надійності вентиляційної системи та ефективність заходів щодо підвищення надійності. Сучасний рівень розвитку техніки ?озволяє досягнути практично будь-якої ефективності, але затрати на досягнення такої мети ?ожуть не ?иправдати результат.

При проектуванні вентиляційної системи за основу всіх розрахунків приймається досягнення санітарно-гігієнічного ефекту ? заданих умовах. Розрахунки ведуться без врахування ?адійності системи, тобто надійність приймається рівною одиниці. ? дійсності надійність вентиляційної системи коливається від 0,56 до 0,92. Надійність вентиляційної системи визначається ймовірністю безвідмовної роботи цієї системи протягом часу доцільної експлуатації ?е (рис. 5).

Рис 5. Визначення оптимального рівня надійності вентиляційної системи:

Св+Се – затрати на виготовлення та експлуатацію вентиляційної системи, Ск – корисність від використання вентиляційної системи, С=Спр+(Св+Се), Р(Те) – ймовірність безвідмовної роботи за час доцільної експлуатації.

Чим вищий показник надійності, тим більші витрати на виготовлення та експлуатацію вентиляційної системи. ? той же час чим вищий показник надійності, тим вищий показник ?орисності від використання вентиляційної системи, пов‘язаний із зменшенням рівня профзахворюваності, підвищенням продуктивності праці, зменшенням зношуваності технологічного ?бладнання, збільшенням строку служби вентиляційного обладнання.

Оптимальне значення надійності знаходиться ? умови, що досягається найбільша корисність від використання вентиляційної системи при найменших витратах на її виготовлення та експлуатацію.

В умовах Криворізького басейну оптимальне значення надійності дорівнює 0,820,85 ? залежності від агресивності середовища. Якщо надійність вентиляційної системи буде менше цього значення, то зменшується санітарно-гігієнічний ефект. Якщо надійність вентиляційної системи буде більше цього значення, то зростають витрати на виготовлення ? технічне обслуговування вентиляційної системи. Існує інтервал значень надійності 0,7<Р(Те)<0,92, за межами якого вентиляційна система ? збитковою.

Оцінка ефективності вентиляційних систем ? точки зору санітарно-гігієнічних умов праці показала, що високоефективні (ефективність яких більше 0,99) ? ненадійні (надійність яких менше 0,56) системи працюють ? розрахованому режимі короткий час (12 роки). Залежність ефективності вентиляційної системи від часу експлуатації, яка спостерігалася ? умовах Криворізького південного гірничозбагачувального комбінату, зображена на рисунку 6.

Рис. 6. Залежність ефективності вентиляційної системи від часу експлуатації:

1 –без заходів, що підвищують надійність, 2 - ? заходами, що підвищують надійність.

З рисунку 6 видно, що вентиляційні системи, для яких проводились заходи по збільшенню надійності, мають термін дії більше ніж ? 3 рази ? високу ефективність роботи протягом 6 років замість двох років. Це значить, що збільшуючи надійність вентиляційної системи підприємство має змогу продовжити термін її високоефективної роботи ? зберегти кошти для капітального ремонту або купівлі нової вентиляційної системи.

ВИСНОВКИ

В дисертації дано теоретичне обгрунтування та нове рішення актуальної задачі підвищення надійності вентиляційних систем ? умовах гірничозбагачувальних комбінатів.

Основні наукові та практичні висновки такі:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ ПРАЦЬ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

В роботі [2] автору належить доведення залежності ефективності вентиляційних систем від їх надійності; ? роботі [4] автору належить розробка методу розрахунку надійності вентиляційних систем; ? роботі [6] автору належить дослідження залежності економічних ? санітарно-гігієнічних показників від підвищення надійності вентиляційних систем.

АНОТАЦІЯ

Стеценко ?.?. Підвищення надійності вентиляційних систем ? умовах гірничозбагачувальних комбінатів. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 – охорона праці. – Криворізький технічний університет, Кривий ?іг, 2002.

Дисертацію присвячено методам підвищення надійності вентиляційних систем. ? дисертації розроблений новий підхід до розрахунку ефективності вентиляційних систем. Знайдена формула залежності ефективності вентиляційних систем від їх надійності. Розглянуті методи підвищення надійності при проектуванні, виготовленні та експлуатації вентиляційних систем. Розроблена методика діагностування вентиляційної системи ? метою визначення залишкового ресурсу її вузлів та агрегатів. Надані рекомендації по оптимізації системи ремонтів та технічного обслуговування вентиляційних систем. Встановлена можливість поліпшення санітарно-гігієнічних умов шляхом підвищення надійності вентиляційних систем. Застосування запропонованих методів підвищення надійності забезпечує умови праці, відповідні до санітарно-гігієнічних норм, на протязі тривалого періоду експлуатації вентиляційних систем.

Ключові слова: надійність, вентиляційна система, діагностування, технічне обслуговування, умови праці.

АННОТАЦИЯ

Стеценко ?.?. Повышение надежности вентиляционных систем ? условиях горноообогатительных комбинатов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 15.26.01 – охрана труда. – Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2002.

Диссертация посвящена методам повышения надежности вентиляционных систем. ? диссертации разрабатывается новый подход ? расчету эффективности вентиляционных систем на стадии проектирования. Рассмотрены методы повышения надёжности при проектировании, изготовлении ? эксплуатации вентиляционных систем.

Проведен анализ существующих вентиляционных систем горнообогатительных комбинатов Украины. Установлено, что основной причиной неудовлетворительного состояния воздушной среды ? производственных помещениях являются частые отказы вентиляционных систем. При этом отказом вентиляционной систем считается выход хотя бы одного из её показателей за пределы расчетных. Проведен анализ причин отказов вентиляционных систем на этапе проектирования, изготовления ? эксплуатации. Предложена классификация вентиляционных систем по последствиям отказов, которая позволяет регламентировать оптимальное значение надежности.

Найдена формула зависимости эффективности вентиляционных систем от их надёжности, которая позволяет еще на стадии проектирования оценить эффективность вентиляционной системы. Приведены основные количественные показатели надежности. Разработаны принципы расчета надежности вентиляционных систем на стадии проектирования.

Проведен элементно-типовой анализ повреждаемости вентиляционных систем. Установлено, что около 50% отказов вентиляционных систем происходит по причине неудовлетворительной эксплуатации, или отсутствия межремонтного обслуживания. Приведено распределение отказов по узлам вентиляционной системы. Найдены средние времена наработки на отказ основных узлов ? агрегатов вентиляционной системы.

Разработана методика диагностирования вентиляционных систем ? целью определения остаточного ресурса её узлов ? агрегатов. Приведены методы ? средства диагностирования электросилового оборудования, механических передач, элементов металлоконструкций, других элементов вентиляционной системы. Даны рекомендации по организации диагностирования вентиляционных систем.

Исследования по антикоррозионной защите оборудования вентиляционных систем проводились по таким направлениям: защита лакокрасочными покрытиями, защита полимерными материалами, производство вентоборудования из искусственных материалов. ? условиях сильно агрессивной среды ? производственных помещениях химических предприятий испытывались образцы, незащищенные антикоррозионным покрытием, защищенные лакокрасочным ?окрытием ? защищенные полимерным покрытием. Установлено, что долговечность защищенного полимерным покрытием вентиляционного оборудования увеличивается почти втрое.

Разработана система технического обслуживания вентиляционных систем. Даны рекомендации по оптимизации системы ремонтов ? периодичности технического обслуживания систем вентиляции. Приведены результаты внедрения системы высококачественного обслуживания вентиляционных систем на Криворожском Южном горнообогатительном комбинате.

Установлена возможность улучшения санитарно-гигиенических условий путём повышения надёжности вентиляционных систем. Применение предложенных методов повышения ?адёжности обеспечивает условия труда, соответствующие санитарно-гигиеническим нормам, ? течение длительного периода эксплуатации вентиляционных систем.

Ключевые слова: надёжность, вентиляционная система, диагностирование, техническое ?бслуживание, условия труда.

ABSTRACT

Stetsenko I.V. The methods of increasing reliability of ventilation systems for dressing plants. - Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree by speciality 05.26.01 - labor protection. -Krivoy Rog Technical University, Krivoy Rog, 2002.

The dissertation is devoted to increasing reliability of ventilation systems. A new direction in calculation of ventilation system’s real efficiency. The real efficiency of ventilation systems depends on their reliability and the formula of this dependence is obtained. The methods to increase of ventilation systems reliability when ventilation system designing, fabrication and usage are considered. Strategy of diagnosing the ventilation systems for the reason valuing a remaining resource of their nodes and units is designed. The recommendations to optimize a repair and technical maintenance system of ventilation equipment are given. The possibility of sanitary conditions perfecting by raising ventilation systems reliability has been investigated. The offered methods of raising reliability ensure within long period of ventilation systems usage the work conditions, which corresponding to sanitary rates.

Key words dust: reliability, ventilation system, diagnosing, technical maintenance, work conditions.