Отчет по практике в ООО "Альянс-Авто"

Первичный на рабочем месте, повторный и внеплановый  инструктажи регистрируют в специальном  журнале (см. ГОСТ 12.0.004—79). Текущий инструктаж проводит непосредственный руководитель работ с работниками перед  выполнением работ, на которые оформляется  наряд-допуск. Проведение инструктажа  фиксируют в наряде-допуске и  в журнале регистрации инструктажа  на рабочем месте.

Рабочие и  Инженерно-технические работники, занятые  на работах с повышенной опасностью, допускаются к самостоятельной  работе только после курсового обучения по типовым программам, сдачи экзаменов  в установленном порядке в  специализированных организациях и  получения удостоверения на право  производства работ и обслуживания данного оборудования (механизма).

Руководящие и инженерно-технические  работники предприятия, инженерно-технические  работники по охране труда обучаются  на курсах по технике безопасности не реже 1 раза в 2 года. 

 

7. Методы обеспечения  экологической безопасности на  предприятии.

 

7.1. Двигатель как источник выброса токсичных веществ

 

Вредными или токсичными будем  называть вещества, оказывающие отрицательное  влияние на организм человека и окружающую среду.

Токсичные вещества выбрасываются  в атмосферу с отработавшими  газами (ОГ), картерными газами, а также  в результате испарения топлива. Примерно 2% от общего количества ОГ следует  классифицировать как вредные.

В качестве примера в табл.1.1 показаны доли токсичных веществ (СО, ОН и  МО_Х) от общего их выброса разными источниками карбюраторного двигателя.

Таблица №3

 

Источник	Допя компонента %
	СО	СН	NOх
Отработавшие газы	около 1 00	60.. .80	около 100
Картерные газы	-	0...20	-
Пары топлива	-	20	-

 

Современные автомобильные двигатели  имеют, как правило, замкнутую систему  вентиляции картера, которая практически  исключает выбросы вредных веществ  в атмосферу с картерными газами. Так как испаряемость дизельного топлива на порядок ниже испаряемости бензина, то эта проблема актуальна главным образом для бензиновых двигателей.

В более широком плане негативные воздействия автомобиля и двигателя  на окружающую среду связаны с  их производством и изготовлением  топлива, а так же с истощением природных ресурсов нефти, газа, руды металлов и пресной воды, что может  привести к изменению условий  существования экосистем.

 

7.2. Образование токсичных веществ в цилиндрах двигателя

 

Сгорание топлива в цилиндрах  ДВС сопровождается образованием большого количества различных токсичных  веществ, которые состоят из продуктов  неполного сгорания и термического разложения углеводородов топлива, оксидов азота, соединений серы и  свинца.

Оксид углерода (СО) образуется во время  сгорания при недостатке кислорода, в ходе холоднопламенных реакций  в дизелях или при диссоциации  СО₂ (главным образом в двигателях с искровым зажиганием).

В двигателях с искровым зажиганием основное влияние на образование  СО оказывает состав смеси: чем она  богаче, тем выше концентрация СО.

В отечественной литературе состав смеси принято оценивать коэффициентом  избытка воздуха (α), который представляет собой отношение действительного  количества воздуха, оставшегося в  цилиндре после закрытия впускного  клапана, к тому его минимальному количеству, которое теоретически необходимо для полного сгорания поступившего в цилиндр топлива. При полном сгорании топлива ОГ содержат только продукты, полного окисления компонентов  топлива, то есть СО₂ и Н₂О. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо примерно 14,95 кг воздуха, а для полного сгорания 1 кг дизельного топлива - примерно 14,45 кг воздуха.

Смеси, в которых количество воздуха  в точности совпадает с теоретически необходимым, называются «стехиометрическими» и соответствуют значению α=1,0; в  продуктах сгорания таких .смесей теоретически должны содержаться СО₂, Н₂О и N₂, но должен отсутствовать свободный кислород. Смеси, в которых количество воздуха больше теоретически необходимого, называются «бедными» и соответствуют значениям α >1,0; в ОГ после сгорания таких смесей, кроме азота N₂ и продуктов полного сгорания СО₂ и Н₂О, присутствует свободный кислород.

Смеси, в которых количество воздуха  меньше теоретически необходимого, называются «богатыми» и соответствуют значениям α <1,0; в ОГ после сгорания таких смесей, кроме азота N₂ и продуктов полного сгорания СО₂ и Н₂О, присутствуют продукты неполного окисления: оксид углерода СО и свободный водород Н₂.

В дизелях образовавшийся СО окисляется затем до СО₂, поэтому концентрация СО в отработавших газах дизеля невелика и зависит в основном от качества процесса смесеобразования; чем оно лучше, тем меньше образуется СО.

Оксид углерода - бесцветный и не имеющий  запаха газ. При вдыхании вместе с  воздухом он интенсивно соединяется  с гемоглобином крови, что уменьшает ее способность к снабжению организма кислородом. Симптомы отравления организма газом СО: головная боль, сердцебиение, затруднения дыхания и тошнота, у водителей ослабляется внимание и замедляется реакция.

Углеводороды (СН) состоят из исходных или распавшихся молекул топлива  и масла, которые не принимали  участия в сгорании. Углеводороды появляются в ОГ вследствие гашения  пламени вблизи относительно холодных стенок камеры сгорания, в "защемленных" объемах, находящихся в вытеснителях и в зазоре между поршнем и  цилиндром над верхним компрессионным кольцом.

В дизелях углеводороды образуются в переобогащенных зонах, где  происходит пиролиз молекул топлива (распад молекул топлива под действием высоких температур при отсутствии химических реагентов). Если в процессе расширения в эти зоны не поступит достаточное количество кислорода, то СН окажется в составе ОГ. При значительном содержании легких СН в ОГ при запуске и прогреве двигателя на выпуске наблюдается белый дым. Углеводороды могут выбрасываться в атмосферу вследствие пропусков воспламенения, негерметичности выпускного клапана или системы вентиляции картера, а также из-за испарения бензина в топливном баке и карбюраторе.

В ряде работ утверждается, что  значительная часть СН выбрасывается в результате того, что на тактах впуска и сжатия горючей смеси пары топлива поглощаются масляной пленкой на стенках цилиндра (абсорбция). На такте расширения парциальное давление паров топлива в заряде снижается практически до нуля и происходит их выделение из пленки (десорбция).

Аналогичный эффект вызывается также  нагаром на поверхности камеры сгорания.

Количество различных индивидуальных углеводородов, входящих в эту группу токсичных веществ, превышает 200. В  тех концентрациях, в которых  СН содержится в воздухе даже в  зонах с самым интенсивным  движением автотранспорта, они не приносят значительного вреда здоровью человека, однако, могут вызывать реакции, которые ведут к образованию соединений, вредных даже при незначительной концентрации.

Так, углеводороды под действием  солнечных лучей могут взаимодействовать с оксидами азота, образуя биологически активные вещества, которые раздражающе действуют на глаза и органы дыхательных путей и вызывают появление так называемого смога (см. 1.3.).

Особое значение имеют выбросы  бензола, толуола, полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и в первую очередь бенз(а)пирена (C₂oHi2). Эта группа высокотоксичных веществ образуется в результате пиролиза (разложения) легких и средних фракций топлива при температуре 600...700 К. Такие условия возникают во время рабочего хода в цилиндре вблизи его холодных поверхностей при наличии там большого недостатка кислорода. Количество ПАУ в ОГ тем больше, чем выше концентрация в топливе бензола. ПАУ относятся к так называемым канцерогенным веществам, они не выводятся из организма человека, а со временем накапливаются в нем, способствуя образованию злокачественных опухолей.

Сажа и частицы (С). Сажа представляет собой твердый продукт, состоящий  в основном из углерода. Кроме углерода в саже содержится 1...3% (по массе) водорода.

Сажа образуется при температуре  выше 1500 К в результате объемного процесса термического разложения (пиролиза) топлива при сильном недостатке кислорода. Формально реакция пиролиза выражается уравнением:

C_nH_m↔nC+1/2mH₂

Начало образования сажи имеет  место при а меньше 0,3...0,7 и зависит  от температуры и давления газов, а также от вида топлива. При одинаковом количестве атомов углерода по степени  увеличения склонности к образованию  сажи углеводороды располагаются следующим  образом: парафины, олефины, ароматики.

При сгорании в двигателях с искровым зажиганием концентрационные пределы воспламенения смеси не совпадают с указанными пределами начала образования сажи. Поэтому содержание сажи в ОГ двигателей с искровым зажиганием незначительно.

В дизелях вследствие неоднородности состава смеси в цилиндрах  преобладает так называемое диффузионное сгорание, при котором скорость горения  в основном лимитируется не скоростью  химических реакций, а скоростью  смешения (диффузии) паров топлива  в воздух. В результате этого в  цилиндре дизеля имеют место зоны с богатой, стехиометрической и  бедной смесью.

При диффузионном сгорании в дизелях  к зонам пламени (α ~ 1,0) с высокой  температурой примыкают зоны с богатой  смесью, где при диффузионном догорании  и малом доступе кислорода  создаются благоприятные для пиролиза условия. Большая часть частиц сажи имеет размеры 0,4...5 мкм. Концентрация частиц сажи в ОГ зависит и от выгорания ее в процессе расширения, когда к частицам поступает кислород. Таким образом, выброс сажи из цилиндра дизеля зависит как от ее образования при диффузионном сгорании, так и от выгорания в процессе расширения. Наличие сажи в ОГ в количестве более 0,1 г/м³ обусловливает черный дым на выпуске.

Сажа представляет собой механический загрязнитель носоглотки и легких. Однако большая опасность связана  со свойством сажи накапливать (адсорбировать) на поверхности своих частиц канцерогенные вещества и служить их переносчиком.

Сажа - не единственное твердое вещество, содержащееся в ОГ. Другие твердые  вещества образуются из содержащейся в дизтопливе серы, а также в  виде аэрозолей масла и несгоревшего топлива. Кроме того, в ОГ могут  находиться продукты износа цилиндра. Все вещества, которые оседают  на специальном фильтре при прохождении  через него ОГ, получили общее название - "частицы".

Содержание в ОГ продуктов неполного  сгорания (СО, СН и сажи) нежелательно не только из-за их токсичности, но и  потому, что при неполном сгорании топлива недовыделяется часть теплоты, что приводит к ухудшению экономических показателей двигателя.

Оксиды азота (NO_X или NO). Если температура в цилиндре превышает 2000 К, то азот и кислород воздуха вступают в химическое взаимодействие по цепному механизму:

N₂+O↔ NO + N - 316 кДж/(К-моль),

N+O₂ ↔ NO + О + 136 кДж/(К-моль).

Определяющей является верхняя  реакция, скорость которой зависит  от концентрации атомарного кислорода. При сгорании в цилиндрах ДВС  образуется главным образом оксид  азота NO (свыше 95% от количества всех оксидов азота).

В двигателе с искровым зажиганием окисление азота и образование N0 происходит за фронтом пламени  в зоне продуктов сгорания, где  в результате Махе-эффекта достигаются наивысшие температуры. (Примечание: продукты сгорания первых порций смеси, расположенных вблизи свечи зажигания, подвергаются адиабатному сжатию в результате повышения давления при сгорании остальной массы смеси. Вследствие этого в начальной зоне горения имеют место повышенные значения температуры по сравнению с их значениями в остальной массе заряда. Это различие температур в камере сгорания двигателя с искровым зажиганием называется «Махе-эффектом»). Образование NO сильно увеличивается с ростом температуры газов и концентрации кислорода.

При сгорании в дизеле образование  NO определяется локальным составом смеси и температурой. Наибольшее количество NO образуется в тех зонах заряда дизеля, которые сгорают первыми и имеют наибольшее время пребывания при температуре выше 2200 К.

С другой стороны, выход NO зависит от скорости охлаждения продуктов сгорания. Установлено, что при α>1,0 в процессе расширения, когда температура газов в цилиндре уменьшается, концентрация оксида азота не снижается до равновесной, а остается на уровне максимальной, т.е. имеет место так называемая "закалка". При работе двигателя с искровым зажиганием при α <1 "закалка" не наблюдается. Поэтому при работе на бедных смесях выход NO определяется максимальной температурой, т.е. кинетикой образования оксида азота. При α<1,0 образование NO практически перестает зависеть от максимальной температуры и определяется кинетикой разложения. Вне цилиндра двигателя (в выпускной системе и в атмосфере) NO окисляется до NO₂ (диоксид азота), токсичность которого значительно больше.

Находящийся в атмосфере диоксид  азота представляет собой газ  красновато-бурого цвета; при малых  концентрациях он практически не имеет запаха, а при больших  обладает удушливым запахом. NO₂ оказывает негативное воздействие на слизистые оболочки глаз и носа, а также на нервную систему.