Механизация грузоподъемных работ на складе металлоконструкций (кран мостовой).

ВВЕДЕНИЕ
1. ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ
2.1. Схемы механизации складов сортового металлопроката
2.2. Типовые проекты складов металла
2.3. Средства механизации складских работ
2.3.1. Краны и монорельсовый транспорт
2.3.2. Краны-штабелеры
3.ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВУХБАЛОЧНОГО ЭЛЕКТРОМОСТОВОГО КРАНА
4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ И УЗЛОВ
4.1. Расчёт механизма подъёма груза
4.1.1. Выбор схемы механизма подъёма груза
4.1.2. Расчет и выбор каната
4.1.3. Выбор диаметра барабана и блоков
4.1.4. Расчёт блоков
4.1.5. Выбор грузового крюка по ГОСТу и проверка напряжений в опасных сечениях
4.1.6. Расчёт крюковой подвески
4.2. Расчёт барабана
4.3. Расчёт привода подъёмного механизма
4.3.1. Выбор электродвигателя и редуктора
4.3.2. Выбор тормоза
4.3.3. Выбор муфт
4.4. Расчёт механизма передвижения грузовой тележки мостового крана
4.4.1. Выбор кинематической схемы механизма
4.4.2. Выбор колёс и колёсных установок
4.4.3. Определение сопротивлений передвижению тележки мостового крана
4.4.4. Расчёт привода механизма передвижения тележки крана
4.5. Проверка прочности металлоконструкции крана
4.5.1. Расчёт моста крана
4.5.2. Расчёт концевой балки
5. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУЗА
5.1. Технология производства работ мостовыми кранами
5.1.1. Технологическая карта перемещения груза крана при погрузочно-разрузочных работах на автопоезде
5.1.2. Технологическая карта перемещения груза крана при погрузочно-разрузочных работах на железнодорожной платформе
5.1.3. Технологическая карта перемещения груза крана при погрузочно-разрузочных работах на железнодорожном полувагоне
5.2. Схемы строповки металлопроката и металлоконструкций
5.3. Правила проведения погрузо-разгрузочных работ и перемещения грузов мостовыми кранами
5.3.1. Требования к местам производства погрузочно-разгрузочных работ
5.3.2. Требования к производственному оборудованию и таре
5.3.3. Требования к размещению производственного оборудования и организации рабочих мест
5.3.4. Требования к строповке, размещению и перемещению грузов.
6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА
6.1. Охрана труда
6.1.1. Общая характеристика и анализ потенциальных опасностей и вредностей на электромостовом кране
6.1.2. Расчёт диаметра стальных стропов
6.2. Инструкция по безопасному ведению работ для стропальщиков, обслуживающих грузоподъемные краны
6.3. Охрана окружающей среды
6.3.1. Общая характеристика склада металлоконструкций с точки зрения его вредного влияния на окружающую среду
6.3.2. Расчет вредных выбросов в атмосферу при работе маневровых тепловозов на складе металлоконструкций
6.3.2. Мероприятия, снижающие вредные влияния работы склада металлоконструкций на окружающую среду
7. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
7.1.Расчетные данные
7.2. Расчет среднечасовой, сменной и годовой производительности
7.2.1. Эксплуатационная часовая производительность
7.2.2. Сменная производительность
7.2.3. Годовая производительность
7.3. Капитальные вложения
7.4. Удельные капиталовложения на 1000 т груза
7.5. Расчет элементов затрат себестоимости машино-смены
7.5.1. Амортизационные отчисления
7.5.2. Заработная плата рабочих 138
7.5.3. Отчисления на социальные нужды
7.5.4. Затраты на энергетические ресурсы
7.5.5. Затраты на смазочные материалы
7.5.6. Затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт
7.5.7. Прочие затраты
7.6. Себестоимость переработки 1000 т груза
7.7. Приведенные затраты
7.8. Годовой экономический эффект
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Эффект звукоизоляции основан на способности материалов отражать энергию падающих звуковых волн.
Повышение звукоизоляции при сохранении неизменной массы ограждения достигается следующими мероприятиями:
- применением многослойных ограждений, состоящих из двух и более слоев, разделенных воздушным промежутком или слоем легкого волокнистого материала;
- повышением внутреннего трения в конструкции, благодаря применению соответствующего материала ограждения или нанесению вибродемпфирующего слоя, что позволяет уменьшить влияние резонансов в конструкции;
- ликвидацией неплотностей и щелей, особенно в дверях и окнах кабины, а также в местах сопряжения различных конструкций;
- уменьшением косвенной передачи звука.
Сильные вибрации пола вблизи оборудования, тряска при передвижении кабины крана вызывает неприятные ощущения. Длительное воздействие вибрации на человека может привести к возникновению вибрационной болезни.
Гигиеническое нормирование вибраций осуществляется согласно «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» (таблица 21).
Допустимые уровни виброскорости и её пиковые значения на рабочих местах
Таблица 21
Среднегеометрические частоты октавных полос, Пиковые значения виброскорости, Уровни виброскорости, 8…63 5*10-3 100 125…500 8,9*10-3 105 1000…31500 1,6*10-2 110
В кабине крановщика должны быть оптимальные метеорологические условия.
В соответствии с устанавливаются оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочей зоны помещения.
Микроклимат характеризуется температурой внутреннего воздуха, радиационной температурой внутренних поверхностей ограждений, относительной влажностью воздуха и скоростью его движения. Сочетание этих параметров, обеспечивающее наилучшее самочувствие и наивысшую работоспособность человека, называют комфортными условиями (таблица 22).
Рабочее освещение должно обеспечивать нормальное выполнение производственного процесса и движение транспорта. Освещённость на рабочем месте должна соответствовать зрительным условиям труда согласно гигиеническим нормам. Хорошая освещённость способствует росту производительности труда. Величина освещенности должна быть постоянной во времени, что бы исключить переадаптацию глаз и зрительное утомление. Система освещения на электромостовом кране комбинированная с освещённостью , в том числе общего .
Нормирование производственного освещения осуществляется .
Оптимальные значения параметров микроклимата на рабочих местах производственных помещений при относительной влажности воздуха
Таблица 22
Период года Температура воздуха, Температура поверхностей, Скорость движения воздуха, Холодный 22…24 21…25 0,1 Тёплый 23…25 22…26 0,1
Все чалочные приспособления, в том числе и стропы, должны проходить регулярное освидетельствование комиссией Госгортехнадзора и снабжаться бирками с указанием допустимой грузоподъемности и даты испытания.
При работе со стропами особое внимание следует уделять правильному креплению их к поднимаемому грузу для исключения возможности аварии или несчастного случая. Поэтому к операции строповки груза допускаются только специально обученные люди - стропальщики, прошедшие соответствующий инструктаж по технике безопасности выполнения данных конкретных операций. Следует внимательно следить за равномерным натяжением всех ветвей стропа. Нельзя допускать соскальзывания стропов в случае перекоса груза от случайных воздействий. Для исключения повреждений стропа от перегибов на острых углах груза следует использовать деревянные или металлические подкладки. Работать со стропами разрешается только в рукавицах.
6.1.2. Расчёт диаметра стальных стропов
Для подвески перегружаемых грузов к крюку грузоподъемного крана применяют простейшие грузозахватные приспособления, называемые стропами (рис. 56). Их разделяют на универсальные и облегченные.
Рис. 56. Типы стропов
а - универсальный; б - облегченный с коушами; в - облегченный двойной с коушами; г - четырехстропный захват с крючьями; д - со скользящим крюком; е - с коушами, крюками и петлями; ж - с двойными крюками и добавочными стропами
Универсальный строп представляет собой замкнутую канатную петлю, свободные концы которой скрепляются между собой сплеткой или сжимами. Такие стропы применяются при переработке тяжеловесных и громоздких грузов, оборудования, труб и т. п., в зависимости от габаритов которых длина стропов выбирается от 1 до 30 м.
Строп облегченного типа выполняется в виде отрезка каната, на концах которого образуют петли чаще всего сплеткой с помощью коушей.
Для переработки универсальных среднетоннажных контейнеров, грузов сформированных в пакете, ящичных мешковых и других тарных и штучных грузов такие стропы посредством общих скоб объединяют в двух- и четырехветвевые стропы.
Стропы изготовляют из стальных канатов по и , пеньковых по , а также из сварных цепей некалиброванных по и якорных по .
Для переработки тяжеловесных грузов применяют цепные стропы, изготовляемые из сварных или литых круглозвенных цепей.
Усилия в ветвях стропа зависят от силы тяжести поднимаемого груза и угла наклона между ними. На практике стропы выбирают в зависимости от грузоподъемности, предполагая, что усилие между ветвями распределяется равномерно. Следует помнить, что при наклонных ветвях стропа возникают горизонтальные силы, сжимающие перегружаемый груз. Для этого, что бы не превышать этот угол при перегрузке длинномерных грузов, используют грузовые траверсы в виде удлинённых балок или прямоугольных сварных рам с дополнительным стропом по концам.
Расчеты нагрузок, действующих на ветви стропа, основаны на тригонометрических функциях углов, образованных ветвями стропа и вертикалью, либо горизонталью.
Основной угол, рекомендуемый Правилами устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов – это угол, образованный вертикалью и ветвями стропа. Этот угол называется углом строповки. При использовании стропов с неравными по длине ветвями за угол строповки принимается наибольший.
При расчете нагрузок на ветви стропа всегда необходимо учитывать влияние угла строповки. Нагрузка на строп стремительно возрастает при увеличении угла свыше 45 град. Углы строповки более 60 град не рекомендуются, за исключением случаев, когда высота просвета лимитирована. Тогда необходимо внимательно проверить соответствие применяемого стропа возникающим нагрузкам.
Натяжение стропа
[106]
где - наклон стропов к вертикали, град., принимаем
- количество ветвей стропов, .
Разрывное усилие в канате
[107]
где - коэффициент запаса прочности для стальных канатов, .
По разрывному усилию выбираем канат двойной свивки типа , проволок с одним органическим сердечником (рис. 57) - , диаметром при расчётном пределе прочности проволок , площадью сечения всех проволок и с разрывным усилием /2/.
Рис. 57. Канат двойной свивки типа , проволок
с одним органическим сердечником
Определяем фактический запас прочности
[108]

6.2. Инструкция по безопасному ведению работ для стропальщиков, обслуживающих грузоподъемные краны
Общие положения
1. Для обвязки, зацепки и перемещения грузов с помощью кранов администрацией предприятия (организации) назначаются стропальщики не моложе 18 лет, обученные по специальной программе, аттестованные квалификационной комиссией и имеющие удостоверение на право производства этих работ. Аттестация стропальщиков должна проводиться квалификационной комиссией предприятия (организации) в соответствии с требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов".
2. Если обязанности стропальщика возлагаются на станочных рабочих, монтажников или рабочих других профессий (за исключением рабочих, которые сами управляют краном и подвешивают грузы на крюк крана, управляемого с пола), они должны быть предварительно обучены и аттестованы в порядке, установленном п.1 настоящей Инструкции.
3. Аттестованному стропальщику выдается соответствующее удостоверение об аттестации, подписанное председателем комиссии, заверенное печатью учебного пункта и штампом инспектора. В удостоверении должна иметься фотокарточка. Во время работы стропальщик должен иметь удостоверение при себе и предъявлять его по требованию инспектора Проматомнадзора, лиц по надзору и за безопасное производство работ кранами, а также по требованию машиниста крана.
4. Повторная проверка знаний стропальщиков производится квалификационной комиссией предприятия:
а) периодически - не реже одного раза в 12 месяцев;
б) при переходе с одного предприятия на другое;
в) по требованию лица, ответственного по надзору за кранами на
предприятии, или инспектора Проматомнадзора;
г) при перерыве в работе по специальности более 6 месяцев.
5. Число стропальщиков, обслуживающих один кран, определяется администрацией предприятия (организации). При работе двух и более стропальщиков один из них назначается старшим.
6. В тех случаях, когда зона, обслуживаемая краном, полностью не обозревается из кабины машиниста, для передачи сигналов стропальщика машинисту администрацией назначается сигнальщик из числа аттестованных стропальщиков.
7. Стропальщик в своей работе подчиняется лицу, ответственному за безопасное производство работ кранами.
8. Допущенный к самостоятельной работе стропальщик должен:
а) иметь понятие об устройстве обслуживаемого им крана, знать его грузоподъемность; стропальщики, обслуживающие стреловые краны, должны уметь определять их грузоподъемность в зависимости от вылета стрелы, положения дополнительных опор и т.п.;
б) уметь подбирать необходимые для работы стропы (по грузоподъемности, числу ветвей, длине и углу наклона ветвей стропа к вертикали) и другие грузозахватные приспособления в зависимости от массы и характера перемещаемого груза;
в) уметь определять пригодность стропов и других съемных грузозахватных приспособлений и тары;
г) уметь производить правильную обвязку и подвешивание груза на крюк;
д) знать нормы заполнения тары;
е) знать установленный на предприятии (строительстве) порядок обмена сигналами с машинистом крана ;
ж) знать порядок и габариты складирования грузов;
з) знать порядок безопасной работы стреловых самоходных кранов вблизи линий электропередачи;
и) знать приемы освобождения от действия тока лиц, попавших под напряжение, и способы оказания им первой помощи;
к) знать настоящую Инструкцию.
9. Стропальщик должен знать место расположения рубильника, подающего напряжение на главные троллейные провода или гибкий кабель электрического крана, и уметь отключать кран от сети в необходимых случаях.
Обязанности стропальщика перед началом работы
10. Перед началом работы стропальщик должен:
а) подобрать грузозахватные приспособления, соответствующие массе и характеру поднимаемого груза; стропы должны подбираться с учетом числа ветвей такой длины, чтобы угол между ветвями не превышал 90°;
б) проверить исправность грузозахватных приспособлений и наличие на них клейм или бирок с обозначением номера, даты испытания и грузоподъемности, а также проверить исправность тары и наличие на ней надписи о ее назначении, номера, собственной массы и предельной массы груза, для транспортировки которого она предназначена;
в) проверить освещение рабочего места; при недостаточном освещении стропальщик, не приступая к работе, обязан доложить об этом лицу, ответственному за безопасное производство работ кранами.
Обязанности стропальщика при обвязке и зацепке грузов
11. Стропальщик может приступить к работе только после получения задания, а в случае неясности его - и получения инструктажа от лица, ответственного за безопасное производство работ кранами.
12. При обвязке и зацепке груза стропальщик должен руководствоваться следующими указаниями:
а) обвязку или зацепку грузов следует производить в соответствии со схемами строповки грузов; строповку редко поднимаемых грузов, на которые не разработаны схемы их строповки, следует производить под руководством лица, ответственного за безопасное производство работ кранами;
б) проверить массу груза, предназначенного к перемещению краном, по списку грузов или по маркировке на грузе; если стропальщик не имеет возможности определить массу груза, то он должен узнать ее у лица, ответственного за безопасное производство работ кранами;
в) при обвязке груза канаты и цепи должны накладываться на основной массив его (раму, каркас, корпус, станину) без узлов, перекруток и петель; под ребра грузов следует подкладывать специальные подкладки, предохраняющие стропы от повреждений;
г) обвязывать груз надлежащим образом, чтобы во время его перемещения исключалось падение отдельных его частей (доски, бревна, прутки) и обеспечивалось устойчивое положение груза при перемещении; для этого строповка длинномерных грузов должна производиться не менее чем в двух местах;
д) зацепку железобетонных и бетонных изделий, а также других грузов, снабженных петлями, рымами, цапфами, следует производить за все предусмотренные для подъема в соответствующем положении петли, рымы, цапфы;
е) при подвешивании груза на двурогие крюки стропы должны накладываться таким образом, чтобы нагрузка распределялась на оба рога равномерно;
ж) не использованные для зацепки груза концы многоветвевого стропа укрепить так, чтобы при перемещении груза краном исключалась возможность задевания этими концами за встречающиеся на пути предметы;
з) при подъеме двумя кранами обвязка и подвешивание груза должны производиться под непосредственным руководством лица, ответственного за безопасное производство работ кранами;
и) убедиться, что предназначенный к подъему груз ничем не укреплен, не защемлен, не завален и не примерз к земле.
13. При обвязке и зацепке грузов стропальщику запрещается:
а) производить строповку груза, массу которого он не знает или когда масса груза превышает грузоподъемность крана;
б) пользоваться поврежденными или немаркированными съемными грузозахватными приспособлениями и тарой, соединять звенья разорванных цепей болтами или проволокой, связывать канаты;
в) производить обвязку и зацепку груза иными способами, чем указано на схемах строповки;
г) применять для обвязки и зацепки грузов не предусмотренные схемами строповки приспособления (ломы, штыри и др.);
д) производить зацепку поддонов с кирпичом без ограждения, за исключением погрузки или разгрузки (на землю) транспортных средств, а также при условии удаления людей из зоны перемещения груза;
е) производить зацепку бетонных и железобетонных изделий, не имеющих маркировки, а также зацепку этих изделий за поврежденные петли;
ж) подвешивать груз на один рог двурогого крюка;
з) производить обвязку, зацепку и подвешивание грузов на крюк крана на расстоянии ближе 30 м от крайнего провода линии электропередачи без наряда-допуска и без присутствия ответственного лица, назначенного приказом по предприятию (строительству), фамилия которого должна быть указана в наряде-допуске;
и) забивать крюк стропа в монтажные петли железобетонных изделий или других грузов;
к) поправлять ветви стропов в зеве крюка ударами молотка или других предметов;
л) поправлять ударами молотка, лома стропы на поднимаемом грузе;
м) использовать при обвязке крупных стеновых блоков и других высоких грузов приставные лестницы; в этих случаях следует применять переносные площадки;
н) использовать грейфер для подъема людей или грузов, подвешенных с помощью стропов за челюсти грейфера, а также для выполнения других работ, для которых грейфер не предназначен;
о) использовать крюк крана для открытия (закрытия) люков полувагонов, других технологических крышек, поднимать кузова автосамосвалов действующих автомобилей.
Обязанности стропальщика при подъеме и перемещении груза
14. Перед каждой операцией по подъему и перемещению груза стропальщик должен лично подавать соответствующий сигнал машинисту или сигнальщику, а при обслуживании одного крана несколькими стропальщиками сигнал должен подавать старший стропальщик. При передвижении крана по железнодорожным путям должны применяться сигналы, установленные "Инструкцией по сигнализации на железных дорогах".
15. Перед подачей сигнала о подъеме груза стропальщик должен:
а) убедиться, что груз надежно закреплен и ничем не удерживается;
б) проверить, нет ли на грузе незакрепленных деталей и инструмента; перед подъемом труб большого диаметра проверить, чтобы в них не было земли, льда или других предметов, которые могут выпасть при подъеме;
в) убедиться, что груз не может во время подъема за что-либо зацепиться;
г) убедиться в отсутствии людей возле груза, между поднимаемым грузом и стенами, колоннами, штабелями, станками и другим оборудованием.
Перед подъемом груза стреловым краном стропальщик должен проверить также отсутствие людей возле самого крана, на неповоротной платформе его и в зоне опускания стрелы и груза и выйти сам из опасной зоны.
16. При подъеме и перемещении груза стропальщик должен:
а) предварительно подать сигнал для подъема груза, масса которого близка к разрешенной грузоподъемности, на высоту 200-300 мм, проверить при этом правильность строповки, равномерность натяжения стропов, устойчивость крана и действие тормозов и только после этого подавать сигнал о подъеме груза на необходимую высоту; при необходимости исправления строповки груз должен быть опущен;
б) при снятии груза с фундаментных болтов следить, чтобы подъем производился с наименьшей скоростью, без перекосов, заеданий и горизонтального перемещения груза до полного снятия его с болтов;
в) проверить по указателю грузоподъемности перед подъемом груза стреловыми самоходными кранами, что установленный машинистом вылет стрелы соответствует массе поднимаемого груза;
г) перед горизонтальным перемещением груза убедиться, что груз поднят на высоту не менее чем на 0,5 м выше встречающихся на пути предметов, а в местах возможного появления людей - на высоту 2,5 м;
д) сопровождать груз при перемещении и следить, чтобы он не перемещался над людьми, не мог за что-либо зацепиться; если сопровождать груз не представляется возможным, то за его перемещением должен следить машинист крана, а если груз находится вне зоны, обозреваемой из кабины машиниста, должен следить второй стропальщик или сигнальщик;
е) для предотвращения самопроизвольного разворота длинномерных и громоздких грузов во время их подъема или перемещения применять специальные оттяжки;
ж) укладку груза производить равномерно, без нарушения установленных для складирования габаритов и без загромождения проходов и проездов, чтобы расстояние от выступающих элементов поворотной части стрелового самоходного крана (автомобильного, железнодорожного, пневмоколесного, гусеничного, крана-экскаватора) до груза было не меньше 1 м, а от выступающих элементов башенного, портального и козлового крана - не меньше 0,7 м; при невозможности соблюдения этого условия работы должны быть прекращены; укладка груза в вагонетки, полувагоны и на платформы, а также снятие его не должны вызывать нарушения равновесия указанных транспортных средств; сами транспортные средства при этом должны быть укреплены во избежание их произвольного перемещения;
з) подъем сыпучих и мелкоштучных грузов производить в специально предназначенной таре; при этом заполнять тару не свыше установленной нормы.
17. При подъеме и перемещении груза стропальщику запрещается:
а) нахождение на грузе во время подъема или перемещения, а также допускать подъем или перемещение груза, если на нем находятся другие лица;
б) находиться под поднятым грузом или допускать нахождение под ним других людей;
в) оттягивать груз во время его подъема, перемещения и опускания;
г) находиться и допускать пребывание людей на железнодорожной платформе, в полувагоне и т.п. при погрузке или загрузке их грейферными или магнитными кранами;
д) производить погрузку и разгрузку при нахождении людей в кузове или кабине транспортных средств.
18. При работе стреловых самоходных кранов вблизи линии электропередачи стропальщик должен быть особенно внимательным.
Во избежание поражения током стропальщик перед каждой операцией, вызывающей необходимость соприкосновения с грузом, стропами, крюком или элементами крана (например, при установке крана на дополнительные опоры), стропальщик должен убедиться, что стрела крана или канаты не находятся на опасном приближении к проводам линии электропередачи.
19. При работе стреловых самоходных и башенных кранов во избежание зажатия между поворотной и неповоротной частями крана стропальщик не должен находиться в опасных местах.
20. При необходимости во время работы переноски гибкого кабеля, питающего стреловой самоходный кран, стропальщик должен предупредить машиниста о том, чтобы он не поворачивал и не перемещал кран в это время.
21. Если во время подъема или перемещения груза стропальщик заметит неисправность крана или подкранового пути, он обязан немедленно подать сигнал о прекращении подъема (перемещения) груза и сообщить о неисправности машинисту.
Обязанности стропальщика при опускании груза
22. Перед опусканием груза стропальщик обязан:
а) предварительно осмотреть место, на которое необходимо опустить груз, и убедиться в невозможности падения, опрокидывания или сползания груза;
б) на место установки груза, в случае необходимости, предварительно уложить прочные подкладки для удобства извлечения стропов из-под груза;
в) снимать стропы с груза или крюка лишь после того, как груз будет надежно установлен, а при необходимости и закреплен.
23. Стропальщику запрещается устанавливать груз на временные перекрытия, трубы, кабели и другие места, не предназначенные для укладки груза.
24. Во время работы стропальщик должен быть всегда внимательным, точно выполнять все указания настоящей Инструкции и помнить, что от этого зависит безопасность как его самого, так и других рабочих.
Ответственность
25. Стропальщик, обученный и аттестованный, несет ответственность за нарушение изложенных в настоящей Инструкции указаний.
6.3. Охрана окружающей среды
6.3.1. Общая характеристика склада металлоконструкций с точки зрения его вредного влияния на окружающую среду
Электромостовой кран работает на складе металлоконструкций и предназначен для проведения погрузочно-разгрузочных работ склада металлоконструкций а также сопутствующих.
Хозяйство склада состоит из открытой площадки, на которой перегрузка грузов из вагонов в автотранспорт или на автопогрузчик и далее в цеха производится одним мостовым краном. Площадка оборудована соответствующими подъездными путями: для подачи вагонов к месту погрузки и для перемещения автотранспорта вдоль разгрузочно-погрузочного фронта.
Для снижения воздействия последствий производственной деятельности на площадке необходима разработка мер по охране окружающей среды, призванных улучшить ее состояние.
Основными источниками загрязнения атмосферы на складе металлоконструкций являются маневровые тепловозы и транспортные автомобили.
С целью охраны окружающей среды при работе склада металлоконструкций в настоящем разделе дипломного проекта рассчитывается количество вредных веществ выбрасываемых в атмосферу при работе маневровых тепловозов.
Разрабатываются мероприятия, уменьшающие вредные влияния склада металлоконструкций на окружающую среду. При этом учитываются нормативы допустимых выбросов загрязняющих веществ согласно требованиям Статьи 45 Закона РФ «Об охране окружающей среды» от 10.01.02 №7.ФЗ. при производстве и эксплуатации транспортных средств.
Отработанные газы двигателей тепловозов содержит более 200 наименований вредных веществ и соединений – бензапирена, альдегидов оксидов азота и углерода и т.п.
Кроме этого при ремонте металлоконструкций на складе применяются сварочные работы. Вредное воздействие на окружающую среду оказывают сварочные газы. Газы, содержащие в составе твердой фазы различные металлы (железо, марганец, кремний, хром, никель, медь, титан, алюминий, вольфрам и др.), их окисные и другие соединения, а также газообразные токсические вещества (фтористый водород, тетрафторид кремния, окись углерода оксиды азота и др.). Воздействие твердых и газообразных токсических веществ в составе сварочных газов может явиться загрязнением окружающей атмосферы.
При окраске узлов и деталей машин (склада металлоконструкций, мостового крана) применяются растворители, разбавители и краски, пары которых, попадая в дыхательные пути, вызывают раздражение дыхательных путей и могут привести к отравлению. Пагубное воздействие на окружающую среду оказывают капли лакокрасочных изделий, нанесенных на поверхность с помощью распылителя. Они оседают в радиусе десятка метров на растения.
Наряду с этими видами загрязнений атмосферы присутствует тепловой вид загрязнения. Одной из причин «парникового эффекта» являются выбросы в атмосферу углекислого газа всеми видами транспорта.
Также источником «подогрева» окружающей среды из-за несовершенства методов преобразования энергии служат тепловые потери в различных двигателях и установках.
На складе так же происходит загрязнение почвы и гидросферы. Почва загрязняется в результате довольно интенсивного истирания чугунных или фрикционных тормозных колодок. Металлическая пыль оседает в наибольшей концентрации на пути непосредственно, а также на почве и растениях вблизи зоны действия механизмов и рельсового пути.
Масло, вытекающее через неплотности из разных агрегатов крана, автомобилей, тепловозов и узлов вагонов, которые вымываются с пути дождями и поверхностными водами и затем переносятся в водоемы, загрязняя их. Загрязнение поверхности земли происходит механическими примесями в виде золы, пыли и шлаков.
При сжигании транспортными средствами топлива, содержащего серу, с продуктами сгорания в воздух выбрасываются, в частности, сернистый ангидрид, который, соединяясь с атмосферной влагой, образует сернистую и серную кислоты, попадающие, в конечном счете, в почву и в воду. Подобные агрессивные вещества оказывают сильное вредное влияние, прежде всего на растительный мир. Скапливаясь в воздухе, они угрожают живой природной растительности и человеку.
Наряду с соединениями серы транспортные средства выбрасывают значительное количество окислов азота (образующие с влагой атмосферы азотную кислот), а также фтор, хлор, соляную кислоту и др.
Названные весьма активные вещества не только отрицательно воздействуют на живой мир, но и интенсивно разрушают металлические конструкции, лакокрасочные покрытия и даже бетонные и каменные сооружения. При мойке и обезжиривании машин в почву горюче-смазочных материалов, застаревшая смазка, углеродистые отложения-нагары, осадки, продукты коррозии и накипи, лакокрасочные материалы, а также используемые при мойке щелочные растворы, керосин и дизельное топливо, оказывая негативное воздействие на растительный мир, животных, микроорганизмы и др., но, прежде всего, ряд вышеперечисленных элементов влияет на человека, как через кожу, так и попадая внутрь его организма.
Неблагоприятные воздействия на почву склада металлоконструкций оказывает закрытие больших площадей бетоном и асфальтом. Такие покрытия, препятствуя нормальному впитыванию дождевой воды в почву, нарушают баланс грунтовых вод для земель, находящихся, как непосредственно под этим покрытием, так и за его пределами. Кроме того, при обильных дождях покрытия способствуют образованию более или менее значительных потоков, смывающих плодородную почву и способствующих эрозии, окружающего земного покрова.
Транспорт склада металлоконструкций причастен к засорению и изменению структуры почв, по крайней мере, прилегающих к автомобильным дорогам склада. Но смываемая с дорог поверхностными и грунтовыми водами соль может уноситься и «поражать» достаточно удаленные от дороги почвы, а также пресноводные водоемы.
Для борьбы с обледенением дорог на складах площадью 1 км2, в год выбрасывается до 3-4 т соли. Наряду с пагубным воздействием соли на растения, деревья и фауну пресноводных водоемов, соль вызывает усиленную коррозию автомобилей, а также металлических и бетонных сооружений склада металлоконструкций.
Основной источник электромагнитного воздействия на предприятии - электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП) склада металлоконструкций.
Отрицательные воздействия электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности полей и времени облучения. Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, проявляется уже при напряженности поля, равной 1000 В/м, у человека нарушается эндокринная система, обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.
Так как основным источником являются маневровые тепловозы и автомобили, главной задачей является сокращение именно этих видов загрязнений.
Наибольшее количество вредных веществ в составе отработавших газов, образуется при не отрегулированной топливной системе автомобиля, (правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза).
Основное вредное воздействие на атмосферу склада металлоконструкций также оказывают отработанные газы дизелей маневровых тепловозов. Принципиально тепловые дизели не отличаются от автомобильных и их отработанные газы имеют тот же состав токсичных компонентов. Но режим работы тепловых дизелей в условиях поездной работы более стабилен, поэтому выделение загрязняющих веществ гораздо меньше, чем на автомобильных. Что касается маневровых тепловозов, то режим их работы близок к условиям автомобильного движения и выделение токсичных веществ у этих машин несколько выше, чем у поездных (магистральных). Один маневровый тепловоз эквивалентен 10-15 грузовым автомобилям.
Загрязнение атмосферы происходит также от дымности дизеля тепловозов. Содержание сажи в выхлопе дизелей (дымность) говорит о неудовлетворенном техническом состоянии двигателя и может быть существенно сокращено путем регулировки и исправного содержания дизелей.
Проведем оценку вредных выбросов при проведении маневровых работ тепловозами во время подачи и уборки вагонов на фронт погрузочно-разгрузочных работ склада металлоконструкций.
6.3.2. Расчет вредных выбросов в атмосферу при работе маневровых тепловозов на складе металлоконструкций
Одним из основных источников выбросов вредных веществ в атмосферу склада металлоконструкций являются маневровые тепловозы. Примем, что на складе работают 2 тепловоза серии ЧМЭЗ. Выбросы вредных веществ с отработанными газами зависят от режимов работы двигателей маневровых тепловозов.
Для удобства, интервалы времени работы тепловозных двигателей разобьем на пять групп: ; ; ; и номинальный режим , где мощность в режиме холостого хода.
Расчет предельно допустимых выбросов вредных веществ осуществляется по формуле
[109]
где - масса вредного вещества выброшенного двигателем при работе его на режиме;
- удельный выброс вредного вещества при работе двигателя на режиме, определяется от типа тепловоза и двигателя по данным таблицы 23, ;
- продолжительность работы двигателя на режиме, определяемая с учетом процентного распределения времени работы двигателей, приведенном в таблице 23, .
Рассчитаем годовую плату за загрязнение окружающей среды выбросами 2-х маневровых тепловозов серии ЧМЭЗ, принимая, что фактические их выбросы равны предельно допустимым значениям и, что в году 250 рабочих дня, определим расчетное время каждого тепловоза в различных режимах.
Значения удельных выбросов вредных веществ в отработавших газах дизельного двигателя ЧМЭЗ,
Таблица 23
Серия тепловоза Вредные вещества ЧМЭЗ СО 0,6 0,53 2,06 4,3 6,37 N02 3,9 9,8 10,6 12,4 11,7 S02 0,27 1,18 2,76 3,11 3,17 сажа 0,04 0,095 0,31 0,31 0,36
Процентное распределение времени работы двигателя тепловоза ЧМЭЗ на различных нагрузочных режимах
Таблица 24
Серия ЧМЭЗ 45,6 39,8 12,9 1,2 0,5 Из таблицы 5.5 следует, что 45,6% времени, тепловоз работает в режиме холостого хода; 39,8% - при нагрузке составляющей ; 12,9% - при нагрузке ; 1,2% -при нагрузке и 0,5% - при номинальной нагрузке .
Рассчитаем продолжительность работы тепловозов в течении суток по формуле
[110]
где - время обслуживания одной подачи, ;
- число подач в сутки, .
В год с учетом числа дней работы склада металлоконструкций общая продолжительность работы за год
[111]
Время работы в каждом режиме будет равно
Определим годовые выбросы оксида углерода одного тепловоза
Годовые выбросы диоксида азота тепловоза
Годовые выбросы сернистого ангидрида одного тепловоза
Годовые выбросы сажи одним тепловозом составят
Определим годовые выбросы оксида углерода двумя тепловозами
Годовые выбросы диоксида азота от двух тепловозов
Годовые выбросы сернистого ангидрида двумя тепловозами
Годовые выбросы сажи от двух тепловозов
В настоящее время расчет платежей за выбросы от подвижных источников вредных веществ ведется по фактически израсходованному дизельному топливу.
Масса израсходованного горючего в год
[112]
где - масса израсходованного горючего в час для ЧМЭЗ, .
Проведем расчет платежей по формуле
[113]
где - цена и платы за выбросы от одной тонны дизельного топлива, ;
- коэффициент экологической ситуации, ;
- коэффициент индексации, .
6.3.2. Мероприятия, снижающие вредные влияния работы склада металлоконструкций на окружающую среду
В таблице 25 приведены перечни возможных мероприятий, ведущих к снижению выбросов вредных веществ при эксплуатации дизелей тепловозов и других транспортных средств на складе металлоконструкций.
В таблице 26 приведены газоочистительные установки (ГОУ) и комплексы, которые могут обеспечить эффективную очистку вредных выбросов на складе.
Перечень мероприятий позволяющих улучшить токсические характеристики дизелей эксплуатируемых маневровых тепловозов и транспортных автомобилей на грузовом дворе
Таблица 25
Наименование мероприятий Эффективность мероприятий Побочный эффект Уменьшение угла опережения впрыска топлива Снижение на 50-70% Увеличение содержание в выхлопе , рост расхода топлива, снижение на 5-7% эффективной мощности Рециркуляция отработанных газов Снижение на 50-70%, снижение расхода топлива Рост содержания в выхлопе сажи на 50%. Рост содержания , углеводородов, снижение мощности Охлаждение свежего заряда Снижение на 20-40% Увеличение содержания на 15-20% Дросселирование воздуха на впуске Влияние на токсичность отработавших газов незначительно Присадка воды к рабочей смеси (применение водотопливных эмульсий) Снижение до 40%, снижение на 4-5% расхода топлива. Улучшение работы топливной аппаратуры Рост содержания в выхлопе , углеводородов и сажи до 20% Применение антидымных присадок: Smoke Supersant Additive Снижение на 50% содержания сажи и на 10% бензпирена Увеличение выброса вредного оксида бария НХП-706 Снижение на 60% выбросов сажи, 15-20% бензпирена и на 30% То же Предварительное насыщение топлива воздухом Снижение выбросов сажи и , соответственно на 70 и 30% Рост выбросов на 15% Применение присадок синтетических спиртов Снижение на 30-40%, - на 40%, - на 15-20% Усложнение конструкции двигателя и теплов