ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ СЖИГАНИЯ ГАЗА В БЫТОВЫХ ПЛИТАХ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

4. Установлено, что концентрация белофора ОМ в пределах 25 мг/м3 в условиях хронического действия близка к пороговой, что позволяет рекомендовать ПДК, равную 6 мг/м3.

5. Материалы исследований явились основой для разработки оздоровительных (совершенствование технологического процесса, повышение эффективности вентиляции, улучшение систем отопления и освещения производственных помещений, применение индивидуальных средств защиты) и лечебно-профилактических мероприятий.

Поступила 23/11 1977 г

УДК 313.5:643.334

Канд. мед. наук А. И. Заиченко, кандидаты техн. наук К. Н. Правоверов

и Ж. В. Мирзоян

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ СЖИГАНИЯ ГАЗА В БЫТОВЫХ ПЛИТАХ

Главное санитарно-эпидемиологическое управление Министерства здравоохранения СССР, Москва; Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве, подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов, Москва

Газовые плиты, выпускаемые отечественной промышленностью, имеют 2, 3 или 4 конфорочные горелки и 1 либо 2 горелки в духовом шкафу. Рассматриваемые в дальнейших расчетах четырехконфорочные плиты изготавливаются 2 классов — высшего и первого.

Плиты высшего класса имеют по 3 одинаковые конфорочные горелки с тепловой нагрузкой в 1600 ккал/ч и 1 горелку в 2400 ккал/ч. Тепловая нагрузка нижней горелки духового шкафа 3800 ккал/ч, верхней — 1800 ккал/ч Суммарная тепловая нагрузка всех горелок этой плиты достигает 12 800 ккал/ч. Плиты первого класса имеют 4 одинаковые конфорочные горелки по 1600 ккал/ч и 1 горелку духового шкафа с нагрузкой 3200 ккал/ч. Суммарная тепловая нагрузка всех горелок такой плиты равна 9600 ккал/ч.

Бытовые плиты в индивидуальных квартирах используются в среднем 4—5 ч в сутки, в коммунальных продолжительность ежедневной эксплуатации газовых плит возрастает до 8—10 ч. Духовыми шкафами обычно пользуются 1—2 раза в неделю.

В соответствии с «Правилами безопасности в газовом хозяйстве» (1970) объем кухни, где находится четырехконфорочная плита, должен быть не менее 15 м3. По СНиП 11-Л.1-62 общий объем воздуха, удаляемого из кухни, в этом случае должен быть не менее 90 м3/ч, т. е. требуется обеспечение шестикратного воздухообмена.

Рост концентрации того или иного химического компонента в воздушной среде помещения во времени после включения горелок, а также максимальный ее уровень могут быть определены из балансового уравнения (3):

с = с0 + гсп 4-0—'е-лх) = с0 + гсп-л, (1)

где С — концентрация компонента в воздушной среде помещения по нормам СН 245-71 (в мг/м3); С о—в атмосферном воздухе (принимается равным нулю); Сп —концентрация рассматриваемого компонента в продуктах сгорания (в мг/м3); 1 — относительное количество сухих продуктов сгорания Кс г, поступающее за единицу времени в помещение объемом Удом-

_ _ Ус.г _ Фгор" Ус.г

В этом уравнении ¿ — у — _Р-1/ . (2)

Чн »пом

где СгоР —суммарная тепловая нагрузка всех горелок плиты (в ккал/ч); —теплота сгорания газа (в ккал/нм3); — объем сухих продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 нормального кубического метра газа (для природного газа Усг =8,52 нм3/нм3,

О^ = 8500 ккал/нм3); п — кратность воздухообмена, равная ,, воп " »пом

(^воз — объем воздуха, проходящего через помещение в м3/ч); т — время (в ч). На рисунке представлено изменение функции А = -ц— (1—е~~пх)-

1

При значении (1—е т)=1 функция А достигает предельного значения, равного-^--

Этому значению Ап будет соответствовать наибольший показатель концентрации того или иного химического компонента в помещении. Как видно из рисунка, при увеличении кратности воздухообмена л не только снижаются значения функции Ап, а следовательно, и значения С, но и быстрее стабилизируется состав воздушной среды в помещении. Так, при п более 3 значение А достигает постоянной величины в течение 1-го часа. При меньших крат-ностях воздухообмена п процесс стабилизации содержания того или иного компонента длится больше времени. Например, при п= 1 рост концентрации С прекращается через 4 ч, а при я=0,5 — через 12 ч. Большим значениям п всегда соответствуют меньшие значения функции А и концентрации С. Следует, однако, отметить, что с увеличением п происходит

замедление уменьшения значений А по гиперболическому закону и поэтому увеличивать п сверх указанных на рисунке значений нецелесообразно.

После подстановки в формулу (1) величин 2 и п можно определить значение концентрации рассматриваемого компонента в продуктах сгорания при обеспечении выполнения норм СН 245-71.

С С-п С./1.<2Р-УПо„

С„= =

г-А 2(1— е~пХ) Qrop-Vc.rO— е-"*) '

СУ

воз'

СЕ

Сгор-Ус.г (I— е~пх)'

О)

Пользуясь формулой (о), определим предельно допустимое среднесуточное содержание окиси углерода в продуктах сгорания от четырехконфорочных плит высшего и первого классов.

гп 1-90-8500 Сп,в= 12 800-8,52-1 " 7 мг/м • или °'0006 об"

1•90•8500

С„.1 = 9600-8 52-1 = 9,4 мг/м3- т- е- °.0008 об. %.

Известно, что по ГОСТ 10798-70, а также СНиП 1-Г.8-66 допустимое содержание окиси углерода в продуктах сгорания из газовых бытовых плит равно 0,02%, или 250 мг/м3, т. е. в 27—36 раз больше полученных. Учитывая концентрацию окиси углерода в продук тах сгорания из горелок газовых плит по ГОСТ 10798-70, определим по формуле (3) содер" жание окиси углерода в воздушной среде помещения при эксплуатации хорошо отрегулированных горелок четырехконфорочных плит. Для плиты высшего класса:

>СО'Сгор Ус.г-1 250-128000-8,52

------= 35,6 мг/м3.

СО

СО _ ^п.в Сп.в- уъ

Для плиты первого класса:

250-9600-8,52-1

/о СО _ п. 1 —

90-8500

90-8500

= 26,8 мг/м3.

в

Часы 10 12

= 0,595 мг/м3,

СЖ), = ьп .1

0,085-90-8500

= 0,796 мг/м3.

9600-8,52-1

Аналогично определяем допустимое в продуктах сгорания из газовых плит содержание сернистого ангидрида:

0,05-90-8500

= 0,35 мг/м3.

^ п п

„во,

сп.1

12800-8,52-1 0,05-90-8500

9600-8,52-1 =0'47 мг/м3"

Учитывая, что в продуктах сгорания концентрация сернистого ангидрида, получающегося при сжигании сернистых соединений, имеющихся в газе, равна в вессвом отношении удвоенному их количеству, находим, что содержание различных сернистых соединений в газе, поступающем на бытовые нужды, не должно превышать (0,175-5-0,235). 8,62= = (1,49-5-2,0) мг/м3, что в 10—15 раз меньше, чем регламентирует ГОСТ 5542-50, по которому содержание сероводорода в горючих газах должно быть не более 20 мг/м3.

з.о

1.8

Кб

1.4

1.2

1 КО

1 т 0,3

0.6

0,4

0,2

О

¡4

п-0,5-

/ п~0,в

/ л.1.0

п=2,0

п*Э,0

п=4,0

- П'5.0 п=6,0

/6

Рассчитанные концентрации окиси углерода в воздушной среде оказались выше допустимых по СН 245-71 даже для производственных помещений.

Фактически в бытовых помещениях по ряду причин содержание окиси углерода в воздушной среде часто оказывается значительно выше.

Допустимое количество окислов азота в продуктах сгорания от горелок бытовых газовых плит в соответствии с формулой (3):

0,085-90-8500 С «.»* = 12800-8,52-1

Э

часы

Схема подключения эжектора и ротаметра к затравочной камере.

/—воздух из печи; 2— основной , 3—чистый дополнительны Л воздух.

воздух;

Анализ формулы (3) показывает, что для обеспечения в бытовых помещениях состава воздушной среды, отвечающего требованиям СН 245-71, необходимо снизить нагрузку горелок, улучшить качество сжигания в них газа, увеличить объем кухонь и кратность воздухообмена. Как уже отмечалось ранее, повышение кратности воздухообмена выше 6 не дает заметного эффекта в смысле понижения концентрации токсических веществ и к тому же трудно осуществимо в быстовых условиях при отсутствии специальных вентиляционных устройств.

Одним из основных факторов, обусловливающих снижение содержания кислорода и увеличение концентрации токсических веществ в воздушной среде, является нагрузка горелок, т. е. фактическое количество газа, сжигаемого за единицу времени. Из приведенных примеров видно, что четырехконфорочная плита высшего класса в гигиеническом отношении менее совершенна по сравнению с плитой первого класса. Это объясняется повышенным расходом газа в плитах высшего класса из-за более высоких нагрузок горелок.

Для создания более благоприятного микроклимата в бытовых помещениях следует не только отказаться от установки в плитах горелок повышенной производительности, но и снизить нагрузку горелок принятой производительности.

В соответствии с ГОСТ 10798-10 КПД конфорочных горелок должен быть не ниже 55% — фактически в настоящее время имеются технические решения, позволяющие довести его до 75%. При применении таких горелок, а также при пользовании духовым шкафом только тогда, когда конфорочные горелки выключены, единовременный расход газа на четырехконфорочную плиту может быть уменьшен до:

1600-4 0,55

--= 4700 ккал/ч,

т. е. снижен до 0,55 м3/ч.

В этом случае при неизменной кратности воздухообмена содержание кислорода в эвакуируемом воздухе будет равно

(0,21-90 — 2,04 0,55)100 Кал = —-до- -=19,5%,

со 3-90-8500

а допустимая концентрация окиси углерода в продуктах возрастет до С„;1 = 4700-8 52-1 = = 19,2 мг/м3, т. е. до 0,0016 об.%, а сернистых соединений в горючем газе до

о0 0,05-90-8500 Сп°1* = 4700^2 = 4'05 мг/м "

В современных планировочных решениях квартир предусматривается увеличение в I1/»—2 раза объема кухонь против норм, установленных правилами безопасности в газовом хозяйстве. При сохранении в этих квартирах той же кратности воздухообмена находим:

(0,21 •2-90 — 2,04-0,55)-100 Кал =-2-90 =

со 1,2-90-8500 з

Сп.1 - 4700-8,52 ~38 мг/м • или в объемных процентах 0,0031, сернистых соединений в газе —=8,1 мг/м3.

Из анализа источников ухудшения состава воздушной среды бытовых помещений видно, что неблагополучное санитарно-гигиеническое положение в газифицированных квартирах является не случайным явлением, а обусловливается как несовершенством конструкции бытовых газовых плит, так и наличием недостаточно обоснованных нормативов, регламентирующих порядок газификации жилого фонда.

Учитывая, что газификация квартир будет и в дальнейшем продолжаться высокими темпами, следует, по всей вероятности, ускорить пересмотр стандартов, СНиП и «Правил безопасности в газовом хозяйстве», конструкций газогорелочных устройств бытовых плит, а также порядка профилактического обслуживания бытовых газовых установок. В частности, необходимо следующее:

— Повышение регламентируемого КПД конфорочных газовых горелок с 55 до 75% и снижение наибольшего допустимого содержания окиси углерода в продуктах сгорания с 0,02 до 0,005%;

— определение максимальной теплопроизводительности горелок, равной 860 ккал/ч;

— увеличение минимально необходимого объема кухни на одну конфорочную горелку;

— обеспечение при профилактическом обслуживании бытовых газовых плит установки таких сопел в горелках, чтобы их нагрузка при максимально возможном в сети давлении газа не превышала 1600 ккал/ч;

— ограничение предельно допустимого содержания сернистых соединений в бытовом газе 2,0 мг/м3.

Поступила 19/УП1 1976 г.