Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Некоторые практические результаты повышения экологичности аккумуляторного производства

Б. А. Попов, заместитель главного инженера по экологической безопасности АО «Балтэлектро»

Предприятие по производству свинцово-кислотных аккумуляторов АО «Балтэлектро» (правопреемник Ленинградского аккумуляторного завода) выпускает аккумуляторные батареи для большегрузных автомобилей, тепловозов (ж/д), тяжелой гусеничной техники, а также уникальные изделия больших типов для морской техники. Предприятие является старейшим в России и совсем недавно отметило 100-летие своего возникновения (в 1913 году).

Проблемы коллективной защиты работающих в аккумуляторном производстве с помощью современных технических решений промышленной вентиляции на примере АО «Балтэлектро» неоднократно рассматривались на страницах журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад» начиная с первых его выпусков.

Мы знаем, какое большое значение этой проблематике придавал профессор Гримитлин М. И., благодаря которому старейший аккумуляторный завод России сохранил свою питерскую прописку. В своем последнем интервью редактору журнала «Инженерные системы», озаглавленному многозначительно «Помнить закон канона…»[1], М. И. Гримитлин просто не мог обойти вниманием проблематику аккумуляторного производства, изложив в исключительно своей манере — в сжатом виде, тезисно, в четкой логической последовательности — все накопившиеся к концу 1980-х годов экологические проблемы и обозначив пути их решения.

Чем ценен вклад именно М. И. Гримитлина в благополучное решение поставленных задач, так это присущим ему (как никому другому) умению задействовать свой богатейший теоретический багаж для решения актуальных сугубо практических вопросов: и в результате каждое его решение имеет солидное научно-техническое основание. И этот вклад М. И. Гримитлина еще ждет своего творческого осмысления и обобщения.

Что еще отличало М. И. Гримитлина от других исследователей — это подчеркнуто открытый государственный подход к порученному делу: каждая задача  — будь то подача приточного воздуха в помещение судосборочного цеха высотой 200 м или экологическая безопасность аккумуляторного производства — решалась им комплексно в интересах прежде всего страны, трудового коллектива завода и учитывая озабоченность населения, проживающего в непосредственной близости от предприятия (в так называемой санитарно-защитной зоне). И, несмотря на утилитарность решаемых задач, М. И. Гримитлин получал результаты, обогащающие науку в методологическом отношении.

Не потеряла своей актуальности работа по научно-техническому обеспечению новых нормативов содержания свинца в рабочей зоне аккумуляторных заводов [2]. По сути это первая публикация в отечественной научно-технической литературе, посвященная популярной ныне теме — гармонизации нормативной базы в отечественной и зарубежной (главным образом западно-европейской) практике. Особенно интенсивно тема гармонизации нормативов освещается в трудах НИИ экологии человека и окружающей среды им. А. Н. Сысина (г. Москва), в публикациях ведущего специалиста в этой области д. м. н. проф. Пинигина М. А., который работал в тесном контакте с М. И. Гримитлиным над обеспечением экологической безопасности аккумуляторного производства в городе Санкт-Петербурге.

В программной статье «Вентиляция: современное состояние и перспективы развития», помещенной в первом номере увидевшего свет журнала [3], касаясь оценки местной вытяжной вентиляции, М. И. Гримитлин рекомендовал опираться на  комплекс показателей, характеризующих эффективность работы таких устройств (местных отсосов, укрытий): коэффициент улавливания, индекс экономичности, оптимальный коэффициент улавливания.

Для повышения санитарно-гигиенической эффективности местной вытяжной вентиляции М. И. Гримитлин [4] рекомендовал:

— максимально капсулировать технологические процессы, размещая источники выделения вредностей в полных укрытиях, находящихся под разрежением не менее 20 Па (типа: вытяжной шкаф, бокс, замкнутый рабочий объем и т. п.);

— при невозможности применения полных укрытий широко применять для локализации вредных выделений универсальные подъемно-поворотные устройства типа «Лиана», позволяющие максимально приблизить местный отсос к источнику выделения вредностей;

— выполнять работы по определению коэффициентов улавливания местных вытяжных устройств на различных технологических операциях аккумуляторного производства.

Здесь уместно отметить, что эти рекомендации успешно реализуются. Так, вопросы разработки локализующей вентиляции и исследования универсальных местных вытяжных и безвихревых устройств детально рассмотрены в большом коллективном труде [5], в котором обобщены богатый опыт практического использования новых технических решений и где приведены многочисленные примеры расчетов аэродинамических характеристик местных отсосов и гигиенической эффективности их. Причем конкретные примеры сопровождены наглядными иллюстрациями и графикой.

Далее, в последние годы были проведены исследования по оценке инженерных решений систем вентиляции на производстве свинцово-кислотных аккумуляторов, оснащенном новым технологическим оборудованием, которые содержат эмпирические показатели степени улавливания свинца на основных технологических переделах [6].

В отчете о научно исследовательской работе [7], проведенной НИИОТ СПб в 1992 году под руководством д. т. н. Позина Г. М. на аккумуляторном заводе, получены путем инструментальных замеров показатели улавливания и экономичности некоторых типичных местных вытяжных устройств: закрытого типа (шкафные укрытия) и открытого типа (зонты, щелевые отсосы и т. п). Индекс экономичности в данной работе определялся как отношение концентрации свинца в воздуховоде от местного отсоса (Св) к концентрации свинца в воздушной среде рабочей зоны, т. е. в зоне дыхания на постоянных рабочих местах (С_р.з.):– k_эк = С_в/С_р.з.

На участке отливки мелких деталей (шариков, прутков и т. д.) концентрация свинца в рабочей зоне составила 0, 66 мг/м³ (среднее из 30 замеров), концентрация свинца в воздуховоде щелевого полукольцевого отсоса составила 1,45 мг/м³ (среднее из 35 замеров), концентрация в воздуховоде от укрытия котла составила 10,33 мг/м³ (среднее из 15 замеров).

Индекс экономичности полукольцевого щелевого отсоса оказался равен 2,2, а индекс экономичности шкафного укрытия (с рабочими проемами для обслуживания плавильного котла) оказался почти на порядок выше и составил 15,6 (среднее из 15 замеров), еще раз подтверждая азбучную истину, что закрытые местные отсосы эффективнее открытых.

Понятно, что сейчас характеристика условий труда на стационарном рабочем месте литейщика в 1992 году может представлять самый абстрактный интерес. Однако эта характеристика, установленная путем конкретных инструментальных замеров, может считаться отправным базисом для сравнения с аналогичным рабочим местом при эксплуатации нового, более совершенного технологического оборудования, что позволяет получать количественную оценку эффективности мероприятий по модернизации производства.

В табл. 1 приведены обобщенные результаты исследований, характеризующие условия труда и эффективность механической вентиляции, обслуживающей рабочие места производственных (участков) помещений аккумуляторного завода [6]. Значения этих концентраций получены путем синхронных замеров. За параметр эффективности улавливания отходящих вредностей местными вытяжными устройствами принято отношение усредненных концентраций свинца (и его неорганических соединений) в воздухе зоны дыхания работающих к концентрациям в рабочем сечении местного отсоса. Таким образом, фактически определяется индекс экономичности местных вытяжных устройств (МВУ), который получил широкое распространение при оценке эффективности местной вытяжной вентиляции [9, 11 и др.].

В качестве дополнительного комментария к табл. 1 можно добавить, что в ней приведены усредненные данные о содержании свинца в воздухе рабочей зоны производственных помещений, которые можно сравнить с аналогичными

Таблица 1.

Характеристика эффективности местных отсосов

значениями, полученными в 1992 году [7]. Так, по литейному участку это сравнение представлено следующими показателями: 0,66 мг/м³ в 1992 году и 0,08 мг/м³ в 2013 году; по участку намазки и сушки: 0,36 мг/м³ и 1992 году и 0,069 мг/м³ в 2013 году; по участку обрубки и зачистки ушков: 0,426 мг/м³ в 1992 году и 0,077 мг/м³ в 2013 году; по участку сборки аккумуляторов: 0,326 мг/м³ в 1992 году и 0,178 мг/м³ в 2013 году. Степень снижения концентрации по приведенным данным составила от 8 (на литейке) и 5 раз (на намазке) до 2 раз (на сборке).

В работе [8] приведено примерное ранжирование местных отсосов по мере снижения их эффективности:

— полные укрытия (капсуляция);

— укрытия с рабочим проемом;

— зонты, верхние щелевые и круглые отсосы;

— подъемно-поворотные устройства (ППУ);

— кольцевые отсосы, воздуховоды равномерного всасывания;

— бортовые, боковые и угловые отсосы;

— нижние отсосы.

Здесь следует сделать замечание: «зонты» занимают столь высокую позицию (сразу после укрытий) лишь в том случае, если выделение вредных веществ сопровождается тепловыделением. Такое условие подчеркивает М. И. Гримитлин [9, с. 57]. Такая же позиция отражена и в справочнике проектировщика [10, с. 171]. И, напротив, нижние отсосы (особенно если считать таковыми перфорированные столы, а выделяется пыль металлов), а также боковые и бортовые отсосы могут быть очень эффективными, если они применяются в комбинации с «душированием», панелями БВВ (безвихревой подачи приточного воздуха на фиксированные рабочие места).

Однако здесь мы принимаем предложенное ранжирование (для дальнейшего использования), только припишем ранги в обратном порядке: 1 — нижние отсосы, 2 — бортовые, боковые и угловые отсосы, 3 — кольцевые отсосы, воздуховоды равномерного всасывания, 4 — подъемно-поворотные устройства (ППУ), 5 — зонты, верхние щелевые и круглые отсосы, 6 — укрытия с рабочим проемом, 7 — полные укрытия (капсуляция).

На рис. 1 представлена графическая зависимость эффективности местной вытяжной вентиляции (в виде индекса экономичности) от типа местных отсосов (с присвоенными им рангами) как иллюстрация к таблице № 1.

В данной статье мы сконцентрировались на фактических данных, характеризующих современное состояние воздушной среды на рабочих местах аккумуляторного производства. Эти данные были получены в результате исследований, проведенных в 2013–2015 годах, и эти результаты были представлены в работе [6]. Качественное улучшение условий труда, достигнутое к этому моменту по сравнению с показателями 1992 года, было определенно целым комплексом факторов (или мероприятий): прежде всего за счет совершенствования технических средств местной вытяжной вентиляции.

Дальнейшее улучшение состояния воздушной среды на рабочих местах возможно только за счет совершенствования систем приточной вентиляции с созданием локальных зон чистого воздуха в производственных помещениях.

Касательно совершенствования систем местной приточной вентиляции М. И. Гримитлин [3] привел в качестве примера положительный опыт использования панелей безвихревой подачи приточного (нормативно очищенного) воздуха в сборочном цехе АО «Балтэлектро» (создание «оазисов» чистого воздуха на фиксированных рабочих местах). Кстати, этот опыт показал следующий результат при расчете коэффициента защиты, характеризующего снижение содержания свинцовой пыли в зоне дыхания работающих по сравнению с фоновым содержанием в помещении: снижение составило от 5 до 15 раз и более (в зависимости от типа панелей).

Литература

1. Гримитлин М. И. «Помнить закон канона…» — Инженерные системы АВОК С-З, № 1, 2003 г. С. 9–13.
2. Гримитлин М. И., Остапенко Е. И., Попов Б.А. Техническое обеспечение новой предельно допустимой концентрации свинца в воздухе рабочей зоны аккумуляторных заводов. — Инженерные системы, АВОК С-З, 2002, № 1, с. 23–28.
3. Гримитлин М. И. Вентиляция: современное состояние и перспективы развития. — Инженерные системы, АВОК С-З, 2001, № 1, с. 23–28.
4. Гримитлин М. И., Крупкин Г. Я. Разработка технических решений по совершенствованию аэродинамических схем и повышению эффективности местных вытяжных устройств в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов. — Отчет ОНИР: «Научно-техническое обоснование мероприятий по снижению риска профзаболеваний при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов». СПб, 1997, с. 35–53.
5. Гримитлин А. М., Дацюк Т. А., Крупкин Г. Я. и др. Отопление и вентиляция производственных помещений. — Изд. «АВОК Северо-Запад», СПб, 2007, 399 с.
6. Маркова О. Л., Иванова Е. В., Смирнова Г. А., Попов Б.А. Оценка инженерных решений современных систем вентиляции на производстве свинцово-кислотных аккумуляторов. — Инженерные системы. АВОК С-З, 2016, № 4 — с. 28–33.
7.  Отчет о НИР «Технического состояния вентиляционных систем и определения валовых выбросов в атмосферу». — СПб, 1992, 163 с.
8.  Позин Г. М. Основные типы местных отсосов и особенности их работы». — Инженерные системы АВОК С-З, 2007, № 3 — с. 26–35.
9.  Гримитлин М. И., Позин Г. М., Тимофеева О. Н., Эльянов Л. С., Эльтерман Е. М. Вентиляция и отопление машиностроительных предприятий. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М: машиностроение, 1993 — 288 с.
10.  Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1/ В. Н. Богословский, А. Н. Пирумов, В. Н. Посохин и др. — 4-е изд. перераб. и доп. — М. Стройиздат, 1992. — 319 с.
11.  Битколов Н. З. Вентиляция предприятий атомн. промышленности. — 2-е изд. перераб и доп. — М.: Энергоатомиздат, 2008. — 256 с.

Скачать статью в pdf-формате: Некоторые практические результаты повышения экологичности аккумуляторного производства