CC BY
78
1 SCIENCE TIME i
l(j к! 1 ■1Д) Jиг -1 ЩГ 1 - ■ji Jm j!r 1 i m^M) МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ УРОВНЯ ШУМА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ (НА ПРИМЕРЕ ОРГАНИЗАЦИИ) Кузьмина Ольга Валерьевна, Искакова Айнаш Кенесовна, Омский государственный технический университет», г. Омск E-mail: o.v.kuzmina-82@mail.ru E-mail: iskakova-aynash@mail. ru
Аннотация. Уровень производственного шума в исследуемой организации на насосной станции определен как вредный производственный фактор. В результате выполнен расчет уровней производственного шума на рабочем месте от нескольких источников (центробежных насосов). Для снижения шума предложено отгородить блоки рабочих и резервных насосов для исключить вредное воздействие повышенного уровня шума.
Ключевые слова: вредный производственный фактор, насосная станция, предельно допустимый уровень шума, производственный шум, рабочее место.
В качестве звука человек воспринимает упругие колебания, распространяющиеся в среде, которая может быть твердой, жидкой или газообразной [1]. В зависимости от уровня воздействия производственный шум способен оказывать вредное воздействие на организм работника.
Автором для исследования уровней производственного шума в организации использованы результаты аттестации рабочих мест по условиям труда (процедура специальной оценки условий труда в организации не проводилась). Данные исследования показали необходимость разработки мероприятия по снижению вредного воздействия шума в насосной станции цеха поддержания пластового давления нефтегазодобывающей организации.
Работа центробежных насосов сопровождается колебаниями в звуковом диапазоне частот 16 Гц з 20 кГц. Отдельные источники (подшипники, пульсации, кавитации) могут вызвать инфразвуковые ультразвуковые колебания. Центробежный насос является генератором гидродинамического и воздушного
| SCIENCE TIME Щ
шума.
Источники гидродинамического шума насоса - явления, связанные с обтеканием его элементов, образование вихрей на лопатках и дисках, на стенках корпуса и в выходном патрубке, приводящее к возникновению вихревого шума; образование пограничного слоя на стенках проточной части насоса, приводящее к возникновению псевдозвука, служащего источником вибрации корпуса, а также шума, аналогично вихревому. Важный источник шума - кавитационные процессы. Наличие вращающихся деталей приводит к шуму из-за дисбаланса.
Источниками воздушного шума, создаваемого собственно насосом, являются преимущественно вибрации корпуса, а также трубопроводов и фундамента возбуждают колебания строительных конструкций (стен, перекрытий и т.п.), интенсивно излучающих воздушный шум. Источники аэродинамического шума - вращающиеся детали центробежного насоса (вентилятор приводного электродвигателя, ротор и муфта насоса).
На рис.1 приводится эскиз заданного помещения насосной станции, на котором предложены расстояния между оборудованием насосной и расчетной точкой (РТ).
1=5 3 3 1=5 1=5 1=5
1 2 □ С 3 О РТ 4
Рис. 1 Схема размещения оборудования и РТ
Октавные уровни звукового давления ^р в расчетной точке помещения
на рабочем месте (РМ) в зоне прямого и отраженного звука определяют следующим образом [1]:
т 7 . 1 . ^ л ш п
Lp = 10 • ig( £ i ; i +—•£ Zi),
4-У
$ в
где 2г = Ю0'1'^; Ь^ - октавный уровень звуковой мощности (дБ)
-т
источника шума; X \ - коэффициент, учитывающий влияние акустического поля 1-го источника, определяется по графику на рисунке 2.
ф 1 - фактор направленности, определяется как [1]:
ФI = 100Д'Н,,
где И! - показатель направленности, дБ; определяется по опытным данным. При отсутствии данных принимается Ф =1 для источников с равномерным
излучением звука и Ф =2 в остальных случаях.
Рис. 2 График для определения коэффициента X
S 1 - площадь, м2, воображаемой поверхности правильной геометрической формы, радиусом г, окружающей источник и проходящей через РТ [1]:
= к 'П' г2,
где к - коэффициент, зависящий от расположения источника шума
в помещении; в данном случае к =4, так как источник шума находится в помещении.
В - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц,
2
определяется в зависимости от объема помещения (м ) и его типа:
В = В1000
где
В1000
постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000
Гц, определяется для помещения с небольшим количеством людей как т - частотный множитель, определяется по табл.1.
У_ 20
м
| SCIENCE TIME Щ
Таблица 1
Определение частотного множителя т
Объем помеще- 2 ния, м Частотный множитель т на среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
31,5 63 12 1000 2000 4000 8000
360 0,65 0 0,64 0,75 1 1,5 2,4 4,2
¥ - коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении; принимается по графику на рис.3. Здесь 8огр - площадь ограничивающих помещение поверхностей.
п - общее количество источников шума в помещении, п = 2; т - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, т. е. тех, для которых г < гт,п, где гт!п - расстояние, м, от ближайшего источника шума, т = 2.
1=0 0.9 0=8 0=7 0.6 0=5 0=4 0.3 0.2
0. ! 0, 1 0. 3 0. ; 1. ) 1. ! 1. 1 1. ГТ7 J -IT
B/S,
эгр
Рис. 3 График для определения коэффициента ¥
Определим шум в расчетной точке, которая находится в зоне прямого и отраженного звука. Считаем, что г > 2 1тах, поэтому Х12,3,4=1. Поскольку показатель направленности нам неизвестен, то Ф1,2,3,4=2. Площади воображаемых поверхностей с коэффициентом К=4 определяются как:
81=4-3,14-7,5=94,2 м2; 32=4-3,14-4,5=61,2 м2; 83=4-3,14-1,5=18,8 м2; 84=4 3,14 1,5=18,8 м2.
Объем помещения V = а х Ь х И = 6 х 12 х 6 = 432м3.
V 432
Согласно формуле В = В1000 • ¡и, где В1000 = — = ~20 = 21,6м2. Площадь поверхностей, ограничивающих поверхность помещения:
Sогр = 2 • (а + Ь) • к + 2 • а • Ь = 2 • (6 +12) • 6 + 2 • 6 • 12 = 216 +144 = 360 м2 Поэтому коэффициент ¥ согласно рисунка 3 ¥=0,95.
Уровень звуковой мощности в октавных полосах частот для рассматриваемого типа насосов приведен в табл.2.
Таблица 2
Уровень звуковой мощности в октавных полосах частот для рассматриваемого типа насосов
Тип агрегата Октавные полосы со среднегеометрическими частотами, Гц
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Насос 96 101 103 100 96 92 98 99 101
Поскольку технологическим регламентом предусмотрено, что в насосной 4 станции работает либо первый блок насосов, либо второй, определение шума • в РТ от оборудования производим только для одного работающего блока (т.е. при работе насосов т.1 и т.2, а насосы т.3 и т.4 находятся в резерве или в состоянии ремонта).
Подставляем имеющиеся данные в формулу:
АЬР = 10 • 1в(1001'92 • (1 • 2 • (— + —) + 4^°95 • 2)) = Р1000 94,2 61,2 21,6
= 10 • 1в(100,192 • (2 • (0,011 + 0,016) +1,408)) = 10 • 1§(100,192 • 0,758) =
= 10 • 9,36 = 93,6 « 94 дБ.
Расчет уровней звукового давления по остальным частотам спектра сведем в табл.3. А также изобразим полученные результаты на рис.4.
Таблица 3
Уровни звукового давления
? , Гц 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Ьр , дБ 94 99 101 98 93 94 97 96 97
Ьи , дБ 107 95 87 82 78 75 73 71 69
Ьр - Ьи, дБ - 4 14 16 15 19 24 25 27
Рис. 4 Уровни звукового давления: 1 - расчетный уровень; 2 - нормируемый уровень предельно допустимых значений
Уровень предельно допустимых значений звукового давления (Ьн) соответствует выполнению всех видов работ на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятии (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) [2].
Превышение шума над нормируемыми значениями по данным полученного расчета происходит в диапазоне частот от 125 до 8000 Гц.
Для снижения шума предлагается отгородить участок насосной станции звукопоглощающей стеной, разделяющей насосную станцию на два блока. Принцип звукоизоляции заключается в том, что большая часть падающей на ограждение звуковой энергии отражается и лишь часть проникает через ограждение.
Звукоизоляция воздушного шума плоской однослойной ограждающей конструкцией с поверхностной плотностью от 100 до 1000 кг/м из бетона, железобетона, кирпича, керамических блоков и подобных материалов определяется графическим способом.
При расчете эффективности мероприятия - устройства перегородки из кирпича толщиной 120 мм и плотности материала кирпичной кладки г < 1200 кг/ м , определяем координату точки перегиба В.
Графики для определения координат точки В приведены на рис.5.
Рис. 5 Определение частоты ^ в зависимости от толщины и плотности ограждения (1 - р > 1800 кг/м3, 2 - р = 1600 кг/м3, 3 - р = 1400 кг/м3, 4 - р < 1400 кг/м3)
Рис. 6 Определение координаты точки В в зависимости от поверхностной плотности ограждения
Полученное значение 1^= 250 Гц.
2 2 Поверхностная плотность 1 м ограждения g=r•h= 1200 0,2= 144 кг/м ,
и в соответствии с рисунком 6 эффективность преграды на частоте 250 Гц будет
АЬ=30 Гц.
Построение остальной части кривой эффективности мероприятия производится согласно рис.7.
Рис. 7 Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойным плоским ограждением
При установке между источником шума и РТ ограждающих конструкций требуемое снижение воздушного шума (^тр^ ) в случае установки ф
звукоизолирующей перегородки (рис. 8) определим следующим образом [1]:
£
^тр1 = 1р1 - + 10 ■ — ■п,
где Lиi - нормируемое значение октавного уровня звукового давления; £ -площадь ограждающей конструкции, через которую проникает шум в защищаемое помещение, м2; Bi - постоянная защищаемого от шума помещения, м2; п
количество ограждающих конструкций, через которые
проникает шум.
Для снижения шума предлагается отгородить блоки рабочих и резервных насосов, чтобы исключить вредное воздействие повышенного уровня шума. Высота звукоизолирующей стены составит 6 метров, ширина - 6 метров. Отгороженный участок составит 6 х 6 х 6 м (длина х ширина х высота).
При этом площадь ограждаемых конструкций, через которые проникает шум в отгороженный блок резервных насосов, составит:
£ 2 ■ £ст + £пот
2■6■6+6■6 =108м
2
161
Рис. 8 Схема устройства ограждающей конструкции
Полученное постоянная помещения
„ _ V 6 • 6 • 6 ¿>1000 _-
10,8 м3
20 20
Определяем требуемое снижение шума на частоте 1000 Гц:
108
4000 _ 94 - 75 +10 • 4 _9 дБ
Требуемые значения снижения шума для остальных частот приведены в табл.4.
Таблица 4
Значения снижения шума в РТ по среднегеометрическим частотам
? , Гц 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
А ЬШр , дБ - 3 3 5 4 9 16 18 22
А Ьк , дБ 30 30 30 30 38 45 53 60 60
Данное мероприятие позволяет достаточно эффективно снизить уровень шума в насосном блоке на РМ (рис.9).
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что, вводя мероприятие, направленное на уменьшение шума на пути его распространения можно исключить воздействие повышенного уровня шума, а также перевести условия труда на РМ из вредных в допустимые.
Рис. 9 Снижение шума в расчетной точке: 1 - требуемое А Ьтр; 2 - обеспечиваемое преградой из кирпича толщиной 120 мм
Литература:
1. Сердюк В.С. Производственная санитария и гигиена труда: учебн. пособие / В.С. Сердюк, Л.Г. Стишенко, Е.Г. Бардина. - Омск : Изд-во ОмГТУ. 2011. - 244 с.
2. СН 2.2.4/2.8.1.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» [Электронный ресурс] // Гарант: информационно-правовой портал. - Режим доступа : http:// base.garant.ru/4174553/ (дата обращения 16.09.2016).
