close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bakatin yu p stebleckiy s v bezopasnost dorozhnyh mashin

код для вставкиСкачать
методичка по БЖД
1 МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ) Ю.П. БАКАТИН, С.В. СТЕБЛЕЦКИЙ БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНЫХ МАШИН МОСКВА 2009 2 МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ) Ю.П. БАКАТИН, С.В. СТЕБЛЕЦКИЙ БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНЫХ МАШИН Учебное пособие МОСКВА 2009 3 УДК 625.76.08-027.45 ББК 39.311-06-5 Б 19 Б 19 Бакатин, Ю.П. Безопасность дорожных машин: учеб. пособие / Ю.П. Бака-
тин, С.В. Стеблецкий; МАДИ. – М., 2009. – 66 с. Рецензенты: д-р техн. наук, проф. М.И. Грифф, д-р техн. наук, проф. И.К. Растегаев. В учебном пособии рассматриваются современные подходы к обеспечению безопасности технических систем на примере дорожных машин. Рассмотрены вопросы безопасности, решаемые на стадии проектирования и обеспечения безопасности при эксплуатации дорожных машин и организации работ с приме-
нением машин. Показана возможность оценки риска оператору и атмосферно-
му воздуху от выбросов вредных веществ ДВС. Учебное пособие полезно для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 190200 (653200) – «Подъемно-транспортные и транспортно-технологические комплексы» и 280200 (656600) – «Защита окружающей среды», соответственно, по специальностям 190205 (170900) – «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные маши-
ны и оборудование» и 280202 (330200) – «Инженерная защита окружающей среды». Оно позволяет научить студентов выполнять количественную оценку риска здоровью человека, взаимодействующего с дорожной машиной, а также экологического и эколого-экономического ущерба в результате загрязнения ат-
мосферного воздуха вредными выбросами от отработавших газов ДВС. Участие авторов в подготовке пособия: Ю.П. Бакатин – введение, главы 1 и 3, заключение; С.В. Стеблецкий – глава 4 ; главы 2 и 5 написаны совместно. Авторы выражают глубокую признательность студенту Иванову Александру Александровичу за оказанную техническую помощь при подготовке рукописи учебного пособия. УДК 625.76.08-027.45 ББК 39.311-06-5 © Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2009 4 Принятые сокращения СДМ – самоходная дорожная машина; ОТР – объект технического регулирования; ДВС – двигатель внутреннего сгорания; ДТ – дизельное топливо; ГДТ – газодизельное топливо; НЕБ – неэтилированный бензин; СПГ – сжиженный природный газ. Условные обозначения основных параметров N
е
– номинальная мощность двигателя СДМ, кВт; q
е
– удельный расход топлива при номинальной мощности двигате-
ля, г/кВт∙ч; К – интегральный нормативный коэффициент изменения расхода топлива в зависимости от режимов загрузки двигателя; q – часовая норма расхода топлива, кг/машино-ч; Т – время работы (наработка) СДМ за расчетный период, машино-ч; Q
т
– норма расхода топлива СДМ на планируемое время ее работы Т (машино-ч), л; Н – норма расхода топлива на доставку СДМ к месту работ, л; S – пробег к месту производства работ, км; H
s – норма расхода топлива базового автомобиля или специализи-
рованного транспортного средства, л; Н
100
- норма расхода топлива на 100 км пробега, установленная на каждую тонну увеличения массы по сравнению с массой базового автомобиля или специализированного транспортного средства, л/100 км. Для ДВС, работающих на ДТ, H
100
=1,3 л/100 км; для ДВС работающих на бензине, H
100
= 2 л/100 км; G – масса СДМ, т; G
0
– масса базового автомобиля или транспортного средства, т; П – производительность СДМ, м
3
/ч, м
2
/ч; М – приведенная масса выбросов загрязняющих веществ СДМ за расчетный период, усл.т/год. 5 М
пр
– приведенная масса выбросов загрязняющих веществ от сжи-
гания 1 тонны топлива ДВС, усл.т/год; К
п
, К
т – приведенный экологический ущерб от загрязнения атмосфе-
ры вредными выбросами СДМ, соответственно, усл.т∙ч/м
3
, усл.т/машино-ч; F
н – норматив экологического ущерба окружающей среде от вред-
ных выбросов в атмосферу, образующихся при сжигании 1 тонны топлива, руб./т; F – эколого-экономический ущерб от загрязнения атмосферы вред-
ными выбросами при использовании СДМ за расчетный период, руб.; F
п.уд. (F
т.уд.
) – удельный эколого-экономический ущерб от загрязнения атмосферы вредными выбросами при использовании СДМ, соответ-
ственно, руб.∙год/м
3
(руб./машино-ч); ПДК
с.с.
– среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м
3
; ПДК
м.р.
– максимальная разовая предельно допустимая концентра-
ция вредного вещества, мг/м
3
; ПДК
р.з.
– предельно допустимая концентрация вредного вещества для рабочей зоны, мг/м
3
; R – величина риска возникновения опасной ситуации, причинения вреда здоровью, нанесения ущерба, год
-1
; ЛК
50 – среднесмертельная концентрация, мг/м
3
; R
р.з. – величина риска сокращения продолжительности жизни при нахождении в рабочей зоне, год
-1
; P
р.з.
– вероятность пребывания работающего персонала в рабочей зоне, %, доли единицы; R
и
– индивидуальный риск для работающих в заданных условиях, год
-1
; СПЖ – сокращение средней продолжительности жизни за год рабо-
чего стажа, дн./год. 6 ВВЕДЕНИЕ Современные представления о понятии «безопасность» под-
вергнуты пересмотру. Сделан осознанный переход от понятия аб-
солютной безопасности (нулевого риска) к понятию приемлемой безопасности (допустимому риску). В определяющем документе [1] приводится следующее понятие безопасности. Безопасность продукции, процессов производства, эксплуата-
ции, хранения, перевозки, реализации и утилизации (далее - безо-
пасность) – состояние, при котором отсутствует недопусти-
мый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государст-
венному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жиз-
ни или здоровью животных и растений. Указанный документ устанавливает минимально необходимые требования к продукции и перечисленным в нем процессам с учетом степени риска причинения вреда, обеспечивающие: безопасность излучений; биологическую безопасность; взрывобезопасность; ме-
ханическую безопасность; пожарную безопасность; промышленную безопасность; термическую безопасность; химическую безопас-
ность; электрическую безопасность; ядерную и радиационную безо-
пасность; электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования; единство измере-
ний.
Указанный Федеральный закон регулирует отношения, возни-
кающие при: разработке, принятии, применении и исполнении обя-
зательных требований к продукции, процессам производства, экс-
плуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации; разра-
ботке, принятии, применении и исполнении на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию
услуг; оценке соответствия. Он также определяет права и обязанности участников регулируемых настоящим Федера- льным законом отношений. 7 Методология оценки рисков является основополагающей в при-
нятии решений, связанных с оценкой безопасности технических сис-
тем. Оценка ущерба является одной из форм количественного вы-
ражения риска. При этом действующие методики оценки ущерба требуют конкретизации при применении к конкретным объектам. Кроме того, продолжающая действовать система государственных стандартов требует зачастую обеспечения значительной совокупно-
сти мер безопасности, накладывающих ограничения на соответст-
вующие технические параметры. В данном пособии предпринята попытка показать пути повыше-
ния безопасности самоходных дорожных машин (СДМ) и механизи-
рованных комплектов, выполняющих определенный (заданный) объем работ. Предлагаемые методические положения позволяют аргументи-
ровать принятие решения по выбору более безопасных моделей машин и комплектов, могут помочь покупателю в выборе более безопасных образцов машин из числа имеющихся на рынке, а также знакомят читателей с особенностями применения стандартов при проверке безопасности дорожных машин в процессе их сертифика-
ции. 1. СТРУКТУРА ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНЫХ МАШИН Количество самоходных строительных и дорожных машин в Москве в настоящее время уже сопоставимо с количеством грузови-
ков (около 70 тыс. шт.). Поэтому они тоже вносят существенный “вклад” в загрязнение окружающей среды вредными выбросами. В мировой и отечественной практике широко используются оценка со-
ответствия и сертификация дорожной техники. Эти мероприятия проводят с целью подтверждения соответствия техники установ-
ленным требованиям безопасности и охраны окружающей среды, а также предоставления потребителям достоверной информации об основных показателях назначения, характеризующих технико-
эксплуатационные качества. Система отечественной сертификации 8 подлежит трансформированию в соответствии с положениями Фе-
дерального Закона «О техническом регулировании» (далее – За-
кон), вступившего в силу с 1 июля 2003г. Закон предусматривает реформирование отечественной системы сертификации и стандар-
тизации с целью снижения административного давления на произ-
водственно-предпринимательскую деятельность, повышения воз-
можностей производителей, устранения технических барьеров в торговле, ее гармонизации с мировой практикой ведения этих работ, создания условий для вступления России в ВТО и одновременно повышения эффективности защиты внутреннего рынка от такой им-
портной продукции, которая не отвечает требованиям безопасности. Согласно Закону требования национальных (ранее государствен-
ных) стандартов должны применяться на добровольной основе. Обязательными же будут требования, включаемые в документы но-
вого вида, – технические регламенты, утверждаемые на уровне Фе-
дерального закона или постановления Правительства РФ. Этими обязательными требованиями остаются требования к продукции, обеспечивающие защиту жизни и здоровья граждан, сохранение имущества физических и юридических лиц, а также охрану окру-
жающей среды, жизнь и здоровье животных и растений, а также предупреждение действий, вводящих в заблуждение приобретате-
лей. Закон «О техническом регулировании» не направлен на обес-
печение здоровья. Но на это направлена большая часть всего зако-
нодательства в техногенной сфере, т.е. на выполнение санитарных норм; и технические регламенты должны им удовлетворять. Комплекс свойств, которые обеспечивают способность машины выполнять требуемые технологические процессы при эксплуатации, определяется показателями безопасности [2]. Аспекты безопасности необходимо учитывать в деятельности по стандартизации дорожной техники, а также при контроле соот-
ветствия её нормам и стандартам по безопасности (технологиче-
ской, производственной, экологической и др.). Необходимо также понимать, что абсолютной безопасности не может быть. Некоторый риск («остаточный») всегда будет иметь место. Методология оценки 9 рисков является основополагающей в принятии решений, связанных с оценкой безопасности технических систем. Структура оценки безопасности дорожных машин с применением теории риска пред-
ставлена на рис.1. Безопасность определяется условием, что величина риска вы-
числяется как сумма составляющих рисков (оператору, окружающей среде, объекту технического регулирования) и не превышает уста-
новленную величину предельного (или приемлемого, допустимого) риска (показатель оговаривается). Условно его можно обозначить R
доп
. Теперь важно научиться складывать риски, составляющие об-
щую оценку безопасности. На схеме (см. рис. 1) показана разрабо-
танная авторами структура оценки безопасности дорожной техники, представленная четырьмя уровнями. При этом уровень IV исполь-
зует условие сравнения риска (не больше), на уровне III выполняет-
ся сложение рисков, составляющих систему «человек – машина – среда». На II уровне оцениваются ущербы, наносимые составляю-
щими указанной системы – как показатели риска. На I (начальном) уровне определяются исходные показатели, регламентирующие производственную и экологическую безопасность. Таким образом, можно выделить состав и оценить влияние различных по принадлежности к составляющим системы показате-
лей на ущербы различных объектов окружающей среды: отдельно по воздуху, воде и почве. Такой подход дает возможность сделать оценку безопасности по составляющим ее объектам окружающей среды. Для этого тре-
буется проработка специальных независимых между собой методи-
ческих положений применительно к каждому из трех объектов окру-
жающей среды. В результате при суммировании показателей безопасности можно будет судить о величине риска, величина которого не может выходить за пределы допустимого. В данной работе анализируется взаимодействие СДМ только с одним объектом окружающей среды – атмосферным воздухом. 10 Введенные показатели имеют количественную оценку. Они оп-
ределяются через выбросы вредных веществ, сопровождающие ра-
боту двигателя внутреннего сгорания СДМ. Приведем определения таким понятиям, как риск, остаточный риск, допустимый риск [3, 4]. Риск – это сочетание вероятности нанесения ущерба и тяже-
сти этого ущерба. Остаточный риск – риск, остающийся после принятия защит-
ных мер. Допустимый («приемлемый») риск – риск, который в данной ситуации считают приемлемым при существующих общественных ценностях. Безопасность достигают путем снижения уровня риска до до-
пустимого. Допустимый риск представляет собой оптимальный ба-
ланс между безопасностью и требованиями, которым должны удов-
летворять продукция, процесс или услуга; а также такими фактора-
ми, как выгодность для пользователя, эффективность затрат и др. Уровень допустимого риска достигают с помощью итеративно-
го процесса обеспечения безопасности (рис. 2). В качестве способов уменьшения риска можно выделить ниже-
следующие (в порядке приоритетов): 1) разработка безопасного в своей основе проекта; 2) защитные устройства и персональное защитное оборудование; 3) информация по установке и применению; 4) обучение; 5) контроль и разработка средств и методик контроля уровня риска. Хотелось бы также отметить, что применять анализ риска не-
обходимо на различных стадиях жизненного цикла дорожных машин (предпочтительно на каждой из них): 1) на стадии проектирования; 2) на стадии изготовления, сборки и монтажа; 3) на стадии эксплуатации и технического обслуживания; 4) на стадии демонтажа (прекращение эксплуатации). Методология анализа и оценки рисков более подробно описа-
на в следующей главе. 11 Рис. 1. Структура оценки безопасности дорожных машин 12 Рис. 2. Итеративный процесс обеспечения безопасности НАЧАЛО КОНЕЦ Оценка риска Окончательная оценка степени риска Идентификация факторов опасности Определение предельных условий, связанных с обору-
дованием Анализ риска Безопасно ли оборудование Снижение риска Да Нет Оценка риска 13 2. МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ РИСКОВ 2.1. Базовый перечень опасностей, опасных ситуаций и событий (по ГОСТ Р 51344 – 99) 1. Механические опасности от [5]: • элементов машин и заготовок, например, формы, относительного распо-
ложения, массы и стабильности (потенциальной энергии элементов, кото-
рые могут сдвигаться под действием тяжести), массы и скорости (кинети-
ческой энергии элементов в управляемом и неуправляемом движении), неадекватной механической прочности; • аккумулирования потенциальной энергии внутри машины, например, упру-
гими элементами (пружинами), жидкостями и газами под давлением, ва-
куумом. 1.1. Опасность раздавливания 1.2. Опасность ранения 1.3. Опасность разрезания или разрыва 1.4. Опасность запутаться 1.5. Опасность затягивания или попадания в ловушку 1.6. Опасность удара 1.7. Опасность быть уколотым или проткнутым 1.8. Опасности, обусловленные трением или абразивным воздействием 1.9. Опасности, обусловленные выбросом жидкости
2. Электрические опасности вследствие: 2.1. Контакта с токоведущими частями (прямой контакт) 2.2. Контакта с токоведущими частями, которые в неисправном состоянии, на-
ходятся под напряжением (косвенный контакт) 2.3. Попадания частями тела под высокое напряжение 2.4. Электростатического заряда 2.5. Тепловой или другой радиации, попадания расплавленных частиц или хи-
мического воздействия от короткого замыкания и т. д. 3. Термические опасности, приводящие к: 3.1. Ожогу или ошпариванию или другому повреждению от касания с предме-
тами или материалами с высокой температурой из-за воспламенения или взрыва, а также теплового излучения 3.2. Нанесению ущерба здоровью из-за жаркого или холодного окружения ра-
бочего места 4. Опасности от шума, выражающиеся в: 4.1. Потере слуха (глухоте), других физиологических расстройствах (например, в потере равновесия, ослаблении внимания) 4.2. Ухудшении восприятия речи, звуковых сигналов и т. д. 5. Опасности от вибраций: 14 5.1. Использование ручных механизмов, приводящих к различным неврологи-
ческим или сосудистым расстройствам 5.2. Вибрации всего тела, особенно при неудобном положении 6. Опасности, вызванные излучениями: 6.1. Излучение на низких частотах, радиочастотах, в микроволновом диапазоне 6.2. Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучение 6.3. Икс- и гамма-излучения 6.4. Альфа- и бета-излучения, электронные и ионные лучи, нейтроны 6.5. Лазеры 7. Опасности от материалов и веществ (и их составляющих), используе-
мых или выделяемых машиной: 7.1. Опасности от контакта или вдыхания паров вредных жидкостей, газов, пы-
ли, тумана, дыма 7.2. Опасности воспламенения или взрыва 7.3. Биологические и микробиологические опасности (вирусные и бактериологи-
ческие) 8. Опасности, возникающие при пренебрежении принципами эргономики при конструировании машины, от: 8.1. Вредных для здоровья поз, связанных с чрезмерным напряжением тела 8.2. Несоответствия анатомическим возможностям рук и ног человека 8.3. Скованности, вызванной применением средств индивидуальной защиты 8.4. Неадекватного местного освещения 8.5. Психических нагрузок, стрессов 8.6. Ошибок в поведении людей 8.7. Неадекватной конструкции, расположения или опознания органов управле-
ния 8.8. Неадекватной конструкции или расположения средств отображения ин-
формации 9. Комбинация рисков. 10. Неожиданные пуски, повороты, прокручивания (или любые подобные нештатные состояния) от: 10.1. Неполадок или повреждения систем управления 10.2. Возобновления энергоснабжения после его прерывания 10.3. Внешнего воздействия на электрооборудование 10.4. Других внешних воздействий (тяжести, ветра и т.д.) 10.5. Неполадок и ошибок программно-математического обеспечения 10.6. Ошибок оператора (вследствие несоответствия конструкции машины воз-
можностям человека, 8.6) 11. Невозможность останова машины вообще или в необходимом поло-
жении. 12. Нарушения скорости вращения инструмента. 13. Нарушения энергоснабжения. 14. Ошибки в системе управления. 15. Ошибки монтажа. 16. Разрушения в процессе работы. 15 17. Падение или выброс предметов или жидкостей. 18. Потеря устойчивости/опрокидывание машины. 19. Скольжение, опрокидывание или падение людей (вызванные маши-
ной). Дополнительные опасности, опасные состояния и события, связанные с движением 20. Опасности, связанные с функциями передвижения: 20.1. Рывки в начале движения 20.2. Движение в отсутствие водителя 20.3. Движение, когда не все детали находятся в безопасном положении 20.4. Превышение допустимой скорости машины, когда человек, управляющий ею, идет рядом 20.5. Сильные вибрации при движении 20.6. Невозможность притормозить или полностью остановить отдельные узлы 21. Опасности, связанные с расположением рабочего места, включая ме-
сто водителя: 21.1. Падение человека при посадке на рабочее место или выпадение из него на машину 21.2. Загазованность/запыленность рабочего места 21.3. Пожароопасность (воспламеняемость кабины, отсутствие средств пожаро-
тушения) 21.4. Механические опасности на рабочем месте: а) касание колес; b) наматывание; c) выпадение наружу или попадание внутрь; d) поломки быстровращающихся элементов; e) касание элементов машины или инструментов. 21.5. Недостаточный обзор с рабочего места 21.6. Недостаточное освещение 21.7. Неудобное сиденье 21.8. Недопустимый уровень шума на рабочем месте 21.9. Недопустимый уровень вибрации на рабочем месте 21.10. Невозможность быстрой эвакуации с рабочего места / отсутствует ава-
рийный выход 22. Опасности, связанные с системами управления: 22.1. Неудовлетворительное размещение органов управления 22.2. Неудовлетворительная конструкция органов управления 23. Опасности при работе на машине (потеря стабильности). 24. Опасности, связанные с источниками энергии или ее передачей: 24.1. Опасности от двигателей и батарей 24.2. Опасности при передаче энергии между машинами 24.3. Опасности от разъемов и кабелей 16 25. Опасности, связанные с посторонними лицами: 25.1. Самовольное включение устройств или использование инструмента и т.п. 25.2. Перемещение деталей или узлов за допустимые пределы 25.3. Отсутствие или неисправность световых или звуковых сигнальных уст-
ройств 26. Недостатки инструкций для водителей или обслуживающего персона-
ла. Дополнительные опасности, опасные состояния и события при подъеме грузов 27. Механические опасности и опасные события: 27.1. От попадания грузов, ударов о машину по нижеследующим причинам: 27.1.1. Недостаточной устойчивости 27.1.2. Бесконтрольной загрузки, перегрузки, превышения допустимого наклона 27.1.3. Бесконтрольного отклонения движения 27.1.4. Неожиданного / непредусмотренного перемещения груза 27.1.5. Несоответствующих крепежных приспособлений/ принадлежностей 27.1.6. Столкновения машин 27.2. От доступа людей к опорам для груза 27.3. При сходе с рельс 27.4. Из-за недостаточной механической прочности деталей 27.5. Из-за конструкции крюков и барабанов 27.6. Из-за неправильного выбора цепей, тросов и других грузоподъемных при-
надлежностей и их неправильного крепления к машине 27.7. Из-за падения нагрузки при управлении фрикционом 27.8. Из-за нарушения правил монтажа, испытаний, эксплуатации, обслужива-
ния 27.9. Из-за воздействия груза на персонал (удар груза или противовеса) 28. Электрическая опасность: 28.1. От удара молнии 29. Опасности из-за пренебрежения основами эргономики: 29.1. Недостаточный обзор с рабочего места водителя. Дополнительные опасности, опасные ситуации и опасные события при подземных работах 30. Механические опасности и опасные ситуации вследствие: 30.1. Недостаточной устойчивости механически поддерживаемой кровли 30.2. Неполадок в управлении ускорением или торможением машин, переме-
щаемых по рельсам 30.3. Неполадок или неправильного управления анкерным блоком механизмов, перемещаемых по рельсам 31. Ограничение движения людей. 17 32. Возгорание или взрыв. 33. Выделение пыли, газов и т. д. Дополнительные опасности, опасные ситуации и опасные события вследствие подъема или перемещения людей 34. Механические опасности и опасные события из-за: 34.1. Неправильно выбранных нагрузок и расчетных коэффициентов 34.2. Ошибок в управлении грузом 34.3. Неполадок в управлении средствами перевозки людей 34.4. Превышения скорости передвижения людей 35. Падение лиц с индивидуальных средств передвижения. 36. Падение или опрокидывание индивидуальных средств передвижения. 37. Ошибки людей, неправильное поведение. 2.2. Методы анализа рисков Методы анализа и оценки риска в общем случае делятся на фе-
номенологические, детерминистские и вероятностные [6]. Феноменологический метод базируется на определении воз-
можности или невозможности протекания аварийных процессов, ис-
ходя из результатов анализа необходимых и достаточных условий, связанных с реализацией тех или иных законов природы. Этот ме-
тод является наиболее простым в применении и дает надежные ре-
зультаты, если только рабочие состояния или процессы таковы, что можно с достаточным запасом достоверности определить текущее состояние компонентов рассматриваемой системы (он не надежен вблизи границ резкого изменения состояния веществ и систем). Фе-
номенологический метод хорош при определении сравнительного уровня безопасности различных типов промышленных установок, технологий, но мало пригоден для анализа разветвленных аварий-
ных процессов, развитие которых зависит от надежности тех или иных частей установки и/или средств её защиты. Детерминистский метод предусматривает анализ последова-
тельности этапов развития аварий, начиная от исходного события через последовательность предполагаемых стадий отказов, дефор-
маций и разрушения компонентов до установившегося конечного 18 состояния системы. Ход аварийного процесса изучается и предска-
зывается с помощью математического моделирования, построения имитационных моделей и проведения сложных расчетов. Детерми-
нистский подход обеспечивает наглядность и психологическую при-
емлемость, так как дает возможность выявить основные факторы, определяющие ход процесса. Но и этот метод также обладает не-
достатками: существует потенциальная возможность упустить из вида какие-либо важные цепочки событий при развитии аварии, по-
строение достаточно адекватных математических моделей является трудной задачей, для тестирования расчетных программ часто тре-
буется проведение сложных и дорогостоящих экспериментальных исследований. Детерминистский метод реализуется на базе фунда-
ментальных закономерностей, которые в последние годы сконцен-
трированы в рамках новых научных дисциплин - физики, химии и механики катастроф. В вероятностном методе анализ риска содержит как оценку вероятности возникновения аварии, так и расчет относительных ве-
роятностей того или другого пути развития процессов. При этом анализируются разветвленные цепочки событий и отказов оборудо-
вания, выбирается подходящий математический аппарат и оцени-
вается полная вероятность аварий. Расчетные математические мо-
дели в этом подходе, как правило, можно значительно упростить в сравнении с детерминированными схемами расчета. Основные ог-
раничения вероятностного анализа безопасности (ВАБ) связаны с недостаточностью сведений по функциям распределения парамет-
ров, а также недостаточной статистикой по отказам оборудования. Кроме того, применение упрощенных расчетных схем снижает до-
верительность получаемых оценок риска для тяжелых аварий. Тем не менее вероятностный метод в настоящее время считается одним из наиболее перспективных для применения в будущем. Для сложных систем обычно используется сочетание перечис-
ленных выше методов. 19 При анализе (оценке) риска применяются качественные, полу-
количественные (комбинированные) и количественные методы ана-
лиза. При этом они могут быть дедуктивными или индуктивными. Они могут комбинироваться, что совершенно закономерно при ис-
следовании сложных и опасных технических систем, аварий, кото-
рые могут привести к тяжелым последствиям. Методы анализа риска разрабатываются и совершенствуются обычно применительно к конкретным практическим проблемам. К ним относятся опросные листы, структурные диаграммы, карты потоков, персональная инспекция, «деревья» событий и «деревья» отказов, метод индексов опасностей, метод аналогий и т.д. В промышленно развитых странах получили широкое распро-
странение наряду с методом «деревьев отказов» (неисправностей) FTA (Fault Tree Analysis) и методом «деревьев событий» (Event Tree Analysis) такие методы, как: 1) обзор безопасности (Safety Review), 2) метод контрольных листов (Checklist Analysis), 3) метод "А что если?" (What, If), 4) предварительное исследование опасности (Preliminary Hazard Analysis), 5) анализ видов отказов и последствий (Failure Modes And Ef-
fects Analysis), 6) метод изучения опасностей и функционирования (Hazard And Operability Study (HAZOP)), 7) анализ причин-последствий (Cause-Consequence Analysis), 8) анализ ошибок персонала (Human Reliability Analysis). Перечень наиболее распространенных методов, используемых при анализе риска, приведен в табл. 1. 20 Таблица 1 Основные методы анализа риска Метод Описание и применение Анализ «дерева событий» Совокупность приемов идентификации опасности и анализа частот, в которых используется индуктивный подход с целью перевода различных инициирующих со-
бытий в возможные исходы. Анализ видов и по-
следствий отказов, а также анализ ви-
дов, последствий и критичности отка-
зов Совокупность приемов идентификации главных источ-
ников опасности и анализа частот, с помощью которых анализируются все аварийные состояния данной едини-
цы оборудования на предмет их влияния как на другие компоненты, так и на систему в целом. Анализ «дерева неисправностей» Совокупность приемов идентификации опасности и анализа частот нежелательного события, с помощью ко-
торых определяются все пути его реализации. Использу-
ется графическое изображение. Исследование опасности и свя-
занных с ней про-
блем Совокупность приемов идентификации фундамен-
тальной опасности, с помощью которых оценивается ка-
ждая часть системы с целью обнаружения того, могут ли происходить отклонения от назначения конструкции и какие последствия это может повлечь. Анализ влияния человеческого фак-
тора Совокупность приемов анализа частот в области воз-
действия людей на показатели работы системы, с помо-
щью которых определяется влияние ошибок человека на надежность. Предварительный анализ опасности Совокупность приемов идентификации опасности и анализа частот, используемых на ранней стадии проек-
тирования с целью идентификации опасностей и оценки их критичности. Структурная схема надежности Совокупность приемов анализа частот, на основе ко-
торых создается модель системы и ее резервов для оценки надежности системы. Перечень дополнительных методов, используемых при анализе риска, приведен в табл. 2. 21 Таблица 2 Дополнительные методы анализа риска Метод Описание и применение Классификация групп риска по ка-
тегориям Классификация видов риска по категориям в порядке приоритетности групп риска. Ведомости прове-
рок Составление перечней типовых опасных веществ и/или источников потенциальных аварий, которые нуждаются в рассмотрении. С их помощью можно оценивать соответ-
ствие законам и стандартам. Общий анализ от-
казов Метод, предназначенный для определения того, возмо-
жен ли случайный отказ (авария) ряда различных частей или компонентов в рамках системы, и оценки его вероят-
ного суммарного эффекта. Модели описания последствий Оценка воздействия события на людей, имущество или окружающую среду. Используются как упрощенные анали-
тические подходы, так и сложные компьютерные модели. Метод Делфи Способ комбинирования экспертных оценок, которые могут обеспечить проведение анализа частоты, модели-
рования последствий и/или оценивания риска. Индексы опасно-
сти Совокупность приемов по идентификации/оценке опас-
ности, которые могут быть использованы для ранжирова-
ния различных вариантов системы и определения менее опасных вариантов. Метод Монте-
Карло и другие методы модели-
рования Совокупность приемов анализа частоты, в которых ис-
пользуется модель системы для оценки вариаций в ис-
ходных условиях и допущениях. Парные сопос-
тавления Способ оценки и ранжирования совокупности рисков пу-
тем попарного сравнения. Обзор данных по эксплуатации Совокупность приемов, которые могут быть использо-
ваны для выявления потенциально проблемных областей, а также для анализа частоты, основанного на данных об авариях, данных о надежности и проч. Анализ скрытых процессов Метод выявления скрытых процессов и путей, которые могли бы привести к наступлению непредвиденных собы-
тий. 22 2.3. Оценка рисков объектов технического регулирования 2.3.1. Определяющие отношения, функционалы и параметры рисков Оценка риска – это ряд логических шагов, позволяющих обес-
печить систематическим образом рассмотрение факторов опасно-
сти. Основой для оценки рисков R в рамках технического регулиро-
вания (разработки регламентов и стандартов) с учетом [1], нацио-
нального и международного опыта является функционал F, связы-
вающий вероятность P возникновения неблагоприятного события и математическое ожидание ущерба U от этого неблагоприятного со-
бытия { } ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
i
R i i
R
i
R=F U,P = F U,P = C U P U dU= C P U P dP
⎡ ⎤
∑
∫ ∫
⎢ ⎥
⎣ ⎦
, (2.1) где I – виды неблагоприятных событий; C – весовые функции, учи-
тывающие взаимовлияние рисков. В общем случае для качественного и количественного анализа рисков по выражению (2.1) на базе исследований сложных динами-
ческих нелинейных опасных процессов (возникновения нарушений, отказов, повреждений, разрушений, гибели, кризисов, аварий, ката-
строф) ведется построение физических и математических моделей, анализируемых ОТР, создающих угрозы как отдельным 11 видам безопасности по [1], так и комплексной безопасности по соответст-
вующим сочетаниям и видам безопасности. В этих моделях и сценариях возникновения и развития неблаго-
приятных событий используются как заданные, так и расчетные и постулированные опасные процессы, развивающиеся во времени t. При таком подходе используются временные шкалы рисков R(t). Общий ущерб U (или его
составляющие U
i
) определяется через обобщенный функционал (сумму) ущербов, наносимых населению N, объектам техносферы T и окружающей среде S { }
U N T S U
i N T S
i
i i i
U=F U,U,U = F U,U,U
⎡
⎤
⎛ ⎞
⎢
⎥⎜ ⎟
⎝ ⎠
⎣
⎦
∑
. (2.2) 23 Ущербы U по (2.2) и соответственно риски R по (2.1) определя-
ются в общем случае большим числом показателей. На современ-
ном этапе технического регулирования величины U и R от неблаго-
приятных событий можно оценивать по двум показателям: экономи-
ческим – в рублях (условных единицах) и человеческих потерях (ле-
тальных или нелетальных исходах). Вероятность P возникновения анализируемого неблагоприятно-
го события (или его составляющих i
P
) в общем случае определяет-
ся как функционал вероятностей, зависящий от источников, соот-
ветствующих поражающих факторов и объектов поражения – чело-
век N, объект техносферы T и окружающая среда S { }
(
)
p N T S T
P N S
i
i i i
i
P=F P,P,P = F P,P,P
⎡
⎤
∑
⎢
⎥
⎣
⎦
. (2.3) 2.3.2. Общая структура методов определения рисков В общем случае в рамках технического регулирования выбор методов оценки рисков определяется следующими основными фак-
торами: •
видами безопасности (ВБ) по [1]; •
исходной потенциальной опасностью ОТР, создающей угрозы всем основным видам безопасности по [1]; •
увеличением угроз по мере перехода ОТР от штатных (преду-
смотренных нормами и правилами) состояний к нештатным – по-
врежденным, аварийным и катастрофическим; •
наличием исходной статистической или детерминированной ин-
формации о реализации рисков или об оценках рисков по Феде-
ральному закону «О промышленной безопасности потенциально опасных объектов» на предшествующих стадиях создания и функционирования ОТР, в том числе до введения в действие За-
кона; •
наличием или созданием исходных баз знаний для расчетно-
экспериментального определения функционалов F и параметров 24 (U, P) рисков R в соответствии с выражениями (2.1-2.3); •
наличием правовой или нормативно-технической базы для обяза-
тельного определения рисков R; •
наличием международного, национального, отраслевого и объек-
тового опыта постановки и решения задач оценки рисков; •
наличием или созданием обоснованной мотивации определения и управления рисками R в рамках технического регулирования для повышения как отдельных по [1] видов безопасности, так и по комплексной безопасности для каждого ОТР. В число основных методов определения рисков R в общем слу-
чае входят следующие: детерминированные, статистические, веро-
ятностные, логико-вероятностные, методы нечетких множеств, экс-
пертные или их комбинации. При реализации Федерального закона на современном этапе в качестве исходных могут быть использова-
ны статистические и вероятностные методы (в том числе с исполь-
зованием «деревьев событий» и «деревьев отказов»). 2.3.3. Методология оценки рисков и управления рисками Для заданного ОТР в общих или специальных технических рег-
ламентах устанавливаются структура и ранжирование основных ви-
дов опасностей, угроз и вызовов опасности по [1]. В качестве основных источников опасностей для всех анализи-
руемых видов безопасности при реализации рисков принимаются: •
опасное контролируемое или неконтролируемое высвобождение энергии E (кинетической, взрывной, тепловой, световой, электри-
ческой, электромагнитной), накопленной в ОТР на различных ста-
диях жизненного цикла; •
опасный контролируемый или неконтролируемый выброс веществ W (радиационно, химически и биологически опасных); •
разрушение необходимых или возникновение опасных (вредных) потоков информации I (в управляющих, контролирующих, опове-
щающих системах ОТР). 25 Для каждого из указанных в [1] видов безопасности и источников опасностей должны быть проанализированы основные группы по-
ражающих факторов: •
объемы выделяемой энергии E, концентрации dE/dY энергии, ско-
рость (или импульс) выделения энергии dE/dt; •
массы W, концентрации dW/dY и дозы воздействия (dW/dY)dt опасных веществ; •
объемы I и скорости изменения потерянных или вредных потоков информации dI/dt, где Y – площадь воздействия фактора. Для каждой из указанных групп поражающих факторов должны быть проанализированы критические (E
c
, W
c
, I
c
) и предельно допус-
тимые характеристики ([E], [W], [I]) сопротивления человека, объек-
тов техносферы и окружающей среды действию этих факторов (с назначением, как правило, предельно допустимых концентраций [dE/dY], [dW/dY] и доз [(dE/dY)dt], [(dW/dY)dt], [dI/dt], уровней уязви-
мости и повреждения). Для каждого из сочетаний действующих на ОТР поражающих факторов и их предельно допустимых значений осуществляется ве-
роятностное моделирование и интегрирование (или суммирование) с учетом функций распределения по площади Y и времени t для оп-
ределения рисков R, повреждения (D) или уязвимости V человека N, объектов техносферы T и окружающей среды S через отношения текущих значений к критическим для опасных энергий, веществ и потоков информации (или их концентраций и доз) {
}
( )
( )
(
)
{
}
T,t Y,t D,V c c c C C C
Y,t
Yt
D,V =F E E,W W,I I = [(E/E ),(W/W )(I/I )]dYdt
∫∫
. (2.4) По установленным величинам повреждений Y,t
D
и уязвимости Y,t
V
для заданных вероятностей Y,t
P
оцениваются величины ущер-
бов Y,t
U. Полученные значения Y,t
P и Y,t
U для человека N, объектов тех- 26 носферы T и окружающей среды S можно определить значения для заданной точки Y и времени t рисков Y,t
R и построить карты рисков. Если будут заданы или научно обоснованы предельно допус-
каемые уровни рисков [R] или [
Y,t
R ], то условие безопасности может быть записано в форме {
}
[
]
{
}
Y,t Y,t
Ρ,Ρ Ρ,Ρ
⎡
⎤≤
⎣
⎦
. (2.5) При решении прямой задачи об обеспечении безопасности по условию (2.5) допускаемые величины [R] или [
Y,t
R ] устанавливаются с использованием допускаемых величин [E], [W] и [I] или их концен-
траций и доз. При решении обратной задачи по заданным величинам рисков [R] или [
Y,t
R ] могут быть установлены предельно допускаемые ве-
личины опасных: энергии, веществ и потоков информации или их концентраций и доз. Управление рисками для обеспечения основных видов безопас-
ности по [1] с учетом выражения (2.5) сводится к тому, чтобы в рам-
ках технического регулирования выполнить комплекс трех основных мероприятий: •
научно с применением расчетно-экспериментальных методов оценить риски {R,
Y,t
R }; •
с учетом международного, национального, отраслевого и локаль-
ного опыта научно обосновать предельно допускаемые уровни рис-
ков {[R], [
Y,t
R ]}; •
разработать мероприятия с необходимыми затратами Z и их эф-
фективностью (коэффициентами Z
m
эффективности) для обеспе-
чения заданного уровня безопасности ОТР. Тогда общая задача оценки и управления рисками для техниче-
ского регулирования записывается в форме {
}
[
]
{
}
{
}
Y,t Y,t Z Z
R,R R,R =F m ×Z⎡ ⎤≤
⎣ ⎦
(2.6) 27 Выражения (2.1…2.6) могут считаться одними из основных при разработках как общих и специальных технических регламентов, так и национальных стандартов и стандартов организаций. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ВРЕДНЫМИ ВЫБРОСАМИ ДОРОЖНЫХ МАШИН Ущерб окружающей среде от СДМ оценивается с учетом усло-
вий ее эксплуатации и определяется за счет загрязнения атмосфе-
ры вредными выбросами от двигателя внутреннего сгорания. Са-
мым распространенным типом двигателя, устанавливаемого на СДМ, является дизельный двигатель. Ряд специальных машин ба-
зируется на автомобилях с бензиновыми двигателями. На эксплуа-
тационные предприятия начинает поступать техника, двигатели ко-
торой работают на газовом топливе (сжиженный природный газ) и комбинированном (газодизельное топливо: 80% сжиженный природ-
ный газ, 20% дизельное топливо). Для определения эколого-экономического ущерба исполнителю следует пройти следующие ступени (см. рис. 3) [7]. Описанные совокупность и порядок действий могут быть осу-
ществлены самостоятельно. Расчетные зависимости для определе-
ния производительности различных видов машин приведены в со-
ответствующих многочисленных учебных и учебно-методических изданиях (например, [8, 9]). Норма расхода топлива машины Q
т
(л) на планируемое время Т определяется по общепринятой формуле [10] (см. прил. 2): Т
Р
т
H×S×(1+
Д
)
Q =q×T×(1+Д )+
100
, (3.1) где Р Т
Д, Д – обобщающие поправки на факторы, вызывающие до-
полнительный расход топлива при работе машины Р
Д
и при ее пробеге (транспортировании) Т
Д
соответственно. 28 Часовая норма расхода топлива машины q, кг/машино-ч опреде-
ляется по зависимости e e
-3
q=q ×N ×K×10
, (3.2) где 3
10
−
– переводной коэффициент граммов в килограммы. Параметры е e
q и N принимаются по эксплуатационным докумен-
там завода-изготовителя (паспорт, техническая характеристика, ин-
струкция по эксплуатации и т.п.). Интегральный коэффициент К определяется B M TM И
K=1,03×K ×K ×K ×K
, (3.3) где 1,03 – коэффициент, учитывающий расход топлива на запуск и регулировку работы двигателя, а также ежесменное техническое обслуживание машин; В
К
= 0,15…0,94 – коэффициент использова-
ния двигателя по времени; М
К
= 0,2…0,94 – коэффициент использо-
вания мощности двигателя; ТМ
К
= 0,95…1,28 – коэффициент, учиты-
вающий изменение расхода топлива в зависимости от коэффициен-
Необходимо знать (определить) производительность СДМ (или наработку за расчетный период, машино-ч) Определить удельный расход топлива СДМ Установить норматив ущерба от загрязнения атмосферы вредными выбросами при сжигании топлива двигателями вн
у
т
р
еннего сго
р
ания в п
р
о
ц
ессе р
аботы С
Д
М Рассчитать величину удельного эколого-экономического ущерба Рис. 3. Совокупность действий по определению величины эко-
лого-экономического ущерба при использовании СДМ 29 та использования мощности двигателя М
К; И
К = 1…1,2 – коэффици-
ент, учитывающий износ двигателя [9]. Линейная норма расхода топлива машины Н определяется по формуле: S 100 0
Н =H + Н (G-G ). (3.4) За критерий определения приведенного экологического ущерба можно взять отношение приведенной массы годового выброса за-
грязняющих веществ от выхлопа М к годовой производительности машины П или наработке машины Т. П
K = М/П, 3
усл.т ч
м
⋅
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎝ ⎠
, или (3.5) Т
К = М/Т,
усл.т
.
машино-ч
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎝ ⎠
(3.6) Значение М определяется через ПР
М
и расход топлива Q
Т
СДМ за расчетный период: М = М
ПР
хQ
Т
. (3.7) Удельный эколого-экономический ущерб определяется отноше-
нием экономического ущерба от загрязнения атмосферы вредными веществами (денежного эквивалента вреда окружающей среде) от вредных выбросов F к производительности П или наработке Т ма-
шины: п.уд.
F =F/П или (3.8) т.уд.
F =F/Т.
(3.9) Значение F определяется через Н
F и расход топлива Q
Т
СДМ за расчетный период: F = F
H
×Q
Т
. (3.10) Машина, обеспечивающая меньшее значение п.уд.т.уд.
F (F ), более предпочтительна (пример расчета см. гл. 5.2). Расчет выбросов СДМ в атмосферный воздух ведется с применением зависимостей и коэффициентов из Прил. 3 (см. Прил. 3, табл. П.3.1…П.3.8). 30 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА РИСКА ОТ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ Постоянное наличие в окружающей среде вредных веществ любой концентрации создает опасность для здоровья человека и биосферы в целом. Полное отсутствие загрязнений в атмосферном воздухе населенных мест и тем более в рабочей зоне является не-
реальным. В связи с этим законодательно введены три вида пре-
дельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ для воз-
духа: среднесуточная (
с.с.
ПДК ), максимальная разовая (
м.р.
ПДК ) и рабочей зоны (
р.з.
ПДК ) [11]. Недостаток нормативного подхода к оценке антропогенного влияния на биосферу заключается в том, что ПДК устанавливаются вне причинно-следственных связей техносферы, а это не позволяет использовать экономические и социальные рычаги для управления экологической безопасностью. Поэтому ПДК являются лишь частью нормативной базы обеспечения безопасности населения и окру-
жающей среды. В связи с этим в настоящее время для оценки опасностей нахо-
дит широкое развитие концепция риска, который может служить ко-
личественной мерой воздействия вредных и опасных факторов и позволяет определять вред (ущерб), наносимый этими воздейст-
виями [12]. Исходя из социальных и экономических аспектов вели-
чина «приемлемого» уровня риска принимается равной 1×10
-6
год, как вероятность смерти для индивидуума в течение года [13]. При этом можно рассматривать и анализировать различные ви-
ды последствий от опасностей, обусловленных возможными ава-
риями на промышленных предприятиях или нормальными условия-
ми их эксплуатации, а также от природных катастроф или повсе-
дневной деятельности людей. В общем случае всегда возникает риск сокращения средней продолжительности жизни (СПЖ) за счет заболеваний или смерти. Оценка вредного воздействия на человека основывается на законе Вебера–Фехнера: прирост силы ощущений 31 L пропорционален логарифму отношения величины воздействующе-
го фактора I к его пороговому значению 0
I [14] 0
I
L=a×lg
I
, (4.1) где a – коэффициент пропорциональности. Воздействия вредных факторов, превышающих пороговые зна-
чения, вызывают у человека разного уровня ощущения и приводят к отклонениям многих физиологических показателей организма вплоть до летального исхода. Следовательно, можно принять, что величина ощущений L и определяет величину риска R. Если рассматривать загрязнение атмосферы химическими ве-
ществами, то величиной воздействующего фактора и его пороговым значением являются концентрация вещества в воздухе С и его по-
роговая концентрация 0
С соответственно. Тогда уравнение (4.1) примет следующий вид 0
C
R=a×lg.
C
(4.2) Анализируя уравнение (4.2), отметим, что приемлемому уровню риска -6
пр
R = 10 соответствует содержание вредных химических ве-
ществ в воздухе с концентрацией, равной с.с.
ПДК; при среднесмер-
тельной концентрации 50
С = ЛК уровень риска равен 50
R = 0,5
ЛК
. Решая систему уравнений -6
с.с.
0
50
0
ПДК
10 =a×lg;
C
ЛК
0,5=a×lg,
C
⎧
⎪
⎪
⎨
⎪
⎪
⎩
определяем коэффициент пропорциональности а
и пороговую кон-
центрацию
0
С.
После чего зависимость величины риска от концентрации вред-
ного вещества в воздухе примет следующий вид 32 с.с.
50 с.с.
lg(С/ПДК )
R=0,5×.
lg(ЛК/ПДК )
(4.3) Чтобы определить величину риска относительно отдельно взя-
того индивидуума, необходимо произвести вычисления по следую-
щей формуле И
R =R×P
, (4.4) где P – вероятность пребывания индивидуума в опасной зоне. На основании же предыдущих уравнений становится возможным рас-
считать сокращение средней продолжительности жизни (ССПЖ) че-
ловека за определенный отрезок времени (например, за год рабоче-
го стажа) расч.И
ССПЖ=Д ×R, (4.5) где Д
расч.
– временной интервал, за который рассчитывают ССПЖ. Риски в их количественном выражении подлежат суммирова-
нию. Затем эти данные могут быть использованы, например, для расчета расходов на пропуски работы по болезни. Такой подход к оценке качества атмосферного воздуха позво-
ляет ввести критерий риска и соответствующие дополнения в дей-
ствующую нормативную базу обеспечения промышленной безопас-
ности. 5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНЫХ МАШИН 5.1. Пример расчета риска от загрязнения воздуха вредны-
ми выбросами дорожных машин Расчет производим для производственной площадки, загазо-
ванной отработавшими газами от дорожных машин. В их состав входят нижеперечисленные вредные вещества: СО – оксид углерода; VOC – углеводороды в пересчёте на 1,85
СН; 33 x
NO
– оксиды азота в пересчёте на 2
NO; РМ – твёрдые частицы; 2
SO – диоксид серы; 2 2
С O
– диоксид углерода; 4
СН
– метан; NMVOC – неметановые углероды; 3
NH – аммиак; 2
N O – закись азота. Проведем расчет величины риска применительно к нормируе-
мым величинам качества воздуха в рабочей зоне, т.е. когда концен-
трация вредного вещества равна С= ПДК
р.з.
. В расчетах применяем зависимости, приведенные в четвертой главе. При этом следует от-
метить, что расчет по данной методике не возможен для беспорого-
вых веществ (т.е. таких, для которых причинно-следственные связи между фактом действия вещества и развитием процесса носят ве-
роятностный характер, а зависимость «доза-эффект» построить для них не представляется возможным). Используя данные из [15] для аммиака, получаем величину его риска для рабочей зоны: р.з.с.с.
-1
р.з.
50 с.с.
lg(ПДК/ПДК )
lg20-lg0,04
R =0,5× =0,5× =0,27год.
lg(ЛК/ПДК ) lg3800-lg0,04
При расчете величины индивидуального риска для рабочей зо-
ны необходимо учитывать вероятность пребывания работающих в данной зоне
р.з.
P
: р.з.
41
P =,
24×7
где 41 – количество рабочих часов в неделе, 7 – количество дней в неделе, 24 – количество часов в сутках. Индивидуальный риск для работающих в данных условиях со-
ставит: -1
и р.з.р.з.
R = R ×P = 0,27×0,244 = 0,066 год. 34 Сокращение средней продолжительности жизни за год рабоче-
го стажа составит: 3
NH и
ССПЖ = 365×R = 365×0,066 = 24,09 д
н/год.
Аналогичным образом ССПЖ можно определить и для других загрязняющих веществ, используя данные из [15]. Результаты рас-
чета приведены в табл. 3. Таблица 3 Величина риска и СПЖ в рабочей зоне для химических веществ, содержащихся в отработавших газах дизельных двигателей Веще-
ство ПДК
с.с.
, мг/м
3
ЛК
50
, мг/м
3
Класс опасно-
сти ПДК
р.з.
, мг/м
3
R
р.з.
, год
-1
ССПЖ, дн/год CO 3 3600 4 20 0,032 11,68 VOC
0,003 385000 2 0,5 0,137 12,2 NO
2 0,04 140 3 2,0 0,059 21,53 PM Беспороговое вещество SO
2 Беспороговое вещество C
2
O
2 Беспороговое вещество CH
4 50 не вы-
явлено 3 7000 — — NMVOC 0,1 45000 2 5 0,151 13,3 NH
3 0,04 3800 4 20 0,066 24,09 N
2
O 60 1300 3 300 0,26 23,23 5.2. Пример расчета эколого-экономического ущерба от загрязнения воздуха вредными выбросами дорожных машин Необходимо сравнить два варианта снегоочистителей (ТВЭКС-
1070 и СШ2) по величинам эколого-экономических ущербов от за-
грязнения воздуха вредными выбросами. Произведем расчет эколого-экономического ущерба от загряз-
нения воздуха вредными выбросами снегоочистителя на базе спецшасси ТВЭКС-1070. Производительность техническая 3
тех
П = 221,4 м/ч. Планируемая наработка за год Т= 500 машино-ч. Рассчитаем расход топлива 35 т р т
Q =q×T×(1+Д )+Н×S(1+
Д
)/100
где р т
Д,Д – обобщающие поправки на факторы, вызывающие до-
полнительный расход топлива при работе машины р
Д
и при ее про-
беге
(транспортировании) т
Д
соответственно. Необходимо опреде-
лить расход топлива только машины. При этом правый член суммы приравнивается к нулю. Часовая норма расхода топлива машины q, кг/машино-ч, определяется по зависимости -3
e e
q= q ×N ×K×10, где 3
10
−
– переводной коэффициент граммов в килограммы. Параметры e e
q и N
принимаются по эксплуатационным доку-
ментам завода-изготовителя (паспорт, техническая характеристика, инструкция по эксплуатации и т.п.). e e
q = 84 г/кВт ч; N = 90 кВт
(для двигателя Stayer 250). Интегральный коэффициент К определяется из выражения Р м тм и
К= 1,03×К ×К ×К ×К, где 1,03 – коэффициент, учитывающий расход топлива на запуск и регулировку работы двигателя, а также ежесменное техническое обслуживание машин; в
К
= 0,15…0,94 – коэффициент использова-
ния двигателя по времени (см. прил.1, табл. П.1.1); тм
К
= 0,951…1,28 – коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зави-
симости от коэффициента использования мощности двигателя м
К (см. прил.1, табл. П.1.2); и
К = 1…1,2 – коэффициент, учитывающий износ двигателя (см. прил.1, табл. П.1.3). В результате: К= 1,03×0,77×0,6×1,05×1,05= 0,525; q= 84×90×0,525×10
-3
= 4 кг/машино-ч. При наличии нескольких повышающих (понижающих) факторов индивидуальная норма расхода топлива устанавливается с учетом суммы или разности надбавок, выраженных обобщенным поправоч-
ным коэффициентом Д. Т Р
Д= Д +Д =0,1+0,05=0,15 (см. прил.1, табл. П.1.5 и П.1.6). 36 Расход топлива Q
т
за расчетный период (год) работы Q
Т
= q×T×(1 + Д
Р
) = 4×500×(1 + 0,15) = 2300 кг/год. Норматив экономического ущерба от загрязнения атмосферы валовыми выбросами н пр
F =γ×σ×f×М
, где γ - нормирующая константа, переводящая уровень загрязнения территории в денежный эквивалент (γ = 80 руб./усл.т); σ – показа-
тель (безразмерный) относительной опасности загрязнения атмо-
сферного воздуха, зависящий от типа территории (σ = 4); f – коэф-
фициент (безразмерный), учитывающий характер рассеивания при-
меси в атмосфере (для СДМ f = 5 [8]); H
F = 7053 руб./усл.т. пр
М
– приведенная масса выброса загрязняющих веществ от сгорания 1 тонны топлива ДВС. пр
М
= 4,4 усл.т/год. За критерий определения приведенного экологического ущерба можно взять отношение приведенной массы годового выброса за-
грязняющих веществ от выхлопа М к годовой производительности машины П или наработке машины Т (3.5; 3.6). Значение М определяется через пр
М
и расход топлива Q
т СДМ за расчетный период пр т
М=М ×Q =4,4×2,3=10 усл.т.
-3 3
п
K =10/221,4×500=0,09×10 усл.т/м
. Удельный эколого-экономический ущерб определяется соот-
ношением экономического ущерба от загрязнения атмосферы вред-
ными веществами (денежного эквивалента вреда окружающей сре-
де) от вредных выбросов F к годовой производительности П или на-
работке Т машины (3.5; 3.6). Значение F определяется через н
F
и расход топлива Q
Т
СДМ за расчетный период F = F
Н
×Q
Т
= 7052×2,3 = 16222 руб. 37 Значит, годовой экологический ущерб от работы машины соста-
вит 16222 рублей, в год машина будет потреблять 2,3 т топлива: п.уд.
F =16222/221,4×500=0,146
руб./м
3
. Воспользовавшись данной методикой, проведем сравнитель-
ный анализ. Оценим вред окружающей среде, который наносит сне-
гоочиститель шнекороторный СШ2. Производительность техническая 3
тех
П = 800 м/ч
. Планируемая наработка за год Т= 500 машино-ч. Рассчитаем расход топлива, используя выражения (5.14…5.18). К=1,03×0,77×0,6×1,05×1,05=0,525. q=0,121×220×0,525=14 кг/машино-ч. Для двигателя ЯМЗ-240БМ2 удельный расход топлива e
q = 121 г/кВт ч
, эффективная мощность e
N = 220 кВт. Расход топлива за расчетный период работы Q
Т
= q×T×(1 + Д
Р
) = 14×500×(1 + 0,15) = 8050 кг/год. Значение М определяется через пр
М
и Q
Т
М = М
ПР
×Q
Т
= 4,4×8,05 = 35 усл.т. -3 3
п тех.
K = M/П ×T=35/800×500= 0,0875×10 усл.т/м
. Значение F определяется через н
F и расход топлива Q
Т
СДМ за расчетный период (год) F = F
Н
×Q
Т
= 7052×8,05 = 56777 руб./год. Значит, годовой экологический ущерб от работы машины соста-
вит 56777 рублей, в год машина будет потреблять 8050 л топлива. п.уд.
F =56777/800×500=0,142
руб./м
3
. Машина, обеспечивающая меньшее значение п.уд.
F
, более предпочтительна. Из расчетов видно, что снегоочиститель СШ2 бо-
лее предпочтителен, т.к. показатель п.уд.
F у него меньше аналогич-
ного показателя снегоочистителя на базе спецшасси ТВЭКС-1070. 38 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ ДЫМНОСТИ ДОРОЖНЫХ МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИИ Несмотря на действующее Постановление Правительства РФ от 06.02.2002 №83 «О проведении регулярных проверок транспорт-
ных средств на их соответствие техническим нормативам выбро-
сов», подвергнуть процедуре контроля дымности можно лишь тех-
нику, смонтированную на тракторах. Только на эти машины распро-
страняется действие ГОСТа [16], несмотря на то, что специалистам понятно, - нет принципиальной разницы между дымностью дизель-
ного двигателя трактора и дымностью специального шасси, на кото-
ром монтируется многообразное рабочее оборудование. Однако стандарт есть стандарт и его следует выполнять. В России принято контролировать дымность в условиях эксплуатации на режиме сво-
бодного ускорения двигателя. Порядок определения нормативных значений дымности машин на базе тракторов регламентируется указанным выше ГОСТом. В данном документе стандартизованы такие понятия, как дым-
ность, нормы и методы измерения дымности •
Дымность – показатель, характеризующий степень поглощения светового потока, просвечивающего отработавшие газы (ОГ). •
Метод измерения дымности основан на измерении оптической плотности ОГ, он характеризует ослабление светового потока при его прохождении через измерительную трубу, заполненную ОГ. Единицей измерения является натуральный показатель измене-
ния (поглощения) светового потока К (м
-1
) или коэффициент ос-
лабления светового потока N (%). Натуральный показатель поглощения светового потока К харак-
теризует абсорбционную способность ОГ. Он равен обратной вели-
чине толщины слоя ОГ, в котором световой поток ослабляется в «
е
» раз (е - основание натурального логарифма), и является основным нормативным показателем. Коэффициент ослабления светового по-
тока N - вспомогательный нормативный показатель. Он определяет 39 степень ослабления светового потока от источника света отрабо-
тавшими газами при прохождении ими измерительной базы дымо-
мера. Показатели дымности К и N связаны между собой зависимо-
стью .
100
N
1ln
L
1
K
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−=
, (6.1) где L – фотометрическая база дымомера, м. Нормативные значения дымности приведены в [16] в единицах измерения К (м
-1
) и N (%), в виде дискретных величин, в табличных формах, в зависимости от условного расхода воздуха двигателя Q (дм³/с), с шагом 5 дм³/с. Приоритет по разработке и использова-
нию указанного метода измерения дымности принадлежит англий-
ской фирме Hartridge. Он чаще реализуется в дымомерах, чем дру-
гой метод - фильтрации потока ОГ (используемый в приборах фир-
мы Bosch), основанный на измерении степени почернения поверх-
ности фильтра, через который пропускают ОГ. Относительная сте-
пень почернения (в единицах шкалы прибора фирмы Bosch) оцени-
вается инструментально по величине светового потока, исходящего из источника света и отражаемого испытуемым фильтром после осаждения на нем твердых частиц (сажи) и аэрозолей топлива. На службе у инспекторов Гостехнадзора РФ находятся в основ-
ном дымомеры отечественного производства фирмы МЕТА. Поря-
док настройки прибора покажем на примере измерителя дымности отработавших газов — дымомера МЕТА-01. Прибор предназначен для экспресс-измерения дымности отра-
ботавших газов автомобилей, тракторов, а также других транспорт-
ных средств и стационарных установок, оснащенных двигателями с воспламенением от сжатия. Результат измерений представляется в единицах коэффициента поглощения (натурального показателя, ос-
лабления) (м
-1
) и в единицах коэффициента ослабления (%). При этом полученные значения дымности с помощью поправочных ко-
эффициентов приводятся с фотометрической базы 0,15 м прибора 40 МЕТА-01 МП 0,1 к стандартной базе величиной 0,43 м. Дымомер МЕТА-01 включает в себя следующие элементы (см. прил. 4, рис. П.4.1): приборный блок, оптический датчик, рассекатель пробоза-
борника, буквенно-цифровой дисплей, тумблер включения питания, кнопки сброса показаний, кнопки коррекции нуля, переключатель режимов работы. Испытания проводятся при температуре окружающего воздуха от 0 до 35
о
С и давлении атмосферного воздуха от 92 до 105 кПа. Кроме того, необходимо убедиться в исправности выпускной систе-
мы трактора путём визуального осмотра; прогреть двигатель до температуры, рекомендуемой заводом-изготовителем; установить в нейтральное положение рычаг механизма переключения передач и включить сцепление (если оно имеется). Перед началом измерений необходимо подготовить прибор к работе следующим образом 1. Произвести его сборку. 2. Включить прибор и прогреть в течение трёх минут. 3. Дождаться появления на левой стороне цифрового индика-
тора изображения знака «П». 4. Нажать и отпустить кнопку «сброс показаний». 5. Нажать и отпустить кнопку «коррекция нуля». При этом на цифровом индикаторе установятся показания 0,00…0,02. 6. Затем следует подключить прибор: 1)закрепить оптический датчик в пробоотборнике; 2)зафиксировать пробоотборник на выхлопной трубе машины. Двигатель должен быть выведен на минимальную частоту вра-
щения коленчатого вала. После этого производится измерение дымности отработавших газов в режиме свободного ускорения. Для этого необходимо 1. Перевести переключатель «режимов работы» прибора в по-
ложение «Ο» – режим измерения пиковых значений. 2. При работе дизеля на минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала холостого хода необходимо перемес-
41 тить орган управления регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя в течение не более 0,5 с в положение, соответст-
вующее максимальной подаче топлива. Такое положение органа управления сохраняют в течение 5…10 с. Затем орган управления регулятором частоты вращения перемещают в исходное положение; в исходное положение должны возвратиться частота вращения ко-
ленчатого вала и показания дымомера. Испытания повторяют не менее восьми раз, пока разность между максимальным и мини-
мальным значениями дымности четырех последних измерений не станет равной или менее 0,25 м
1−
. При этом четыре последних из-
меренных значения дымности должны носить случайный характер и не составлять убывающую или возрастающую последовательность. 3. После каждого единичного измерения и считывания показа-
ний индикатора необходимо производить сброс результата путем нажатия кнопки Θ «сброс показаний». Результаты измерения дымности заносятся инспектором Гос-
технадзора РФ в карточку учета на данную машину. При проведении контроля дымности испытателю надо учесть требуемые ГОСТом 17.2.2.02-98 конструктивные особенности ма-
шины (наличие или отсутствие муфты сцепления) и дизеля (наличие или отсутствие турбонаддува); определить условия воздухообмена (ограниченный или неограниченный воздухообмен); учесть внешние условия при проведении измерений (см. выше). По параметрам дви-
гателя вычислить условный расход воздуха, после этого по соот-
ветствующей таблице ГОСТа установить норму дымности. При этом, возможно, придется использовать интерполяцию, если вели-
чина условного расхода воздуха для данного двигателя не совпада-
ет с табличной. Результаты измерений в соответствии с требовани-
ем ГОСТа только теперь можно сравнить с нормой. Столь большое количество составляющих процедур измерений, которые должны быть учтены и которые непосредственно влияют на итоговый ре-
зультат, возлагаются на лицо, проводящее испытание. Они делают процесс измерения долгим, трудоёмким и требующим соответст-
42 вующей технической подготовки и аттестации персонала Гостехнад-
зора РФ. Возможность передачи значительной части «нагрузки» и ручной работы инспектора Гостехнадзора РФ компьютеру реализуется в приведенном в приложении 4 алгоритме (рис. П.4.2). Разработанная на основании приведенного алгоритма программа определения нормативного значения дымности прошла регистрацию в государст-
венном реестре [17]. Реализацию данной задачи можно еще упро-
стить, если установить корреляционные зависимости между расхо-
дом воздуха и нормой дымности, выбираемые из таблиц указанного ГОСТа. При этом трудоемкость выбора норм дымности снижается, но это не отражается на его качестве. Таким образом были получе-
ны: •
корреляционные
зависимости дымности отработавших газов ди-
зелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин, от условного расхода воздуха (см. прил. 4, рис. П.4.3); •
составлен уточненный алгоритм определения нормы дымности для самоходных дорожных машин в эксплуатации (см. прил. 4, рис. П.4.4); •
разработана программа [18]. Соответствующие аналитические выражения дымности отрабо-
тавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйствен-
ных машин от условного расхода воздуха выведены из представ-
ленных в [16] в табличных формах Д (м
-1
) = f(Q) и Д (%) = f(Q) нор-
мативных значений дымности в единицах измерения соответствен-
но К (м
-1
) и N (%) (см. прил. 4, табл. П.4.1 и П.4.2) в функции услов-
ного расхода воздуха двигателя Q (дм
3
/с). Эта операция осуществ-
лена с помощью программы Microsoft Excel из пакета программ Mi-
crosoft Office. Рис. П.4.3 (см. прил. 4) является графической интерпретацией полученных корреляционных зависимостей, сведенных в табл. П.4.1 и П.4.2. В алгоритмах (см. прил. 4, рис. П.4.2 и рис. П.4.4) учитыва-
43 ются: условия работы машин (ограниченный или неограниченный воздухообмен); особенности конструктивного исполнения двигателя (наличие или отсутствие турбонаддува) и трансмиссии машины (на-
личие или отсутствие муфты сцепления). При отсутствии муфты сцепления маховик двигателя соединен с вращающимися деталями трансмиссии. Разгон двигателя происходит медленнее и с большей затратой топлива. Поэтому дымность у такой машины выше в сред-
нем на 0,5 м
-1
. Описание алгоритма
(см. прил. 4, рис. П.4.4)
1. Задают марку машины и двигателя. 2. Устанавливают параметры ДВС, необходимые для расчета ус-
ловного расхода воздуха: i – число цилиндров двигателя; V
n
— рабочий объем цилиндра, дм
3
; n – номинальная частота враще-
ния коленчатого вала дизеля, мин
-1
; τ
— тактность двигателя. 3. Рассчитывают условный расход воздуха Q = (i×V
n
×n)/(30×
τ
). (6.2) Отличие в процедуре определения норм дымности по данному алгоритму от представленной ГОСТом состоит в том, что исключа-
ется необходимость интерполяции результатов, так как норма дым-
ности вычисляется по установленной соответствующей аналитиче-
ской зависимости Д = f(Q). При использовании данных разработок процесс измерения дымности машин будет проходить следующим образом. Испытате-
лю нужно установить пробозаборник дымомера на выхлопной трубе в соответствии с требованиями ГОСТа, внести в компьютер марку испытуемой машины и нажать клавишу «Ввод». Затем провести из-
мерение дымности в соответствии с указаниями, представленными в ГОСТе. Далее компьютер вычисляет расход воздуха для данного двигателя, обрабатывает результаты испытаний, определяет нор-
мативное значение дымности, сравнивает результаты замера дым-
ности с нормативным значением, делает вывод о годности машины к эксплуатации и сохраняет данные в электронном виде. Кроме того, 44 это дает возможность отказаться от печати на встроенном печа-
тающем устройстве дымомера чеков с результатами измерений для каждой машины, прикладываемых к протоколу. Вместо этого можно создать электронный архив протоколов на каждое предприятие и заносить в него полученные данные на каждую машину. Итоговым документом результатов проверки теперь будет служить распеча-
танный и подписанный в двух экземплярах сводный протокол (ве-
домость) контроля дымности машин, находящихся на балансе предприятия. Копию полученной информации на электронном носи-
теле следует передать на предприятие. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Безопасность дорожных машин является важнейшей харак-
теристикой их технического уровня и должна активно влиять на их конкурентоспособность в современном мире. 2. В работе предпринята попытка использования методологии оценки риска при определении показателей безопасности дорожных машин, принятой в РФ в соответствии с Законом о техническом ре-
гулировании [1]. 3. Разработанная структура безопасности дорожной техники (см. рис. 1) позволяет использовать накопленный научно-методи-
ческий потенциал по оценке как нормируемых показателей безопас-
ности дорожных машин, так и новых (расчетных) показателей, кото-
рые тождественно отражают их безопасность в соответствии с предложенными уровнями ее оценки и учитывают известные науч-
ные наработки в области иерархии показателей дорожных машин. 4. Разработанная методика определения ущерба от загрязне-
ния атмосферного воздуха вредными выбросами при эксплуатации дорожных машин позволяет решать следующие задачи: определять величину экологического и эколого-экономического ущерба от за-
грязнения атмосферного воздуха, создаваемого одной машиной, а также давать экологическую оценку принятия решения по формиро-
45 ванию комплектов машин для выполнения заданного объема работ и парка дорожной техники для предприятий. 5. Описанная методика оценки риска позволяет выразить коли-
чественную оценку ущерба, причиняемого человеку (населению, предприятию) дорожными машинами. 6. Компьютеризация процесса выбора норм дымности на осно-
ве предложенных в главе 6 алгоритмов, осуществленная на уровне государственной регистрации программных продуктов [17, 18], по-
зволяет существенно снизить трудозатраты сотрудника Ростехнад-
зора РФ, исключить фактор его субъективного мнения, перенести на «плечи» компьютера трудоемкие операции, исключить возможность ошибки и нарушения требований ГОСТа. 7. Новые практические навыки, которые можно получить, изучив пособие, - это научиться: определять норму дымности дорожных машин; рассчитывать экологический и эколого-экономический ущербы, создаваемые дорожной машиной при загрязнении атмо-
сферного воздуха вредными выбросами; оценивать риск здоровью оператора, управляющего дорожной машиной. 8. Приведенная в пособии методика расчета выбросов вредных веществ при работе дорожной машины с дизельным двигателем, реализована в виде программного продукта, прошедшего государ-
ственную регистрацию [20]. Он поможет студенту оперативно опре-
делять массовые выбросы вредных веществ дорожными машинами за расчетный период. Указанный программный продукт использует-
ся в лабораторной работе. 9. Отработать навыки определения нормативных значений дымности с использованием персонального компьютера, сопостав-
ления значений дымности, полученных в результате проведения измерений, с нормой и ведения делопроизводства по экологическо-
му контролю техники на предприятиях в условиях эксплуатации по-
зволяет лабораторная работа, в которой используется указанный выше программный продукт [18].Она будет полезна не только сту-
дентам, изучающим дисциплину «Экология», но и инспекторам Рос-
46 технадзора РФ, которые могут таким образом повысить свою ква-
лификацию и будут аттестованы на выполнение указанной работы. 10. Результаты работы направлены на снижение негативного воздействия вредных выбросов в атмосферный воздух при эксплуа-
тации дорожных машин. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Дайте определение безопасности, трактуемой в ФЗ «О техниче-
ском регулировании». 2. Какие этапы включает в себя оценка риска? 3. Где учитывают аспекты безопасности? 4. Почему абсолютной безопасности на практике нельзя достичь? 5. Какие уровни оценки безопасности Вы можете назвать? Что про-
исходит на каждом из них? 6. Что понимают под риском, допустимым риском, остаточным рис-
ком? 7. Перечислите способы снижения риска. 8. Назовите известные Вам методы анализа и оценки рисков. 9. Изложите алгоритм действий при определении величины эколо-
го-экономического ущерба от использования СДМ. 10. Поясните структуру зависимости для расчета удельного расхода топлива СДМ. 11. Как рассчитать величину удельного экологического ущерба, соз-
даваемого дорожной машиной от загрязнения атмосферного воздуха вредными выбросами? 12. Как рассчитать величину удельного эколого-экономического ущерба? 13. Как определить суммарное значение риска, если известны вели-
чины рисков по ряду веществ, загрязняющих атмосферный воз-
дух? 14. Как рассчитать величину сокращения средней продолжительно-
сти жизни? Для чего она может быть использована? 15. Какие конструктивные особенности и условия работы дорожной машины влияют на норму дымности? 16. От каких параметров зависит величина условного расхода воз-
духа дизельного двигателя? 17. У какой из двух дорожных машин норма дымности больше: у машины с механической трансмиссией или - с гидравлической и почему? 47 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 РАСХОД ТОПЛИВА: ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ Термины и определения
Норма расхода топлива – плановая мера потребления топлива строительно-дорожной машиной на выполнение единицы работы или на единицу рабочего времени (машино-ч.) при использовании машин в условиях прогрессивной технологии и рациональной орга-
низации труда. Индивидуальная норма расхода топлива – норма расхода топ-
лива машиной конкретной марки на производство единицы работы (продукции) или на единицу рабочего времени применительно к оп-
ределенным условиям производства. Базовая (типовая) норма расхода топлива – индивидуальная норма расхода топлива машины на средних режимах потребления мощности, рациональном использовании сменного времени и без учета местных условий эксплуатации. Примечание.
Базовые нормы, как правило, определяют на ос-
нове статистической обработки многолетних данных подконтроль-
ной эксплуатации машин, в том числе о фактических расходах топ-
лива при указанных выше условиях эксплуатации машин. Базовая норма расхода топлива автомобиля - индивидуальная норма расхода топлива автомобиля, на базе которого создана строительно-дорожная машина, регламентирующая расход топлива в литрах на 100 км пробега автомобиля по определенному заданно-
му маршруту без учета местных условий эксплуатации. Технологическая (пооперационная) норма расхода топлива - индивидуальная норма расхода топлива на выполнение данного ви-
да работы (операции), которая учитывает его расход на основные и вспомогательные технологические процессы производства работы (операции), расход на разогрев и пуск машин после технологических перерывов, а также технически и технологически неизбежные поте-
ри топлива при работе машин. 48 Групповая норма расхода топлива – норма расхода топлива на парк машин предприятия (организации), необходимая для выполне-
ния запланированного объема работ. Общепроизводственная норма расхода топлива – групповая норма расхода топлива, учитывающая расход топлива на основные и вспомогательные технологические процессы производства, а так-
же на вспомогательные нужды, не связанные непосредственно с осуществлением технологического процесса. Таблица П.1.1 Значения коэффициентов К
В, К
М, К
ТМ, К
И
, входящих в состав интегрального коэффициента К Коэффициент исполь-
зования двигателей Наименование машины по време-
ни К
В
по мощно-
сти К
м
1 2 3 1. Машины для земляных работ Экскаваторы одноковшовые: 1 – 2 размерные группы 0,86 0,6 3 – 4 размерные группы 0,9 0,5 Экскаваторы траншейные роторные и цепные 0,88 0,5 Экскаваторы роторные с ковшом вместимостью, л, до: 50 0,88 0,5 100 0,94 0,5 Экскаваторы многоковшовые поперечного копания карьерные 0,88 0,5 Бульдозеры 0,86 0,4 Рыхлители на базе трактора 0,86 0,8 Скреперы 0,92 0,8 Автогрейдеры 0,9 0,5 Планировщики 0,9 0,4 49 Продолжение табл. П.1.1 1 2 3 2. Машины для ремонта и содержания дорожных покрытий Машины маркировочные, асфальторазогреватели 0,63 0,3 Машины для очистки и разделки трещин 0,63 0,5 Машины для приготовления и распределения шламов, для устранения неровностей 0,63 0,7 Машины для устройства полос уширения и укрепления откосов 0,63 0,4 3. Снегоочистители Шнекороторные 0,77 0,6 Газоструйные 0,77 0,85 4. Машины для уплотнения грунтов и дорожных покрытий Катки 0,79 0,5 Машины трамбующие 0,42 0,27 Виброплиты 0,63 0,6 5. Машины и оборудование для дорожных покрытий Фрезы дорожные 0,6 0,6 Цементовозы-распределители 0,7 0,4 Машины грунтосмесительные, автогудронаторы, Автобитумовозы 0,83 0,4 Асфальтоукладчики 0,78 0,3 Оборудование для армирования поперечных швов в цементобетонном покрытии 0,6 0,6 Машины для устройства шероховатых поверхностей 0,63 0,4 Нарезчики швов 0,42 0,3 Установки асфальтосмесительные 0,6 0,6 6. Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей Бетоносмесители цикличного действия: Стационарные вместимостью, л: до 500 0,8 0,4 св. 500 0,8 0,5 Передвижные вместимостью, л: до 500 0,6 0,5 св. 500 0,7 0,5 Передвижные 0,2 0,4 50 Окончание табл. П.1.1 1 2 3 стационарные 0,7 0,4 Автобетоносмесители, автобетоновозы, авторастворо-
возы 0,82 0,5 Дозаторы непрерывного действия и цикличные 0,9 0,5 Бетононасосы передвижные и стационарные 0,6 0,5 7. Вибромашины Вибраторы: общего назначения 0,2 0,9 Глубинные 0,2 0,8 Вибропитатели 0,15 0,9 8. Краны, грузоподъемные устройства, погрузчики Краны стреловые автомобильные грузоподъемностью, т: до 10 0,74 0,25 св. 10 0,79 0,25 Краны стреловые пневмоколесные 0,9 0,35 Краны стреловые гусеничные 0,9 0,3 Погрузчики одноковшовые 0,86 0,3 9. Машины для свайных работ Шпунтовыдёргиватели 0,82 0,7 Шпунтопогружатели 0,82 0,3 Молоты дизельные, устройство для резки свай, погружатели вибрационные, установки копровые 0,82 0,3 10. Дробильно-обогатительное оборудование Дробилки стационарные 0,82 0,6 Установки передвижные дробильно-сортировочные производительностью, м
3
/ч: до 25 0,94 0,6 св. 25 0,94 0,7 Грохоты, питатели, транспортёры (конвейеры) 0,82 0,6 11. Машины мелиоративные Канавокопатели плужные и фрезерные, каналоочистители 0,83 0,5 Грейдер-элеваторы 0,85 0,5 Снаряды землесосные производительностью, до 50 0,79 0,6 св. 50 0,68 0,5 51 Таблица П.1.2 Значение коэффициента, учитывающего изменение расхода топлива К
ТМ
при значениях коэффициента использования мощности двигателя К
М К
тм
при значениях К
м
Тип двигателя 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Тракторные дизели 1,28 1,14 1,08
1,05 1,02 0,95 Автомобильные дизели 1,2 1,09 1,05
1,02 1,01 0,98 Бензиновые 1,08 1,04 1,03
1,02 1,01 1 Таблица П.1.3 Значение коэффициента, учитывающего износ двигателя К
и
при использовании ресурса двигателя, % К
и
при использовании ресурса двигателя, % Тип двигателя 0 –30 30 –80 80 –100 Дизельные Бензиновые 1 1 1,05 –1,15 1,1 1,2 Таблица П.1.4 Сводная таблица результатов Характеристика двигателя Н
т
Наименование машины Марка машины дизельный или карбю-
раторный N
е
, кВт Q
е
, г/кВт-ч
К
В
К
М
К
ТМ
К
И
кг/ машино-ч л/машино-ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 Таблица П.1.5 Поправки, учитывающие дополнительный расход топлива Факторы, увеличивающие индивидуальную норму расхода топлива Значение поправочного коэффициента Д Обкатка новой машины Д
1
0,05 Эксплуатация после капитального ремонта Д
2
0,05 Внутригаражные расходы, перегоны, техническое об-
служивание и ремонт (кроме капитального), хранение машин Д
3
0,05-0,08 Практическое обучение и стажировка персонала Д
4
0,10 Стесненные условия работы Д
5
0,10 Перевозка грузов, требующих пониженных скоростей движения Д
6
0,10 Работа в тяжелых дорожных условиях в период се-
зонной распутицы и повышенных снежных заносов Д
7
0,10 Работа в горных местностях на высоте над уровнем моря, м: от 500 до 1500 от 1501 до 2001 от 2001 до 3000 св. 3000 Д
8
0,05 0,10 0,20 0,30 Работа в зимнее время (при среднесуточной температуре воздуха ниже 0
О
С): в южных районах страны* в северных районах страны* в районах Крайнего Севера и местностях, приравненных к ним* в остальных районах страны* Д
9
0,05 0,15 0,20 0,10 * Предельные значения зимних надбавок к нормам расхода то-
плива в республиках, краях и областях России приведены в табл. П.1.5. Примечание.
Для машин, работающих на дизельном топливе, оснащенных пусковыми карбюраторными двигателями, расход бен-
зина для запуска составляет 3 % в летнее время и 4,5 % в зимнее время индивидуальной нормы расхода дизельного топлива. 53 Таблица П.1.6 Предельные значения зимних надбавок к нормам расхода топлива в республиках, краях и областях России Клима-
тическая зона Республики, края, области, входящие в состав данной зоны (при применении зимних надбавок к нормам расхода топлива) Срок дей-
ствия в те-
чение го-
да, мес. Преде-
льная величи-
на над-
бавки, % 1 2 3 4 1 Республика Дагестан, Кабардино-
Балкарская, Чеченская, Ингушская рес-
публики. 3 5,0 2 Республика Северная Осетия, Красно-
дарский и Ставропольский края. 3 5,0 3 Белгородская, Калининградская, Ростов-
ская области. 4 7,0 4 Республика Калмыкия, Астраханская, Брянская, Воронежская, Волгоградская, Калужская, Курская, Липецкая, Орлов-
ская, Пензенская, Саратовская, Тамбов-
ская, Самарская области. 5 10,0 5 Республика Марий Эл, Республика Та-
тарстан, Чувашская Республика, Влади-
мирская, Ивановская, Тверская, Рязан-
ская, Ленинградская, Московская, Туль-
ская, Смоленская, Новгородская, Псков-
ская области. 5 10,0 6 Республика Мордовия, Нижегородская, Вологодская, Костромская, Ульяновская, Ярославская области. 5 10,0 7 Удмуртская республика, Курганская, Пермская, Свердловская, Челябинская области. 5 10,0 54 Продолжение табл. П.1.6 1 2 3 4 8 Республики Алтай, Башкортостан, Каре-
лия, Хакасия, Алтайский, Красноярский, Приморский, Хабаровский край, Киров-
ская, Новосибирская, Омская, Сахалин-
ская, Тюменская, Еврейская автономная область. 5 12,0 9 Амурская, Камчатская, Кемеровская, Оренбургская области. 6 15,0 10 Республика Бурятия и Коми, Архангель-
ская, Иркутская, Мурманская, Читинская области, острова Баренцева и Белого морей. 6 15,0 11 Республика Тыва, Таймырский, Ханты - Мансийский, Чукотский, Эвенкийский, Ямало-Ненецкий автономные округа, Ма-
гаданская область, острова моря Лапте-
вых. 6 18,0 12 Республика Саха, острова Ледовитого океана, Карского моря. 7 20,0 Таблица П.1.7 Расчет оценки экономического ущерба от сгорания 1 тонны неэтилированного бензина для условий Москвы (
γ
= 40 руб./усл.т; σ = 8; f = 5) Вещество m
i
, т/т.топлива А
i
М
ПР = A
i
m
i F
Н
, руб./т CO 0,27 1 0,27 432 СН 0,034 3,16 0,10744 171,2 NO
x
0,028 41,1 1,1508 1842 SO
2 0,01 22 0,22 352 Сажа 0,8∙10
-3
41,5 16,6∙10
-3 52,8 1,781 F
Н
= 2850 55 Таблица П.1.8 Нормативы экономического ущерба F
Н
от сгорания 1 тонны топлива, руб./т* Вид топлива Город с высо-
кой плотностью населения, числ. 1 млн. и выше, σ = 8 Город со средней
плотностью населения, числ. менее 1 млн., σ = 4 Пригородные дороги и территории, σ = 2 Ненаселенные территории, σ = 1 НЭБ 5700 2850 1424 712 ДТ 14106 7052 3526 1764 ГДТ: 80%-СПГ; 20% - ДТ 6456 3228 1614 808 СПГ 4584 2292 1146 572 *С 2006 расчетного года γ = 80 руб/усл.т. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПРИМЕР РАСЧЕТА РАСХОДА ТОПЛИВА НА РАБОТУ МАШИНЫ Определим расход топлива для бульдозера на квартал. Исходные данные:
планируется наработка бульдозера 500 ма-
шино-ч; бульдозер работает в зимнее время в Челябинской облас-
ти, коэффициент Д увеличения нормы расхода топлива – 0,1; буль-
дозер работает на высоте 1250 м над уровнем моря, коэффициент увеличения нормы расхода топлива – 0,05; норма расхода дизель-
ного топлива на 1 машино-ч работы бульдозера составляет 8,5 кг/машино-ч. Обобщающая поправка Д
Р
равна: р р
Д = Д =0,1 + 0,05 = 0,15.
∑
Расход топлива на расчетный период работы бульдозера: Q
Т
= q×T×(1 + Д
Р
) = 8,5×500×(1 + 0,15) = 4887 кг. 56 Проверку расчетных норм расхода топлива рекомендуется про-
водить, если в парке эксплуатируется более 10 машин одной марки (модели). ПРИЛОЖЕНИЕ 3 РАСЧЕТНАЯ ИНСТРУКЦИЯ (МЕТОДИКА) ПО ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ Настоящая методика предназначена для инвентаризации выбро-
сов загрязняющих веществ в атмосферный воздух передвижными дорожно-строительными машинами (ДСМ) при производстве дорож-
но-строительных работ [19]. Методика не предназначена для расче-
та выбросов ДСМ на территориях баз техники и при передвижении техники к месту производства работ. Методика распространяется на ДСМ, имеющие в качестве си-
лового привода двигатель с воспламенением от сжатия (дизель), следующих основных категорий и типов. Машины для землеройных и мелиоративных работ: •
экскаваторы одноковшовые на гусеничном и пневмоколесном ходу; •
бульдозеры (в том числе с рыхлителем) на гусеничных тракто-
рах; •
автогрейдеры; •
скреперы самоходные. Машины для строительства и содержания дорог и аэродромов: •
асфальтоукладчики; •
трамбовки на тракторах; •
фрезы дорожные на тракторах; •
катки дорожные самоходные. Оборудование и машины строительные: •
краны на гусеничном и пневмоколесном ходу; •
погрузчики одноковшовые пневмоколесные фронтальные. Расчёт выбросов загрязняющих веществ ДСМ в атмосферу мо-
жет осуществляться по упрощенной и/или детализированной рас-
57 чётной схеме. Упрощенная расчётная схема используется при инвен-
таризации выбросов загрязняющих веществ ДСМ в атмосферный воздух при наличии данных о топливопотреблении. Топливопотреб-
ление для расчета выбросов может приниматься по фактическим данным, среднестатистическим данным, паспортным данным маши-
ны, установленным нормативам расхода топлива. Фактические дан-
ные должны быть в каждой эксплуатирующей ДСМ организации, ве-
дущей учет расхода топлива. Сбор и анализ среднестатистических данных проводят специализированные профильные организации в соответствии с утвержденными нормативными документами. Расчеты по упрощенной схеме выполняются для следующих за-
грязняющих веществ: СО – оксид углерода; VOC – углеводороды в пересчёте на 1,85
СН; x
NO
– оксиды азота в пересчёте на 2
NO; РМ – твёрдые частицы; 2
SO
– диоксид серы; 2 2
С O
– диоксид углерода; 4
СН – метан; NMVOC – неметановые углероды; 3
NH
– аммиак; 2
N O – закись азота. Детализированная расчётная схема основана на данных по удельным выбросам загрязняющих веществ с отработавшими газа-
ми с использованием определенных классификационных принци-
пов, учитывающих мощностные диапазоны, возрастные категории, вид рабочего процесса, применяемого двигателя. Расчеты по дета-
лизированной расчетной схеме выполняются для вышеперечислен-
ных загрязняющих веществ. За единицу времени при расчете выбро-
сов загрязняющих веществ от ДСМ принимается машино-ч. По упрощенной схеме выброс i-го загрязняющего вещества ДСМ j-го типа за 1 машино-ч t
M, г/машино-ч., рассчитывается по формуле М
t
= q
i
×Q
Tj
, (П.3.1) 58 где Q
Tj
– потребление моторного топлива дорожно-строительной ма-
шиной j-го типа за 1 машино-ч, кг/машино-ч; i
g – выброс i-го загряз-
няющего вещества при сгорании 1 кг топлива, г/кг. Значения q
i
при-
ведены в табл. П.3.1. Топливопотребление Q
Tj
, кг/машино-ч определяется по табл. П.3.6 или, используя паспортные данные двигателя, по формуле Q
Tj
= N
eМj
×К
uj
× q
ei
, (П.3.2) где N
eМj
– номинальная мощность двигателя машины данной марки, кВт; К
uj
– коэффициент использования мощности двигателя данной машины; ej
g – удельный расход топлива двигателя на режиме но-
минальной мощности, г/(кВт∙ч). Значения коэффициентов использо-
вания мощности для различных типов машин приведены в табл. П.3.2. Таблица П.3.1 Значение удельных выбросов при сгорании 1 кг дизельного топлива Выброс загрязняющего вещества, г/кг Тип двигателя NO
x NMVOC CH
4 CO NH
3 N
2
O PM CO
2 SO
2 Дизель 4- тактный 48,8 7,08 0,17 30 0,007 1,30 5,73 3140 1,59
Примечание: VOC определяется как сумма NMVOC и CH
4
Таблица П.3.2 Значения коэффициентов использования мощности двигателя для различных дорожных машин Наименование машин K
uj
– коэффициент использования Экскаваторы Бульдозеры Автогрейдеры Скреперы самоходные Асфальтоукладчики 0,65 0,7 0,5 0,5 0,5 Прочие машины 0,6 При расчете выбросов по установленным нормативам рекомен-
дуется использовать данные по расходу топлива для различных ти-
поразмеров машин по территориальным зонам (районам), получен-
59 ные с использованием нормативов СНиП 4.03-91 «Сборник сметных норм и расценок на эксплуатацию строительно-дорожных машин». В детализированной расчетной схеме масса выброса i-го за-
грязняющего вещества ij
М (в граммах) ДСМ j-го типа за 1 машино-ч работы рассчитывается по формуле М
ij
= N
eМj
×К
uj
×К
Д
×(q
ij
+ 0,01×q
ij
×К
с
), (П.3.3) где N
eМj
– паспортное значение номинальной мощности двигателя до-
рожно-строительной машины j-го типа, кВт; ij
g – среднее значение вы-
броса i-го загрязняющего вещества на единицу мощности двигателя дорожно-строительной машины j-го типа (базовый удельный вы-
брос), г/(кВт∙ч); с
К – коэффициент старения (коэффициент учета возраста машины); д
К – коэффициент, учитывающий вид рабочего процесса двигателя. Базовые удельные выбросы приведены в табл. П.3.3. Таблица П.3.3 Базовые удельные выбросы загрязняющих веществ дорожно-
строительных машин с дизелями Средние удельные выбросы загрязняющих веществ дорожно-
строительных машин с дизелями g
ij
, г/кВт∙ч Мощность двигате-
ля, кВт NO
x CO NMVOC
PM N
2
O СH
4 NH
3
CO
2
SO
2
0-20 14,4(18,0)* 8,38(11) 3,82(6,0)
2,22
0,35 0,05 0,002 850,94 0,431 20-37 14,4(18,0) 6,43(14) 2,91(4,5)
1,81
0,35 0,05 0,002 844,66 0,428 37-75 14,4(18,0) 5,06(14) 2,28(4,5)
1,51
0,35 0,05 0,002 832,1 0,421 75-130 14,4(18,0) 3,76(14) 1,67(4,5)
1,23
0,35 0,05 0 002 816,4 0,413 130-300 14,4(18,0) 3,00(14) 1,30(4,5)
1,10
0,35 0,05 0,002 797,56 0,404 300-560 14,4(18,0) 3,00(14) 1,30(4,5)
1,10
0,35 0,05 0,002 797,56 0,404 560-1000 14,4(18,0) 3,00(14) 1,30(4,5)
1,10
0,35 0,05 0,002 797,56 0,404 Более 1000
14,4(18,0) 3,00(14) 1,30(4,5)
1,10
0,35 0,05 0,002 797,56 0,404 * В скобках указаны значения для машин российского производства. Коэффициенты изменения величин удельных выбросов загряз-
няющих веществ за 1 год (коэффициент учета возраста машины, К
с
) приведены в табл. П.3.4. 60 Таблица П.3.4 Коэффициент старения (коэффициент учета возраста машины) Загрязняющее вещество K
с
, % в год CH
4 и NMVOC
1,5 CO 1,5 NO
x 0 N
2
O и NH
3 0 PM 3 CO
2
и SO
2 1 Поправочные коэффициенты д
К для удельных выбросов в зави-
симости от рабочего процесса, используемого в двигателе, приве-
дены в таблице П.3.5. Таблица П.3.5 Поправочные коэффициенты для различных видов рабочего процесса, используемого в двигателе Поправочные коэффициенты для различных видов рабо-
чего процесса, используемого в двигателе (К
Д
) Наименование вредных веществ NADI TCDI/ITCDI NAPC TCPC ITCPC CH
4
и NMVOC 0,8 0,8 1,0 0,95 0,9 CO 0,8 0,8 1,0 0,95 0,9 NO
x 1,0 0,8 0,8 0,75 0,7 SO
2
, CO
2
и расход топлива 0,95 0,95 1,1 1,05 1,05 N
2
O и NH
3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 PM 0,9 0,8 1,2 1,1 1,0 Примечание. Для укрупненных расчетов коэффициент д
К
допускается прини-
мать равным 1,0. Принятая в таблице аббревиатура рабочего процесса дизеля соответствует следующему: NADI - безнаддувный непосредственный впрыск, TCDI - наддувный непосредственный впрыск, ITCDI - наддувный непосредст-
венный впрыск с промежуточным охлаждением воздуха, ITCPC - наддувный предкамерный с промежуточным охлаждением воздуха, NAPC - безнаддувный предкамерный, ТСРС - турбонаддувный предкамерный. Расчет годового времени работы ДСМ производится по формуле (
)
х рс c
Т = 365- В +М+Р+П К K⎡ ⎤
×
×
⎣ ⎦
,
(П.3.4) 61 где Т – годовой режим эксплуатации машины, машино-ч/год; 365 – количество дней (в данном случае и в последующем изложении под словом «день» следует понимать «сутки») в году; х
В – количество выходных (включая праздничные) дней в неделе; М – количество суточных перерывов в работе машины в течение года или рабочего сезона – для сезонно занятых машин, связанных соответственно с погодными условиями – ветром, дождем, отрицательной температу-
рой, промерзанием грунта; Р – количество перерывов, связанных с ремонтом, техническим обслуживанием, включая перевозку машин до ремонтных баз и обратно; П – количество перерывов, связанное с перебазировкой машины с одной строительной площадки (базы ме-
ханизации) на другую строительную площадку (базу механизации); рс
К - нормативная продолжительность рабочей смены, машино-
ч/смена. с
К – коэффициент сменности работы машины в течение года, смена/день. Показатели М, Р, Л устанавливаются на основе среднегодовых статистических данных о работе машин. с
К определяется как отно-
шение времени, отрабатываемого машиной за сутки в среднем в те-
чение года (машино-ч/день), к нормативной продолжительности ра-
бочей смены (машино-ч/смена). Для ориентировочных расчетов предлагается использовать ре-
комендуемые показатели годового режима работы (табл. П.3.8). Расчет годового выброса при использовании упрощенного ме-
тода производится следующим образом. Определяется годовой вы-
брос отдельной машины выбранного расчетного типа bij ij i
M 0,001 M T
=
× ×
, (П.3.5) где bij
M
– годовой выброс j-го загрязняющего вещества от одной ДСМ j-го расчетного типа, кг/год; ij
М
– масса выбросов i-го загрязняю-
щего вещества от одной ДСМ j-го расчетного типа, определенная по упрощенному методу, г/машино-ч;
j
T
– фактическое или расчетное (нормативное) время работы машины j-го расчетного типа в течение года, машино-ч. Суммарный годовой выброс загрязняющих веществ оцениваемой совокупности машин (парк предприятия, город, регион и т.д.)
Гi
М
,т/год при использовании упрощенного метода определя-
ется по формуле J B
-3
Гi bij
j=1b=1
M =10 M
∑ ∑
, (П.3.6) 62 где bij
М – определяется по (П.3.5); В – количество машин j-го расчет-
ного типа в оцениваемой совокупности машин; J – количество рас-
четных типов машин в рассматриваемой совокупности. Расчет годового выброса при использовании детализированного ме-
тода производится следующим образом. Определяется годовой вы-
брос отдельной машины выбранного расчетного типа, установленно-
го мощностного диапазона, возраста и вида рабочего процесса дви-
гателя СДМ по формуле Гmcdij ij j
M =0,001×М ×T, (П.3.7) где Гmcdij
M – годовой выброс i-го загрязняющего вещества от одной ДСМ j-го расчетного типа, установленного j-го мощностного диапа-
зона, с-го возраста и d-гo вида рабочего процесса двигателя (при ук-
рупненных расчетах вид рабочего процесса двигателя допускается не учитывать), кг/год; ij
M – масса выбросов j-го загрязняющего веще-
ства от одной ДСМ j-го расчетного типа, определенная по детализи-
рованному методу, г/машино-ч; j
T – фактическое или расчетное (нормативное) время работы машины j-го расчетного типа в течение года, машино-ч. Суммарный годовой выброс i-го загрязняющего ве-
щества от всех машин j-го расчетного типа различных мощностных диапазонов и возраста Гij
М определяется по формуле M C
-3
Гij Гmcij
m=1c=1
M =10 M,(т/год),
∑ ∑
(П.3.8) где Гmcij
М – годовой выброс i-го загрязняющего вещества от одной ДСМ данного расчетного типа, установленного мощностного диапа-
зона и возраста, кг; С – количество групп ДСМ, на которые разделе-
на вся совокупность ДСМ по возрастному критерию; М – количество групп ДСМ, на которые разбита вся совокупность ДСМ по мощност-
ному критерию. Суммарный годовой выброс Гi
M
i-го загрязняющего вещества оцениваемой совокупности машин (парк предприятия, го-
род, регион и т.д.) при использовании детализированного метода определяется по формуле J
Гi Гij
j=1
M = M, (т/год),∑
(П.3.9) где J - количество типов машин в оцениваемой совокупности; М
Гij
- определяется по формуле (П.3.8). 63 Таблица П.3.6 Удельный расход топлива Наименование машин Расход топлива, кг, на 1 машино-ч работы для территориальных зон 1 2 3 4 5 6 7 8 Тракторы на гусеничном ходу, используемые в строительстве, мощностью до 59 кВт 6,55
6,68 6,43 6,36 6,8 7,06 7,12
до 79 кВт 7,49
7,63 7,34 7,27 7,78 8,06 8,14
до 96 кВт 7,9 8,06 7,75 7,68 8,21 8,51 8,51
до 121 кВт 10,9
11,1
10,7
10,6
11,3 11,8 11,9
до 132 кВт 10,9
11,1
10,7
10,6
11,3 11,8 11,9
до 228 кВт 21,6
22,0
21,2
21,0
22,5 23,3 23,5
Тракторы на пневмоколесном хо-
ду, используемые в строительст-
ве, мощностью до 18 кВт 1,87
1,91 1,84 1,82 1,94 2,02 2,03
до 29 кВт 3,22
3,29 3,16 3,13 3,35 3,47 3,5 до 40 кВт 4,58
4,66
4,49
4,44
4.75 4,93 4,97
до 59 кВт 5,2
5,3
5,1
5,05
5,4 5,6 5,65
до 158 кВт 14,5
14,7 14,2 14,0 15,0 15,6 15,7
Краны на гусеничном ходу при работе на монтаже оборудования грузоподъемностью до 16 т 3,64
3,71 3,57 3,54 3,78 3,92 3,96
25 т 6,24
6,36 6,12 6,06 6,48 6,72 8,78 40 т 4,26
4,35 4,18 4,14 4,43 4,59 4,63
50-63 т 6,24
6,36 6,12 6,06 6,48 6,72 6,78
100 т 7,96
8,11
7,8
7,73
8,26 8,57 8,64
125 т 7,9 8,06 7,75 7,68 8,21 8,51 8,59
Краны на пневмоколесном ходу при работе на монтаже оборудо-
вания грузоподъемностью 16 т 5,2 5,3 5,1 5,4 5,6 5,6 5,6 25 т
4,37
4,45
4,28
4,24
4,54 4,62 4,7
40 т
6,76
6,89
6,63
6,56
7,02 7,15 7,28
63 т 7,28
7,42 7,14 7,07 7,56 7,7 7,84
100 т 15,1
15,4 14.8 14.6 15,7 16,0 16,2
Трамбовки на базе трактора Т-130
17,4
17,5 17,2 16,9 18,0 18,7 18,9 Фрезы навесные дорожные на базе трактора 121,5 кВт 11,7
11,91
1,4 11,3 12,1 12,5 12,7 64 Продолжение табл. П.3.6
1 2 3 4 5 6 7 8 Экскаваторы одноковшовые на гусеничном ходу вместимостью ковша 0,25 м
3
4,71
4,8 4,62 4,58 4,88 5,06 5,1 0,4 м
3
4,39
4,47 4,31 4,26 4,55 4,72 4,76 0,5 м
3
6,31
6,43 6,2 6,14 6,55 6,79 6,84 0,65 м
3
6,36
5,48 6,25 6,19 6,6 6,84 6,9 Экскаваторы одноковшовые на пневмоколесном ходу вместимо-
стью ковша 0,4 м
3
4,28
4,36 4,2 4,16 4,44 4,6 4,64 0,5 м
3
6,42
6,54 6,3 6,24 6,66 6,9 6,96 0,65 м
3
7,17
7,3 7,04 6,97 7,44 7,7 7,77 1 м
3
9,68
9,86 9.5 9,42 10,0 10,4 10,5 1,25 м
3
13,3
13,6 13,1 13,0 13,8 14,3 14,4 1,6 м
3
15,7
16,0 15,4 15,3 16,3 16,9 17,0 Бульдозеры мощностью 37 кВт 4,26
4,35 4,18 4,14 4,43 4,59 4,63 59 кВт 5,93
6,04 5,81 5,75 6,16 6,38 6,44 79 кВт 7,49
7,63 7,34 7,27 7,78 8,06 8,14 95 кВт 10,7
10,9 10,5 10,4 11,1 11,5 11,6 118 кВт 11,4
11,7 11,2 11,1 11,9 12,3 12,4 121 кВт П,5 11,7 11,3 11,2 12,0 12,4 12,5 132 кВт 13,1
13,4 12,9 12,4 13,6 14,1 14,3 243 кВт 21,6
22,0 21,2 21,0 22,4 23,2 23,4 Бульдозеры-рыхлители на тракторе мощностью 79 кВт 9,78
9,96 9,59 9,49 10,2 10,5 10,6 121 кВт 14,9
15,2 14,6 14,4 15,4 16,0 16,1 132 кВт 17,1
17,4 16,7 16,6 17,7 18,4 18,5 Скреперы самоходные (на колесных тягачах) вместимостью ковша 8 м
3
16,7
17,1 16,4 16,3 17,4 18,0 18,2 10м
3
17,6
17,9 17,2 17,1 18,3 18,9 19,1 15 м
3
21,3
21,7
20,9
20,7
22,1 23,0 23,2
Автогрейдеры: легкого типа 62 кВт 7,49
7,63 7,34 7,27 7,78 8,06 8,14 среднего типа 99 кВт 13,5
13,8 13,3 13,1 14,0 14,6 14,7 Катки дорожные самоходные: вибрационные, 2,2 т 3,95
4,03 3,88 3,84 4,1 4,26 4,29 гладкие, 8 т 4,37
4,45 4,28 4,24 4,54 4,7 4,75 13 т 4,42
4,51 4,34 4,29 4,59 4,76 4,8 на пневмоколесном ходу 16 т, 30 т 9,36
9,54 9,18 9,09 9,72 10,1 10,2 Укладчики асфальтобетона 3,64
3,71 3,57 3,54 3,78 3,92 3,96 65 Таблица П.3.7 Территориальные зоны по условиям эксплуатации № зоны Территориальные образования (субъекты РФ), входящие в территориальную зону, для оценки условий эксплуатации дорожно-строительных машин по данным СНиП 4.03-91 и СНиП 4.04-91 1 Астраханская, Белгородская, Брянская, Владимирская, Вол-
гоградская, Воронежская, Нижегородская, Новгородская, Ивановская, Калининградская, Калужская, Курская, Ленин-
градская, включая г. С.-Петербург, Липецкая, Московская, включая г. Москву, Орловская, Псковская, Смоленская, Там-
бовская, Тверская, Тульская, Ярославская области, Респуб-
лика Карелия. 2 Архангельская (южнее Полярного круга), Кировская, Кост-
ромская, Курганская, Мурманская, Оренбургская, Пензен-
ская, Пермская, Рязанская, Самарская, Саратовская, Саха-
линская (кроме районов, указанных в п. 5), Свердловская, Ульяновская области, Республика Башкортостан, Республи-
ка Коми (южнее Полярного круга), Республика Марий Эл, Республика Мордовия, Республика Татарстан, Чувашская республика, Удмуртская республика. 3 Ростовская область, Краснодарский край, Ставропольский край, Кабардино-Балкарская республика, Карачаево-
Черкесская республика. 4 Республика Дагестан, Республика Ингушетия, Республика Калмыкия, Республика Северная Осетия-Алания, Чеченская республика 5 Алтайский край, Камчатская, Новосибирская, Омская, Саха-
линская (Моглинский и Охинский районы, Курильские остро-
ва), Тюменская (южнее 60-й параллели) области, Республи-
ка Тыва.
6 Амурская, Архангельская (севернее Полярного круга), Кеме-
ровская, Магаданская, Томская, Тюменская (севернее 60-й па-
раллели) области, Чукотский, Ненецкий автономные округа, Республика Коми (севернее Полярного круга), Красноярский, Приморский, Хабаровский (южнее 55-й параллели) края. 7 Республика Саха (Якутия), Хабаровский край (севернее 55-й параллели). 66 Таблица П.3.8 Рекомендуемые показатели годового режима работы дорожно-строительных машин и поправочные коэффициенты Поправочные коэффициенты Территориальные зоны по табл. П.3.7 № п/п Наименование машин Годовой режим работы машин Т для зоны 1, машин
о
-ч
2 3 4 5 6 7 1 Автогрейдеры 1500 3 Асфальтоукладчики 1500 1,02 0,98 0,97 1,04 1,08 1,09 4 Б
у
ль
д
озе
р
ы
2300
5 Катки самоходные 1500 6 Краны на гусеничном и пневмоколесном ходу 2300 7 Пог
ру
зчики
2300
8 Ск
р
епе
р
ы
1500
9 Экскаваторы одно-
ковшовые с ковшом емкостью 0,25 м
3
2000 10 Экскаваторы одно-
ковшовые с ковшом емкостью свыше 0,25 м
3
2300 11 Экскаваторы мно-
гоковшовые 2300 12 Прочие машины 2300 Значения поправочных коэффициентов одинаковы для всех наименований машин На базе приведенной методики авторами данного учебного пособия была создана программа расчета выбросов дорожной машиной [20]. ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рис. П.4.1. Портативный дымомер МЕТА-01 МП 0.1
67 Рис. П.4.2. Алгоритм определения нормативного значения дымности ДВС СДМ в эксплуатации по ГОСТ 17.2.2.02-98 (на режиме свободного ускорения) 68 Таблица П.4.1 Соответствия между значениями условного расхода воздуха Q, дм
3
/с, и норма-
ми дымности Д, м
-1
, двигателей дорожных машин на базе тракторов по ГОСТ17.2.2.02-98 и установленными корреляционными зависимостями Дымность, м
-1
, не более УР БТСМ СТСМ БТБМ СТБМ Таблица №2 ГОСТ17.2.2.02-98 ОР Д=13,71Q
-0,4815
Д=10,521Q
-0,3602
Д=11,416Q
-0,4012
Д=9,8177Q
-0,3146
Таблица №4 ГОСТ17.2.2.02-98 НР Д=10,521Q
-0,3602
Д=9,520Q
-0,2897
Д=9,8177Q
-0,3146
Д=9,2624Q
-0,259
Таблица П.4.2 Соответствия между значениями условного расхода воздуха Q, дм
3
/с, и норма-
ми дымности Д, %, двигателей дорожных машин на базе тракторов по ГОСТ17.2.2.02-98 и установленными корреляционными зависимостями Дымность, %, не более УР БТСМ СТСМ БТБМ СТБМ Таблица №2 ГОСТ17.2.2.02-98 ОР Д=225,72Q
-0,3404
Д=162,15Q
-0,2252
Д=178,56Q
-0,2615
Д=145,15Q
-0,1823
Таблица №4 ГОСТ17.2.2.02-98 НР Д=162,15Q
-0,2252
Д=136,92Q
-0,1592
Д=145,15Q
-0,1823
Д=128,19Q
-0,1316
Примечание к табл. П.4.1 и П.4.2: УР - условный расход воздуха (воздухооб-
мен); ОР - ограниченный воздухообмен; НР - неограниченный воздухообмен; БТСМ - отсутствие турбокомпрессора и наличие муфты сцепления; СТСМ - на-
личие турбокомпрессора и муфты сцепления; БТБМ - отсутствие турбокомпрес-
сора и муфты сцепления; СТБМ - наличие турбокомпрессора и отсутствие муф-
ты сцепления. Рис. П.4.3. Корреляционные зависимости дымности от условного расхода воздуха (пример)
69 Рис. П.4.4. Алгоритм контроля дымности ДВС СДМ в эксплуатации с использованием установленных корреляционных зависимостей Д(Q) 70 ЛИТЕРАТУРA 1. Федеральный закон №184-ФЗ «О техническом регулирова-
нии».— Введен 2002-12-27.— М.: Российская газета, 2002.— №245. 2. Зорин, В.А. Дорожные, строительные и коммунальные машины: требования безопасности: учеб. пособие / В.А. Зорин, В.А. Дау-
гелло, Н.С. Севрюгина.— М.: ООО «Техполиграфцентр», 2008. - 201 с. 3. ГОСТ Р 51898-2002. Аспекты безопасности. Правила включения в стандарты.— Введен 2003-01-01.— М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 2002.— 6 с. 4. ГОСТ Р 51897-2002. Менеджмент риска. Термины и определе-
ния.— Введен 2003-01-01.— М.: Госстандарт России: Издатель-
ство стандартов, 2002.— 6 с. 5. ГОСТ Р 51344-99. Безопасность машин. Принципы оценки и оп-
ределения риска.— Введен 2000-07-01.— М.: Госстандарт Рос-
сии: Издательство стандартов, 2004.— 19 с. 6. ГОСТ 51901-2002. Управление надёжностью. Анализ риска тех-
нологических систем.— Введен 2002-06-07.— М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 2002.— 26 с. 7. Бакатин, Ю.П. Методические указания к дипломному проектиро-
ванию для расчета эколого-экономического ущерба от загрязне-
ния атмосферы вредными выбросами от самоходных машин/ МАДИ(ГТУ)/ Ю.П. Бакатин, В.А. Маркичев, Ю.Н. Ростовцев.- М., 2006. - 34 с. 8. Временная типовая методика определения экономической эф-
фективности природоохранных мероприятий и оценки экономи-
ческого ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнени-
ем окружающей среды.- М.: Экономика, 1986. 9. Колосков, В.Н. Нормирование расхода топлива при работе строительных и дорожных машин / В.Н.Колосков, Ю.А. Гутарев, Ю.А. Корытов // Механизация строительства, -2002.- №4. 10. Механизация строительства. Расчет расхода топлива на работу строительных и дорожных машин. - М.: СП 12-134-2001, Госстрой России, 2002. 71 11. Саноцкий, И.В. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке опасности химических соединений /И.В. Саноцкий, И.П. Уланова - М.: Медицина, 1975. 12. Рекомендации населению по поведению на территории, загряз-
ненной радионуклидами / В.Н. Малаховский [и др.]; под ред. проф. П.В.Рамзаева. – М.: ИздАТ, 1992. 13. Гидаспов, Б.В. Научно-технический прогресс, безопасность и ус-
тойчивое развитие цивилизации / Б.В.Гидаспов, И.И. Кузьмин, Б.М. Ласкин, Р.Г. Азиев // Журнал Всесоюзного химического общ-
ва им. Д.И. Менделеева, – 1990. – Т. 35. – № 4. – С. 9 –14. 14. Яворский, Б.М. Справочник по физике/ Б.М. Яворский, А.А. Дет-
лаф – М.: Наука, 1964. 15. Беспамятнов, Г.П. Предельнодопустимые концентрации химиче-
ских веществ в окружающей среде: справочник/ Г.П. Беспамят-
нов, Ю.А. Кротов. – Л.: Химия, 1985. 16. ГОСТ 17.2.2.02-98 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и мето-
ды определения дымности отработавших газов дизелей, тракто-
ров и самоходных сельскохозяйственных машин. — Введен 1999-07-01.— М.: Госстандарт России: Издательство стандар-
тов, 2004.— 15 с. 17. Стеблецкий, С.В. Нормативный контроль дымности строительно-
дорожных машин/ С.В. Стеблецкий, Ю.П. Бакатин.— Свидетель-
ство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008614637 от 25.09.2008. 18. Стеблецкий, С.В. Экспресс-метод расчета дымности строитель-
но-дорожных машин / С.В. Стеблецкий, Ю.П. Бакатин, М.Н. Да-
виденко, И.В. Лисовенко.— Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009615746 от 15.10.2009. 19. Расчетные инструкции (методики) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами и до-
рожно-строительными машинами в атмосферный воздух. – М.: Автополис-плюс, 2008. – 84 с. 20. Бакатин, Ю.П. Расчет выбросов автотранспорта/ Ю.П. Бакатин, М.С. Сумской, К.А. Смирнов.– Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009615744 от 15.10.2009. 72 ОГЛАВЛЕНИЕ
Принятые сокращения………………………………………………… 3
Условные обозначения основных параметров……………………. 3
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………. 5
1. СТРУКТУРА ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНЫХ МАШИН……………………………………………………………….. 6
2. МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ РИСКОВ………………………. 12
2.1. Базовый перечень опасностей, опасных ситуаций и событий (по ГОСТ Р 51344 – 99)…………………………… 12
2.2. Методы анализа рисков………………………………………. 16
2.3. Оценка рисков объектов технического регулирования….. 21
2.3.1. Определяющие отношения, функционалы и параметры рисков………………………………………. 21
2.3.2. Общая структура методов определения рисков….. 22
2.3.3. Методология оценки рисков и управления рисками 23
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ВРЕДНЫМИ ВЫБРОСАМИ ДОРОЖНЫХ МАШИН……………. 26
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА РИСКА ОТ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ…………………………………………….. 29
5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНЫХ МАШИН……………………………………………… 31
5.1. Пример расчета риска от загрязнения воздуха вредными выбросами дорожных машин………………… 31
5.2. Пример расчета эколого-экономического ущерба от загрязнения воздуха вредными выбросами дорожных машин…………………………………………….. 33
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМ ДЫМНОСТИ ДОРОЖНЫХ МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИИ……………………………………………………. 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….. 43
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ………………………………………….. 45
ПРИЛОЖЕНИЕ1………………………………………………………… 46
ПРИЛОЖЕНИЕ2……………………………………………………….. ПРИЛОЖЕНИЕ3…………………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЕ4…………….............................................................
ЛИТЕРАТУРА……………………………….…………………………... 54
55
65 69
73 Бакатин Юрий Павлович, кандидат технических наук, до-
цент кафедры «Техносферная безопасность», зам. зав. кафед-
рой по отделению «Экология». Выпускник МАДИ. Базовое обра-
зование по специальности вуза «Строительные и дорожные ма-
шины и оборудование», квали-
фикация − инженер-механик. На-
учно-педагогический стаж работы в МАДИ 37 лет. Имеет почетные звания «Изобретатель СССР» и «Ветеран труда». Работает на кафедре 16 лет, с момента её ос-
нования. Имеет более 100 печат-
ных работ. В том числе: 60 изо-
бретений, 4 свидетельства о го-
сударственной регистрации про-
грамм для ЭВМ, 3 учебных посо-
бия без соавторов. Стеблецкий Сергей Викторо-
вич, ассистент кафедры «Техно-
сферная безопасность», выпуск-
ник МАДИ. Базовое образование по специальности вуза «Инженер-
ная защита окружающей среды в автотранспортном комплексе». Квалификация − инженер-эколог. Научно-педагогический стаж в МАДИ – 3 года. Имеет 7 печатных работ. В том числе: 3 статьи в от-
раслевых журналах, 2 свидетель-
ства о государственной регистра-
ции программ для ЭВМ, тезисы докладов на конференциях. Окончил аспирантуру МАДИ в 2009 г. 74 Учебное издание БАКАТИН Юрий Павлович, СТЕБЛЕЦКИЙ Сергей Викторович БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНЫХ МАШИН
Учебное пособие Редактор Н.П. Лапина Тем. план 2008
г., п. 31
Подписано в печать _______ г. Формат 6084/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Ариал». Печать офсетная. Усл. печ. л. 4,6
. Уч.-изд. л. 3,7
. Тираж 300
экз. Заказ ___ Цена 55
руб. Отпечатано в полном соответствии 75 с предоставленным оригинал-макетом на ротапринте МАДИ. 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64 
Автор
0801kot
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
200
Размер файла
884 Кб
Теги
bakatin_yu_p_stebleckiy_s_v_bezopasnost_dorozhnyh_mashin
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа