Системы фильтрации и очистки воздуха для помещений, кабин автотранспорта, машинных отделений и т.д.

Компания «Экомаш-КН» разработала комплесную систему фильтрации воздуха «КСФ» предназначенную для очистки воздуха в кабинах на рабочих местах водителей и операторов  горно-транспортной техники (карьерных самосвалов, экскаваторов, буровых установок, бульдозеров, мостовых кранов  и др.)

Очистка воздуха обеспечивается сразу после включения КСФ. Очищенный в КСФ  воздух с помощью гибкого элемента направляется в зону дыхания водителя. Качество воздуха в кабинах при работе КСФ находится в пределах требований ГОРТЕХНАДЗОРа по оксидам азота, пыли, акролеину, формальдегиду, оксиду углерода (опция) и  др. вредным веществам, устанавливаемым Заказчиком.

В СССР для горнорудной промышленности в конце 1960-х годов были установлены нормы на предельное содержание ВВ в воздухе рабочих мест. В течение 30-40 лет в карьерах для снижения загрязнения воздуха до уровня гигиенических стандартов пытались решить эту задачу путем проветривания всей воздушной среды. Для этого в 1970-х годах во всех горных институтах страны были созданы кафедры аэрологии карьеров. Но, как показал опыт, проветривание карьеров оказалось малоэффективным и очень затратным. В конечном итоге в условиях эксплуатации сформировалось понимание, в т.ч. с участием ЭКОМАШ-КН, о целесообразности очистки воздуха непосредственно в кабинах горных машин. Для очистки воздуха непосредственно на рабочих местах были разработаны комплексные фильтрующие системы, обеспечивающие эффективную очистку воздуха от всех основных нормируемых ВВ (базовые модели систем очистки воздуха КСФ-100, КСФ-200, КСФ-300, КСФ-400 ). В настоящее время они  применяются на всем парке горнорудных машин производства фирм Катерпиллар,  Юклид, Комацу, ЮНИТ РИГ, БелАЗ и других, работающих в глубоких карьерах Мурунтау   (глубина более 600м, Узбекистан), Юбилейный, Мирный, Удачный ( глубина более 400, 600 и 600м соответственно,  Якутия, ОАО «АЛРОСА»), Ковдор ( глубина более 400м, Кольский полуостров), а также на автосамосвалах БелАЗ, эксплуатируемых в карьерах Вьетнама,  Китая, Чили, Болгарии, Украины, Казахстана и др. В процессе внедрения КСФ были разработаны: технические условия, конструкторская документация, получены  сертификаты соответствия,  патенты (на конструкцию систем очистки, фильтров для них и на способы их работы).

Сверхнормативное загрязнение воздуха в кабинах большегрузных самосвалов и др. карьерной техники происходит во время выполнения транспортных работ, особенно при глубине карьеров более 300 метров,  на нижних горизонтах, а также в цехах во время проведения технического обслуживания и капитального ремонта при запуске двигателей. Загрязненный в кабинах даже самых современных моделях самосвалов воздух почти не имеет запаха, цвета. В нем наиболее опасны оксиды азота, формальдегид, акролеин, оксид углерода, пыль тоньше 2 микрон, не очищаемая салонными фильтрами, которая не видна глазом.  Поэтому в салонах современных ТС при кажущихся  комфортных условиях по температуре, влажности, шуму, оборудованных системами кондиционирования, при наличии красивого интерьера, различного рода удобств, электронного и компьютерного обеспечения, систем помощи водителю, создается иллюзия полного благополучия.  Однако  загрязнение воздуха в кабинах  часто бывает опасным для жизни и здоровья. Так, на легковых автомобилях в США ежегодно умирает около 500 человек во время езды.  Но даже небольшие концентрации вредных веществ (ВВ) в воздухе салонов, обладают кумулятивным токсическим эффектом, сказывающимся на водителях, пассажирах  не только во время езды, но и всю последующую жизнь. Число преждевременно умирающих в США от воздействия твердых частиц в воздухе составляет десятки тысяч человек, а число отравлений от оксида углерода достигает 10 тыс. случаев в год. Количество обращений в больницы оценивается в сотни тысяч человек, при этом большинство населения  не связывает свои заболевания с отравлением загрязненным воздухом.  В странах ЕС в настоящее время сокращение средней продолжительности жизни (преждевременная смертность) от негативного   воздействия ТС на человека  составляет около 9 месяцев, в США – от 1 года до 2-х лет.  По данным специалистов НИИАТ в РФ число преждевременных смертей из-за большого загрязнения воздуха транспортными средствами оценивается в 25-28 тыс. человек в год. Оно сопоставимо со смертностью от ДТП.

В отношении карьерной техники нарушение требований техники безопасности в части сверхнормативного превышения требований ГОРТЕХНАДЗОРА по предельному содержанию вредных веществ в кабинах  приводит к утомляемости, головной боли, спутанности сознания водителей и операторов и в конечном итоге – к снижению  производительности их труда.        Комплексные системы фильтрации  воздуха разработки предприятия ЭКОМАШ-КН  обеспечивают гарантированное обеспечение соблюдения требований  ГОРТЕХНАДЗОРА по предельному содержанию вредных веществ в кабинах горнотранспортной техники и положительно зарекомендовали себя в эксплуатации. При их модернизации был изучен не только опыт эксплуатации  предприятия ЭКОМАШ-КН, но и  опыт эксплуатации аналогичных систем производства ООО «Газозащита и комфорт» (г. Орел), ООО «НПО «СКТ НАТИ», ООО «НПК «Экосистема», а также проводился анализ конструктивных и эксплуатационных недостатков этих систем.

Более подробная информация и техническое описание установок КСФ доступны по ссылке.

Ниже представлен отчет об оценке эффективности очистки воздуха в кабине карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-3300ДС с помощью кабинной системы фильтрации КСФ-400.

Результаты испытаний по оценке эффективности очистки воздуха в кабине карьерного самосвала ЮНИТРИГ

МТ-3300ДС  с помощью кабинной системы фильтрации КСФ-400

1   Основание для проведения испытаний.

Договор №     от 6.02.2015г. между ООО «Компанией ЭКОМАШ-КН» и ФГУП «НАМИ».

2   Объект испытаний

Кабинная система фильтрации КСФ-400, разработанная и изготовленная ООО «Компанией  ЭКОМАШ — КН». Описание КСФ-400 представлено в Приложении 2.

3   Цель испытаний

Оценка эффективности очистки воздуха в кабине карьерного самосвала ЮНИТРИГ   МТ-3300ДС с помощью кабинной системы фильтрации КСФ-400.

4   Условия проведения испытаний

Испытаний проводились в Якутии на Горно-обогатительном комбинате  «Айхальский».

Испытания проводились на серийном технически исправном автомобиле ЮНИТРИГ

МТ-3300ДС в соответствии с программой-методикой испытаний (Приложение 1).

5  Программа-методика испытаний

5.1 Режим испытаний —  холостой ход.

5.2 Процедура испытаний

5.2.1  Определение  нормируемых вредных веществ в воздухе кабины испытуемого автомобиля с выключенной КСФ.

5.2.2  Определение  нормируемых вредных веществ в воздухе кабины испытуемого автомобиля с включенной КСФ.

5.2.3 Проверка эффективности очистки воздуха с помощью КСФ-400 в испытуемом автомобиле в различных точках  кабины на разном расстоянии от зоны дыхания водителя.

5.3  Порядок проведения испытаний.

5.3.1 Испытания в режиме холостого хода проводились в боксе АТТ-1 (Автобаза технического транспорта). Во время работы двигателя и его остановки была включена вытяжная вентиляция бокса.

5.3.2  Процедура измерений нормируемых веществ на режиме холостого хода осуществлялась в    соответствии с ГОСТ Р 51206-04.

5.3.3 Время проведения испытаний  3.03 —  5.03. 2015г.

6  Перечень измеряемых  вредных веществ

—  формальдегид СН2О, класс опасности 2 согласно Гигиеническим нормативам ГН 2.25.687-98;

— диоксид азота NO2, класс опасности 2 согласно Гигиеническим нормативам ГН 2.25.687-98;

— оксид азота,  NО, класс опасности 3 согласно Гигиеническим нормативам ГН 2.25.687-98;

— оксид углерода СО, класс опасности 4 согласно Гигиеническим нормативам ГН 2.25.687-98.

7    Перечень и технические характеристики используемого аналитического оборудования

Таблица 1   Средства измерений, применяемые при испытаниях

Наименование оборудования/тип детектора Назначение оборудования Заводской номер/дата поверки Показатели точности Диапазон измерений
Газоанализатор FP-30, детектор фотоэлектроколори-метрический Определение формальдегида (СН2О) №489020024R№ свид. о поверке до 13.11.2015 г. Δ ± 0,008млн-1

± 20% относит.

0 – 0, 040млн-1

0,040 – 0,40млн-1

Газоанализатор          Элан-СО-50, детектор электрохимический Определение оксида углерода (СО) № 0676 свид. о поверке до 18.02.2016г.  Δ  — ± 0,75м/м3

Δ  -± 1,5м/м3

Δ  -±(0,5 + 0,1Сх)

(0 — 3) мг/м3                                        

(3,0 -0)мг/м3

(10 – 50) мг/м3

Газоанализатор мод. Элан-NO,  детектор электрохимический Определение оксида азота (NO) № 0713 свид. о поверке до 18.02.2016 г. Δ — ± (0,1+0,15Сх)

Δ — ± (0,2+0,1Сх)

(0 – 2)мг/м3

(2 – 50)мг/м3

Газоанализатор мод. Элан-NO2, детектор электрохимический Определение диоксида азота (NO2) № 0714 свид. о поверке до 18.02.2016 г. Δ — ± (0,005+0,2Сх)

Δ — ± 0,055+0,15Сх)

(0 – 1)мг/м3

 

(1 – 10)мг/м3

Примечание:       Δ — предел допускаемой основной абсолютной приведенной

погрешности    измерений, мг/м3;

Сх – измеренная концентрация, мг/м3

8  Характеристика токсического воздействия определяемых вредных веществ

Загрязнение воздуха  внутри  автомобилей происходит в  результате  проникновения  отработавших   газов  через  системы кондиционирования и вентиляции, негерметичности уплотнений.

В таблице 2 приведены некоторые показатели токсического воздействия вредных составляя-    ющих отработавших газов автомобилей на организм человека, определяемых в настоящей работе.

Таблица 2  Показатели вредного воздействия нормируемых ВВ на организм человека

Вредное  вещест-во

ПДКрзмг/м3

Концент-рация в в воздухе, мг/м3 Длитель-ность воз-действия Симптомы

Токсикологическая характеристика, класс опасности

СО

5,0

6

25 мин

Снижение цветовой и световой чувствитель-ности глаз Класс опасности  4.

СО

30

3 ч Снижение  ночного зрения Кровяной яд, вытесня-             ет  кислород из гемо-глобина крови

NO

0,4

В любых      концентрациях

Непреры-вно Связывание с гемогло-бином крови Класс опасности 3. Кровяной яд, вытес-няет  кислород из гемоглобина крови

NO2

0,2

0,056

Непреры-вно Повышенное сопротив-ление дыхательных пу-тей увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание Класс опасности 2. Сенсорные, функцио-нальные, патологи-ческие эффекты *

NO2

0,23

10 мин Порог обонятельного  обнаружения Нарушение газообмена в     легких, приводя-щее к  их      отеку

СН2О

0,035

Пары

0,07

Несколь-  ко часов Канцерогенные и мутагенные свойства Приводит к  дермати-там, экземе, негативно влияет на дыхательные пути, слизистые глаз Класс опасности  2.

Негативно влияет на генные механизмы, реп-родуктивные функции, центральную нервную систему

Примечание —  «патологический эффект» проявляется в том, что диоксид азота NO2 делает человека более восприимчивым к патогенам, вызывающим болезни дыхательных путей.

9    Результаты испытаний

9.1  Результаты испытаний, проведенных 4.03. 2015г., приведены в таблице 3.

Условия проведения  испытаний

Место проведения испытаний – бокс АТТ-1 (Автобаза технологического транспорта, ГОК «Айхальский).

Испытания проводились в кабине карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-3300ДС

(Гос. № 308, шасси  № 256).

Работа вентиляционной системы – вытяжная вентиляция в боксе на время испытаний включена.

Атмосферные условия:

атмосферное давление —                                                                                    696  мм рт. ст. температура внутри кабины —                                                                                         +23 — +25оС

относительная  влажность —                                                                                                         85%

скорость ветра —                                                                                                                         3,0 м/с

Таблица 3  Содержание измеряемых ВВ в воздухе  кабины водителя карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-3300ДС при работе двигателя на режиме холостого  хода

Работа  двигателя Работа КСФ-400 Время испы-таний, мин                    Содержание ВВ, мг/м3
NO NO2 NOx CO CH2O
Двигатель включен, внутренняя рециркуля-ция включена Выклю-чена 0

1

2

3

4

5

6

17,0

35,4

44,9

48

56,3

60,8

64,5

2,8

7,3

9,3

10,7

12.6

16,0

17,3

19,8

42,7

54,2

58,7

67,9

76,8

81,6

19,9

25,9

27,3

28,1

28,9

30,0

29,8

Двигатель выключен, внутренняя рециркуля-ция выключена Выклю-чена 7

8

9

10

13

15

22

57,1

50,0

32,8

27,2

20,9

14,2

12,3

15,8

13,7

9

6,6

5,5

3,6

2,9

72,5

63,7

41,8

33,7

26,4

17,8

15,2

26,6

23,2

15,8

12,6

10,7

7,9

7,1

Двигатель включен, внутренняя рециркуля-ция включена Выклю- чена 25

27

28

30

13,4

24,0

34,2

55,1

2,9

5,5

8,1

14,9

16,3

29,5

42,3

70

7,6

11,7

15,2

23,3

0,09
2.Двигатель      включен, внутренняя рециркуля-ция включена КСФ-400 включе-на

Забор воздуха у выход-ного конца раструба

КСФ

Забор воздуха для изме-мерения ВВ в зоне дыхания водителя

1

2

3

6

7

8

10

11

12

14

15

18

19

21

25

26**

27

28

29

30

53,0

7,3

7,0

6,7

6,6

6,3

6,1

5,9

5,3

4,8

3,8

2,9

2,3

2,1

1,9

3,0

2,8

1,9

1,8

1,5

14,7

1,5

1,3

1,3

1,5

1,5

1,4

1,6

1,3

1,0

0,8

0,7

0,4

0,4

0,2

1,4

1,4

1,0

0,7

0,5

67,7

8,8

8,3

7,8

8,1

7,8

7,5

7,5

6,6

5,8

4,6

3,6

2,7

2,5

2,1

4,4

4,2

2,9

2,5

2,0

21,5

20,7

21,9

22,3

22,6

22,9

22,1

20,4

18,5

13,2

10

7,5

6,7

5,9

4,9

4,6

4,3

4,2

4

4

0,025

Примечание к таблице 3:  — жирным шрифтом отмечены  позиции (текущее время в мин),  когда содержания  NO2, NOx опускаются  ниже ПДКрз

— ** — измерения ВВ сделаны в зоне дыхания водителя.

9.2  Результаты испытаний, проведенных 5.03.2015г., приведены в таблице 4.

Условия проведения  испытаний.

Место проведения испытаний – бокс АТТ-1 (Автобаза технологического транспорта, ГОК «Айхальский»).

Испытания проводились в кабине карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-3300ДС

Гос. № 310, шасси № 254.

Работа централизованной системы вентиляции – вытяжная вентиляция в боксе в период испытаний включена.

Атмосферные условия:

атмосферное давление —                                        690  мм рт. ст.                                         температура внутри кабины —                                                        +22 — +23 оС                         относительная влажность —                                                                                                           84%

скорость ветра —                                                                                                                         3,0 м/с

Таблица 4  Содержание измеряемых ВВ в воздухе  кабины водителя карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-3300ДС при работе двигателя на режиме холостого хода

Работа двигателя Работа КСФ-400 Время испы-таний,мин.                           Содержание ВВ, мг/м3
NO NO2 NOx CO CH2O
1.Двигатель включен, внутренняя рециркуляция включена Выключена 1

2

3

4

5

6

7

8

9

7,9

8,3

17,0

20,1

23.9

27,9

29,3

4,2

2,9

2,9

5,4

6,8

8

9,2

9,9

13,2

10,8

12,2

22,4

26,9

31,9

37,1

39,2

10,7

9

9,5

19

20,6

23,4

26,5

26,6

1.Двигатель выключен, внутренняя рециркуляция выключена Выключена 1

2

3

4

5

6

7

8

9

29,3

29,1

28,5

26,6

25,3

23,7

22,1

19.1

19,1

9,8

9,9

9,6

9,0

8,5

7,9

7,1

6,4

6,3

39,2

39

38,1

35,6

33,8

31,6

29,2

25,5

25,4

27,3

27,3

27,1

26,3

25,4

24,8

21,2

20,1

20,2

0,1
2.Двигатель включен, внутренняя рециркуляция включена Выключена 0

2

3

4

5

6

7

0,10

6,3

10,6

15,9

19,2

21,6

22,8

0,1

1,5

3

4,4

5,5

6,4

7

0,2

7,8

13,6

20,3

24,7

28

30,5

0,2

6

14,5

17,3

19,5

20,6

20,7

Продолжение таблицы 4

2.Двигатель      выключен, внутренняя рециркуляция выключена КСФ-400 включена,

измерение ВВ у окна с правой стороны от водителя

1

2

3

6

10

12

13

15

17

21

22

24,6

20,2

14,4

10,9

8,8

6,1

5,8

4

3,2

2,5

2,2

7,5

5,8

4,1

3

1,7

1,3

1,2

0,8

0,5

0,4

0,3

32,1

25,9

18,5

13,9

10,5

7,4

7

4,4

3,7

2,9

2,6

21,4

21,2

20,9

20,0

19,5

19,3

19,1

18,1

17,7

16,5

16,6

0,013
3.Двигатель включен, внутренняя рециркуляция включена Выключена 1

3

5

6

7

4.6

9.2

16.7

21.5

29.4

1,5

2,5

4,6

6,2

9,1

6,1

11,7

21,3

27,7

38,5

5,7

11,2

18,7

22,8

26,7

3.Двигатель      выключен, внутренняя рециркуляция выключена КСФ-400 включена,

измерение ВВ у раструба КСФ

1

2

3

4

8

10

4,3

3,6

3,2

2,8

2,1

1,9

1

1

0,8

0,7

0,5

0,4

5,3

4,6

4

3,5

2,6

2,3

26,6

26,3

26,1

25,6

25,2

24,8

4.Двигатель включен, внутренняя рециркуляция включена Выключена 1

2

3

4

5

6

6,3

13,7

19,8

22,4

29,4

30,4

2,4

4,2

5,8

7,1

9,7

10,1

8,7

17,9

25,6

29,5

39,1

40,5

7,2

16,8

19,1

21,4

24,4

24,5

4.Двигатель выключен, внутренняя рециркуляция выключена Включена,

измерение

ВВ в центре

рулевого

колеса

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

25

22,1

17,3

12,7

10,3

8,2

7,1

6,2

5

4

3

1,7

7,0

5,2

3,8

2,8

2,1

1,7

1,5

1,1

0,8

0,6

0,3

29,1

22,5

16,5

13,1

10,3

8,8

7,8

6,1

4,8

3,5

2,0

24,4

24,0

23,6

22,9

22,3

21,6

20,9

19,7

19

18,2

17

Менее0,01

Примечание  — жирным шрифтом отмечены  позиции (текущее время в мин),  когда содержания  NO2, NOxопускаются  ниже ПДКрз

 

Более наглядно, результаты измерений, представленные в  таблицах 3 и 4, показаны на рис.1-5.

Для  сравнения были проведены измерения NOx в кабине водителя с работающим и неработающим двигателем и выключенной КСФ-400 (рис.1). Как видно, в течение  продолжительного  времени содержание NOx в воздухе  практически не меняется и остается на высоком и опасном для здоровья водителя уровне — от 8 до 6 ПДКрз.

Анализ полученных данных показывает, что использование КСФ-400  во всех отмеченных вариантах приводит к снижению концентраций оксидов азота  в разное время, но во всех случаях через 5-10 мин в воздухе кабины водителя одержание оксидов азота снижалось более чем на порядок.

Содержание формальдегида  в воздухе кабины испытуемого автомобиля снизилось от 5-ти до 10 раз  при использовании КСФ-400 (Табл. 3,4).

Наиболее эффективно снижение NОx происходит у выходного конца раструба КСФ. Так уже через одну минуту содержание оксидов азота снизилось до значений ниже ПДКрз (рис.3,5  и табл. 4).

При измерении ВВ у окна, на значительном удалении от зоны дыхания водителя,  отмечалось их более плавное снижение,  но и в этом случае содержание NO2, наиболее опасного для здоровья водителя,  уже на третьей минуте упало до значений ниже ПДКрз.(Рис.2).

Такая же тенденция скорости уменьшения содержания NOx и NO2 с включенной КСФ-400 четко прослеживается  при измерениях  в области рулевого колеса   (Рис.4).

Следует отметить, что испытания проводились в экстремальных условиях, концентрация NOx в воздухе кабины водителя достигала  6-6,5 ПДКрз. для того, чтобы проследить более наглядно скорость уменьшения  концентраций измеряемых ВВ при очистке воздуха с помощью КСФ-400.

Понятно, что в реальных условиях водителям не приходится работать в зоне столь высоких концентраций, а на более низком уровне — не более 2-х ПДКрз, и очевидно, что эффективность КСФ-400 существенно возрастает при очистке  более низких концентраций ВВ.

В ходе испытаний, одновременно с измерением оксидов азота и формальдегида, проводилось измерение оксида углерода СО. Поскольку испытанный образец КСФ-400 не включал в себя кассету с каталитическим элементом, предназначенным для очистки СО, его  очистка в воздухе испытуемой кабины не осуществлялась.

Как видно, во всех случаях  было отмечено высокое   содержание СО — на уровне ПДКрз и выше.  (Табл.3,4, рис.1-5). В ходе испытаний концентрации СО оставались на высоком уровне, косвенно подтверждая, что процесс очистки воздуха по оксидам азота и формальдегиду проходит эффективно.

Совершенно очевидно, что наряду с очисткой воздуха от NO, NO2  и формальдегида необходимо доукомплектование КСФ-400  каталитическим элементом для  снижения СО, так как его содержание воздухе  кабины испытуемого автомобиля находится на опасном для здоровья водителя уровне.

10  Выводы

10.1  Содержание нормируемых ВВ (оксидов азота NO, NO2, , формальдегида CH2O, оксида углерода CO) в воздухе кабины работающего карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ -330ДС (не укомплектованной кабинной системой фильтрации КСФ-400),   находится на уровне,  опасном для здоровья водителя.

10.2 Главными загрязнителями воздуха кабины и в добывающем  карьере ГОК «Айхальский» являются оксиды азота NO2, NO —  основные смогообразующие составляющие загрязненного воздуха в нижней части карьера.

10.3 Использование кабинной системы фильтрации воздуха КСФ — 400 обеспечивает существенное снижение содержания оксидов азота  и, в первую очередь, наиболее опасного диоксида азота NO2,  а также формальдегида СH2O в воздухе кабины  карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ -330ДС.

10.4  Производительность КСФ-400 достаточна для очистки воздуха от измеряемых ВВ (NO, NO2, CH2O)  в любой точке кабины карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-3300ДС при работе двигателя на режиме холостого хода.

10.5 Определено  высокое содержание оксида углерода СО в воздухе кабины карьерного самосвала ЮНИТРИГ МТ-330ДС, что дает основание для дополнительной комплектации  КСФ-400  каталитическим элементом, обеспечивающим снижение оксида углерода  до значений, безопасных для здоровья водителя —  ниже ПДКрз.

10.6  Рекомендуется провести дополнительные исследования с целью подтверждения заявленного ресурса и надежности системы в процессе ее эксплуатации в условиях работы  транспортных средств в карьерах.

Товаров, соответствующих вашему запросу, не обнаружено.