CC BY
18Аверкова О.А., ст. преподаватель, Дорошенко Ю.А., д-р экон. наук, профессор, Закутский А.Н., инженер, Логачев К.И., д-р техн. наук, профессор Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСОБРАЗНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМ АСПИРАЦИИ В ПЫЛЬНЫХ ЦЕХАХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ*
Анализируется негативное влияние пылевых выбросов на человека, окружающую среду, технологическое оборудование. Предложены расчетные соотношения для оценки экономического ущерба от пылевых выбросов. Показана целесообразность внедрения систем аспирации.
Введение
Системы аспирации служат для улавливания пылевых выбросов с последующей очисткой запыленного воздуха и выброса его в атмосферу. Системы аспирации состоят: из местных вентиляционных отсосов, непосредственно улавливающих загрязняющие вещества; воздуховодов транспортирующих запыленный воздух; пылеочистных устройств (циклонов, фильтров), куда поступает запыленный воздух по воздуховодам; тягоду-тьевых средств (вентиляторов), создающих необходимое разрежение для движения пылевоздушных потоков; электродвигателей, необходимых для работы тягодутьевых средств. Таким образом, система аспирации является дорогостоящим оборудованием, кроме того, еще и энергоемким. Но система аспирации ничего не производит. Зачем же нужно вкладывать значительные средства в энергоемкое дорогостоящее оборудование?
1. Негативные последствия от пылевых выбросов
Пыль, выделяющаяся в различных технологических процессах в горнодобывающей, металлургической, нефтехимической, пищевой промышленностях, производстве строительных материалов и многих других отраслях промышленности приводит к следующим негативным последствиям.
1. Заболевания наиболее активного трудоспособного населения страны.
2. Ухудшение качества выпускаемой продукции.
3. Преждевременный износ технологического оборудования.
4. Потери ценных сырьевыхпродуктов.
5. Ухудшение экологической обстановки окружающей атмосферы.
6. Пожары и взрывы.
Рассмотрим каждый из перечисленных негативных последствий пылевых выбросов.
Влияние пылевых выбросов на здоровье человека
Промышленная пыль может приводить к заболеваниям верхних дыхательных путей, бронхолегочным заболеваниям, кожного покрова, слизистых оболочек глаз, органов пищеварения.
Наибольшая опасность от воздействия пыли на человека является заболевание пневмокониозом - пылевым заболеванием легких от воздействия всех видов пылей. При воздействии кварцевой пыли на организм человека может возникнуть силикоз, угольной пыли - антракоз, железосодержащей пыли - сидероз, асбестовой - асбез-тоз, тальковой - талькоз, алюминиевой - алюминоз и т.д. Наиболее тяжкое заболевание - силикоз, для которого характерно достаточно быстрое развитие. Силикоз может возникнуть за 5-10 лет работы, в отличие от других видов пневмокониозов, развивающихся за 15-20 лет работы на пыльных производствах. В начале заболевания силикоза наблюдаются рассеянные небольшие узелки на рентгенограмме легких, прослушиваются небольшие шумы. Возникает боль в груди, одышка, сухой кашель. Затем кашель усиливается, появляется мокрота, бронхит, в легких происходят большие изменения. Далее одышка возникает даже при легкой работе, появляется кровохаркание, поднимается температура тела, наступает общая интоксикация организма. Исследования легких на этой стадии показывают их массивное поражение. Возникают инфекционные заболевания и пневмония. Одним из смешанных заболеваний является силикотуберкулез, развитие которого не прекращается даже при завершении работы в условиях запыленного воздуха.
Воздействие пыли на кожный покров приводит к раздражению, зуду, неприятным ощущениям, припухлостям, т.е. к воспалительным процессам. При проникновении пылинок в сальные и потовые железы происходит их закупорка. Появляются трещины, сыпи, сухость кожи,
* Статья подготовлена и опубликована при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда, грант №0806-55601 а/Ц «Экология человека и окружающей среды на пыльных производствах промышленных предприятий».
гнойничковые заболевания. В условиях горячего производства закупорка потовых желез затрудняет терморегуляцию человека. Некоторые токсичные пыли (хромовые соли, известь, сода, мышьяк, карбид кальция и др.) на химических производствах могут привести к химическому раздражению кожных покровов.
Воздействие пыли (например, пековой) на слизистую оболочку глаз может привести к конъюнктивиту (слезоточивость, припухлость, нагноение), повышенной чувствительности к солнечному свету (слезоточие, светобоязнь).
При попадании некоторых токсичных пылей в органы пищеварения возникает интоксикация организма (отравление).
Действие пыли на верхние дыхательные пути также приводит к их раздражению, воспалению, поражению слизистой оболочки носа, появлению першения в горле икашлю.
Согласно данным исследованиям, например по Воронежской области [1-4] доля заболеваний, вызванных пылевыми выбросами, составляет 20,3%.
Удельный вес отдельных видов профессиональных заболеваний представлен в табл. 1.
Динамика заболевания силикозом, пневмокониоза-ми от различных видов пыли, хроническими бронхитов представлена на (рис. 1).
Представленные данные показывают, что пылевые заболевания не являются редкостью.
Влияние пылевых выбросов на окружающую среду
Пыль, оседающая на листьях, снижает доступ света и приводит к усиливающему эффекту поглощения тепловой радиации, кроме того, возможна закупорка листьев пылевыми частицами. Загрязнение почв и воды вызы-
вает разные повреждения растений. Практически установлено [5], что в зонах с повышенным содержанием поллютантов у 32% исследуемых деревьев наблюдается отсутствие завязывание семян, у 23% отмирание отдельных органов и у 5%- полная гибель.
"о 50
2000 2001 2002 2003 2004 2005 силикозы -ш- хронические бронхиты -^пневмокониозы
Рис.1. Динамика заболеваний пылевой этиологии
Заметим, что цементной пыли в атмосферу города Белгорода выбрасывается в количестве - 3102,7 т/год [5].
Экологические последствия пылевых выбросов на сельское хозяйство выражаются в снижении почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур; ухудшении качеств а пр одукции р астениев од-ства; снижении эффективности применения удобрений.
Сейчас в земной атмосфере взвешено 5 мл.тонн пылевых частиц, выбрасываемых промышленными предприятиями. По данным исследованиям, проводимых в США вред, причиняемый пылевыми выбросами сельскохозяйственным культурам, лесам, зданиям, предприятиям, памятникам культуры оценивается нескольким миллиардам долларов в год.
Этиологические факторы Число заболеваний
2000 2001 2002 2003 2004 2005 Всего
абс. % абс. % абс. % абс. % абс. % абс. % абс. %
Заболевания и отравления обусловленные воздействием химических факторов 4 1,5 3 1,3 1 0,3 5 1,9 1 0,36 0 0 14 1
Заболевания обусловленные воздействием промышленных аэрозолей (пылей) 55 19,3 36 15,4 47 16,3 70 27,2 67 23,8 13 18 288 20,3
Заболевания обусловленные воздействием физических факторов 135 47,5 125 53,4 148 51,2 112 43,6 155 54,9 36 50 711 50,2
Заболевания обусловленные факторами трудового процесса, вызывающими перенапряжение 83 29,2 64 27,4 86 29,8 66 25,7 47 16,8 20 27,8 366 26,0
Заболевания обусловленные воздействием биологических факторов 7 2,5 6 2,6 7 2,4 4 1,6 11 4 3 4,2 38 2,7
Всего заболеваний и отравлений 284 100 234 100 289 100 257 100 281 100 72 100 1417 100
Таблица 1
Распределение острых и хронических профессиональных заболеваний и отравлений, зарегистрированных в Воронежской области, в зависимости от этиологических факторов в2000-2005 г.г.
Ухудшение качества выпускаемой продукции
Присутствие нерегламентированных примесей снижает качество и конкурентоспособность продукции. Пыль может оказывать нежелательное влияние на ход технологического процесса и быть причиной порчи продукции (например, при изготовлении точных механиз -мов и приборов и т.п.). Довольно часто на качество окр аски влияет витание пыли.
Преждевременный износ технологического оборудования
Пыль, проникая в движущиеся части технологического оборудования, приводит к уменьшению срока службы оборудования и его преждевременному выходу из строя. В связи с этим расходы на проведение ремонтных работ значительны, а простои оборудования снижают общие производственные показатели. Например, пыль, попавшая в устройства, считывающие с ленты или диска, может вызвать механическое повреждение носителей информации. Она быстро аккумулируется на заряженных частях оборудования. При высокой запыленности охлаждающая способность снижается, при этом части оборудования, имеющие слой пыли, работают при температурах, превышающих расчетные величины. Пыль оседает внутри оборудования в местах с электростатическим зарядом, ухудшает проводимость, образует проводящие мостики и т.д. При эксплуатации турбокомпрессоров выявляются случаи износа кромок лопаток от попадания мелких частиц пыли, что вызывает разбалансировку ротора, а значит и выход из строя подшипникового узла.
Пылевые выбросы вызывают ускорение износа и разрушение железнодорожного полотна. Возникают дополнительные затраты на очистку и ремонт путей.
Взрыво- и пожароопасность
Заметим, что общая запыленность производства не только затрудняет осмотр и оценку состояния конструкций и механизмов, но и повышает риск возникновения аварийных ситуаций.
Большинство пылей пищевых производств, а также угольная, торфяная, магниевая, алюминиевая и др. способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси, отложения пыли представляют собой большую пожарную опасность. При взрыве образуется большое количество газов. Их давление и образующаяся ударная волна может привести к разрушению конструкций, оборудования и нанесению травм различной тяжести обслуживающему данное технологическое оборудование персоналу. Пыли опасные во взвешенном состоянии пожароопасны и в осевшем состоянии. Локальный взрыв приводит во взвешенное состояние осевшую пыль, что может способствовать еще большему взрыву, который способен разрушить емкости для хранения пылевидных материалов, например емкости для бестарного хранения муки на хлебозаводе.
Статистика США свидетельствует: за год происходит 1100 взрывов пыли, насчитывается свыше 2000 погибших, убытки составляют 100 млн. долларов.
Потеря ценных сырьевых продуктов Пыль может состоять из ценных сырьевых продуктов. Соответственно ее выбросы могут привести к безвозвратным потерям данного сырья. Улавливание таких пылей и утилизация дает возможность возвратить пыль в производство или использовать ее для создания новых материалов. К таким пылям относятся цементная пыль, крахмальная, доломитовая, древесная, шамотная, агломерационная, зольная, казеиновая от дуговых электропечей, цветных металлов и многие другие.
2. Расчет экономического ущерба, наносимого пылевыми выбросами
Экономический ущерб от воздействия пылевых выбросов предлагается определять по следующей формуле:
N
Я =1 а/ ,
1=1
где N - количество факторов влияния пыли, а1 коэффициент фактора влияния /..
Фактор влияния пыли на человека определяется из формулы:
/1 =Ё Ё +Ё
к: + Г:
1 =1
:=1
+ г ,
^-количество тарифных ставок, пк - количество больничных к-го рабочего, - тарифная ставка к-го рабочего/-квалификации, М - количество заболевших рабочих, Т - количество рабочих, ушедших на пенсию по инвалидности, ск1 - выплата пенсий к-му рабочему/-й квалификации, г - расходы, связанные с вредностью производства и сокращением срока пенсионного возраста. Фактор влияния пыли на окружающую среду:
Е ^
Л = §Ь ,
я=1 I=1
где ки - коэффициент вредности пылевых выбросов для 1-го химического состава пыли на 5-ю часть окружающей среды; т ь - зона поражения от I -й пыли 5-й части окружающей среды; 8Ь - относительный ущерб от воздействия I - й пыли на 5-ю часть окружающей среды (руб/ меру поражения - площадь земель, объем зеленых насаждений и т.п.); Г-количество видов пылевых выбросов; Е - количество частей окружающей среды, подверженных вредному воздействию (пашни, зеленые насаждения, атмосферный воздух, фауна и т.д.) Фактор
/з =Ё Ь
N Ь
,+Ё ап +Ё С + 5,
п=1
1=1
где Ьт - ущерб от выхода из строя т-го оборудования; ап - ущерб, связанный с переводом п-й продукции в нижний сортамент; с, - ущерб связанный с потерей 1-го ценного сырья в виде пылевых выбросов; 5 - ущерб,
связанный с заболеваемостью населения в зоне поражения и выходом из строя памятников культуры, зданий, сооружений, железнодорожных путей; N - количество видов продукции; М - количество оборудования; Ь - количество видов продукции, уносимых в аспираци-онную сеть.
Фактор
N М
./4 =Х рк +Х РС ,
1=1 1=1
где - ущерб, связанный с выходом из строя ;-го оборудования при пожаре или взрыве; р1 - вероятность взрыва или пожара ;-го оборудования; с, - ущерб связанный с получением травм ;-го рабочего при взрыве или пожаре; N - количество оборудования; М - количество рабочих в цехе с повышенным содержанием взрывоопасной пыли.
Безусловно, расходы, связанные с проектированием, изготовлением, сборкой и наладкой систем аспирации значительно меньше наносимых выделением пылегазо-вых выбросов.
Однако, промышленные предприятия крайне неохотно идут на приобретение дорогостоящего энергоемкого аспирационного оборудования, рассчитывая на сиюминутную выгоду.
Риторический вопрос: зачем вырученные денежные средства, если снижается качество жизни, если погибает флора и фауна, растет заболеваемость от промышленных выбросов?
Выводы
Для долгосрочной эффективной работы промышленного предприятия, для повышения качества выпускаемой продукции, получения дополнительной прибыли от реализации собранного сырья и материалов, повышения производительности вследствие сокращения времени простоя оборудования, снижения интенсивности износа и повышения безопасность производства, увеличения общего срока службы оборудования, снижения расходов на запчасти, повышения инвестиционной привлекательности производства в целом, повышения качества жизни, повышения имиджа фирмы необходимо внедрение на пыльных пр оизводств ах современных систем аспирации сниженной энергоемкости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. В.А. Бесько. Структура факторов профессиональное заболеваемости в Воронежской области.Центр профессиональной патологии ГУЗ «ВОКБ №1», г. Воронеж. http:// www.vsma.ac.ru/publ/vest/025/Site/index_2.html
2. Н.Ф. Измеров, Н.В. Лебедева Профессиональная заболеваемость. М.: Медицина, 1993.- С 222.
3. Информационный сборник статистических материалов о состоянии профессиональной заболеваемости в РФ в 2000 - 2005 году.
4. Государственный доклад «О санитарно-эпидимиологичес-кой обстановке в Воронежской области в 2000-2005 г.
5. Биньковская О.В., Зиновьев В.Г.Экологическое состояние зеленых зон в городах Белгородской области//Материалы Internet-конференции «Проблемы экологии в современном мире», 2007. http://tsu.tmb.ru/ru/ob_yniv/struct_podr/ inst_estestvosn/conf2007/binkovskaya.doc
