资源描述
《北京市家具制造行业新型职业危害分析与控制对策研究》
《北京市家具制造行业新型职业危害分析与控制对策研究》
示范企业应用报告
北京市安全生产监督管理局
首都经济贸易大学
2010年6月20日
任务负责单位
北京市安全生产监督管理局
首都经济贸易大学
任务负责人
张树森 姜亢
主要参加人员
柴建设、王勇毅、郭建中、董丽娟、王希、乔娟、桑峣、王尧、柯鑫、王晨、潘罗敏、张丽丽、方金铭、张大可、田丽莉、陈文艳（加上安监局的）（劳保所的位置？）
任务协助单位
北京市劳动保护研究所
北京市化工职业病防治院
中国疾病预防控制中心
北京市疾病预防控制中心
北京市工伤与职业危害预防中心
北京市印刷协会
北京市家具协会
浙江省安全生产科学研究所
上海市安全生产科学研究所
武汉市安全生产科学研究所
广州
天津疾病预防控制中心
北京市印刷二厂
北京市柏林家具公司
目 录
1 示范企业概况 3
1.1 企业基本情况 3
1.2 厂区总平面布置 4
1.3 工艺、物料及主要职业危害 4
2 示范工艺的选取 5
2.1 职业危害现状 5
2.1.1 作业场所职业危害因素的分析 6
2.1.2 职业危害来源及特点 6
2.2 作业现场尘毒检测 7
2.2.1 粉尘检测 7
2.2.2 毒物检测 8
2.3 示范应用工艺的选取 9
2.4 示范岗位现有职业危害控制措施 10
2.4.1 工程技术措施 10
2.4.2 管理措施 10
3 职业危害综合控制方案选取 10
3.1 职业危害综合控制措施的确定 10
3.1.1 全面机械通风措施 11
3.1.1.1 全面机械通风措施特点 11
3.1.1.2 换气量的确定 11
3.1.1.3 系统风机的选择 11
3.1.1.4 工程经济指标 12
3.1.2 局部排风净化系统措施 13
3.1.2.1 调整厂房整体布局 13
3.1.2.2 局部排风净化系统特点 13
3.1.2.3 系统排风罩的选取 14
3.1.2.4 局部排风净化系统设计 14
3.1.2.5 工程经济指标 20
3.1.3 上送风下排风通风系统方案 21
3.1.3.1 上送风下排风通风系统特点 21
3.1.3.2 上送风系统方案设计 21
3.1.3.3 工程经济指标 25
3.2 三种方案优劣比较 26
3.3 职业危害综合控制措施决策 27
3.3.1 决策方法介绍 27
3.3.2 可行方案选取和确定 27
3.3.2.1 评价指标权重 27
3.3.2.2 确定最优方案 29
4 结语 31
5 说明 32
1． 示范企业概况
1.1 企业基本情况
北京某家具有限公司位于北京市东郊，占地36000m2，注册资金2000万元，现有员工200余名。该公司是一家集设计、生产、销售中高档办公家具为一体的大型民营企业，主要产品包括实木和板材的家庭用家具、办公家具和酒店套房家具等。
该公司建厂十年来，不断引进并改进原有技术，提高自身实力。主要加工设备为国外进口，生产水平较为先进。目前，该厂有精密锯，推台锯，精密立铣机，热压机，平面砂光机等木工加工设备若干台，配套设施较为完善，如配有专门的木材烘烤设备，水幕式喷漆房等。企业经营家具制造业时间较长，生产经验较为丰富，并建立了一套完善的质量管理体系。该公司的组织机构参见图1-1。
图1-1 示范企业组织机构图
1.2 厂区总平面布置
厂区共有6个厂房，分别为木材粗加工车间，精加工车间，打磨车间，喷漆晾漆车间，组装车间和胶订、装订、缝合车间。厂区配有宿舍区、食堂、办公区、产品展示厅等其它辅助用区，总体布局见图1-2。
图1-2 家具厂平面示意图
1.3 工艺、物料及主要职业危害
该公司产品主要以实木家具和板材家具为主，主要制造工艺包括，木材进场→干燥→剔料→配料→胶拼→毛料加工→净料加工→表面修整与砂光→喷漆→晾漆→组装等，最后成品进行包装、出库。
在家具制造中，使用物料主材为实木和板材，辅助物料为溶剂汽油和胶黏剂、油漆等。该公司还有少量皮革、化纤及金属扣件。
根据木家具生产工艺过程和设备，生产中存在的职业危害分布如表1-1所示。
表1-1 示范企业工艺过程职业危害分析
序号
工序
常用设备
主要职业危害
1
木材进场
叉车
粉尘
2
干燥
干燥窑、干燥炉
粉尘
3
剔料
自动截料机
粉尘、噪声
4
配料
自动截料机、推台锯、横截锯、纵锯机、刨床、铣床等
粉尘、噪声
5
胶拼
接榫机、拼板机、涂胶机、冷压机
各种胶黏剂中苯系物、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲醛等
6
毛料加工
平刨、压刨、四面刨、双面刨、细木工带锯、铣床等
粉尘、噪声
7
净料加工
铣床、开榫机、打眼机、万能锯机、排钻、台钻等
粉尘、噪声
8
打磨与砂光
宽带砂光机、立式砂光机、手压砂光机、履带式砂光机、圆棍砂光机、手工打磨等
粉尘、噪声
9
底漆、面漆
喷漆房、喷枪
漆料中苯系物等
10
晾漆
——
漆料中苯系物等
2.示范工艺的选取
2.1职业危害现状
从2009年底开始，课题组对北京市家具制造企业进行了走访调研，并在2010年年初对其中的11家企业进行了现场粉尘、毒物的采样检测。粉尘检测对象主要为锯、铣、截、手工打磨、机械打磨等工序。毒物检测主要为底漆、面漆的喷漆上色、修色、贴皮、手工涂漆、擦色等工序的作业岗位，主要检测有毒物质为苯及苯的同系物、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、乙苯、环己酮、甲醛。通过检测分析，北京市家具制造企业的粉尘超标情况严重，毒物超标物质主要为苯及苯的同系物。
2.1.1作业场所职业危害因素的分析
家具制造企业的职业危害贯穿家具制造过程的始终，主要集中在切割、锯、打磨、喷漆等环节。主要危害物为粉尘、苯及苯的同系物、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、正己烷等。这些物质在家具制造过程中不同程度危害着作业人员的健康。
木粉尘中含有的木焦油由各种酚类和烃类组成，并含有致癌性较强的物质。特别是粒径小于10µm以下的粉尘，由于粒径小、质量轻，能较长时间悬浮于作业场所的空气中，作业人员吸入几率高，易进人的肺部组织，会引起支气管炎、哮喘和肺气肿等疾病，甚至癌症。苯及苯的同系物是构成白血病的主因。其它危害物质也能不同程度破坏人体的神经、免疫系统，破坏人体的组织，引发癌症等疾病。根据检测数据，主要危害物质为粉尘、苯及苯的同系物，有可能的风险是尘肺病，白血病和苯急性中毒。
2.1.2 职业危害来源及特点
本示范企业的职业危害主要来源于粉尘和漆料中的苯及苯的同系物。粉尘主要集中在木材加工车间的锯料和砂光打磨工序，主要危害物质为木屑粉尘和腻子粉尘。木材加工过程中产生的粉尘特点是锯末产生量大，粉尘干燥，粉尘粒径较粗，在空气中滞留时间较短，能较快的降落到地面，该车间粉尘污染相对较轻。砂光打磨工序产生粉尘主要是腻子粉尘、油漆粉尘和含胶粉尘等。由于需打磨加工的部件的形状各异，为小批量、多品种，处理过程以人工操作为主，同时人工操作过程中没有设置任何除尘净化设施，故该作业环节粉尘产生量较大，污染严重。打磨工序中所产生的粉尘粒径较细，粉尘悬浮于空气中的时间较长，对工人身体造成危害大。
毒物危害的主要来源是油漆和油漆稀释液等原料。在喷漆作业有专用喷漆房，采用上送下吸的通风方式，作业人员佩戴防毒口罩，喷漆专业的职业危害得到控制。在晾漆作业中由于产品质量要求，不能通风，作业人员频繁出现在无任何防护措施的作业场所，是职业中毒危害的主要场所。在调漆等职业场所，也存在上述危害。
噪声危害的主要来源是木材加工车间的锯料、砂光、木材加工等工序。噪声具有局部性、暂时性、多发性等特点，可以对人的生理和心理产生危害。但是，在家具制造企业中可以通过为工人配备耳塞等方式对噪声进行有效控制，且该种类型的企业主要危害来源为粉尘、毒物，因此，本报告对噪声危害不做过多阐述。
2.2 作业现场尘毒检测
2.2.1 粉尘检测
2009年底，经过对此示范家具厂进行的现场检测，在木材加工车间和手工打磨车间的部分工位进行了定点采样和作业人员个体采样。木材加工车间的锯、铣机、平面砂光机等设备均配有除尘净化系统，检测时所有除尘设备均正常工作。手工打磨车间环境较为封闭，未开窗通风，打磨过程中未采取任何防尘措施。
现场粉尘检测利用Gil Air 3型个人空气采样器、鞍劳D-4粉尘采样器等工具，依据GBZ2.1-2007，GBZ/T192-2007，GBZ159-2004等相关标准，对该厂主要粉尘作业点进行短时采样和8小时连续个体采样。检测结果见表2-1。
表2-1 粉尘检测数据
采样方式
采样点
浓度（mg/m3）
国家标准限值
TWA（mg/m3）
超限倍数
（标准要求）
超限倍数
个
体
采
样
精密锯
4.6450
3
----
1.5
立铣
1.4940
3
----
--
平面砂光机（木尘）
3.4983
3
----
1.2
短
时
采
样
手工打磨1（腻子粉）
84.3333
8
＜2.0
5.3
手工打磨2（腻子粉）
63.5000
8
＜2.0
4
立铣
（木尘）
1.0000
3
＜2.0
--
1.8333
3
＜2.0
--
立铣
（木尘）
4.8333
3
＜2.0
--
检测结果，本厂的主要超标工位为手工打磨，粉尘浓度是GBZ2.1中规定的限值的5倍，危害严重。
2.2.2 毒物检测
现场毒物检测利用QC-2型大气采样器，依据GBZ2.1-2007， GBZ159-2004，GBZ/T160-2007等相关标准，并委托具有国家检测检验资质的单位对该厂的的主要毒物作业点进行了采样和检测。检测结果见表2-2。
对于该厂的毒物检测主要针对喷漆房、晾漆房、成品组装车间，检测物质为苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮。喷漆在密闭喷漆房内进行，喷漆房为水幕式，里面环境为正压。晾漆房环境密闭，室内无通风，无固定的作业岗位，操作工人在搬运喷漆工件时会短时间进入。成品组装车间为密闭大厂房。对各作业岗位进行了定点短时采样和作业人员8小时采样，毒物检测数据见表2-2。
表2-2 各岗位毒物检测数据 单位：mg/m3
样品位置
丙酮
苯
甲苯
二甲苯
乙酸乙酯
乙酸丁酯
喷漆（TWA）
0.8
41.8
27.5
5.3
66.4
26.4
喷漆（STEL）
<0.31
21.5
25.3
5.3
45.7
19.0
晾漆(TWA)
2.7
4.3
3.6
1.0
7.1
3.7
组装(TWA)
<0.31
2.5
2.3
0.8
3.6
2.4
上列物质的职业接触限值，根据GBZ2.1-2007中的要求，其限值见表2-3。
表2-3 职业接触限值 单位：mg/m3
物质
TWA
STEL
丙酮
300
450
苯
6
10
甲苯
50
100
二甲苯
50
100
乙酸乙酯
200
300
乙酸丁酯
200
300
数据显示，毒物危害主要集中在喷漆房的喷漆过程中，喷漆过程中其作业岗位的苯浓度超标，其它有害物均合格，随着喷漆的结束，有毒物质的挥发量越来越少。苯为国际癌症组织确定的a级致癌物质，因此，必须采取措施对喷漆工序的苯超标问题加以控制。
2.3 示范应用工艺的选取
根据实际检测结果，该厂的粉尘浓度超标情况比毒物超标更为严重。毒物的超标仅出现在水幕式喷漆房，污染点比较集中，其它工序的职业危害风险较低，可以通过对喷漆房的通风设备更新维护，并保证作业人员防毒口罩的正确使用，不断更新环保油漆等方式进行管理控制。
粉尘超标在全市的家具生产制造企业是普遍现象，在本次调研的企业中超标率达到了80%，本示范家具厂的粉尘超标情况也很严重，取采样点11个，超标8个，超标率达到了72%。改革开放以来，我国家具业不断摆脱了手工作坊式的操作模式，生产规模不断扩大，工业化程度不断提高，大部分工序实现了机械化、半机械化生产，加工设备更加先进，大部分机械加工设备都辅以一定的防尘、除尘措施。但由于木质材料加工工序复杂，散碎木废料的形式多样，部分除尘技术不完善，造成控制粉尘效果以及除尘净化效果达不到要求。有关统计数据表明：在生产实际中，各类木加工车间的除尘装置约有80%能够在粉尘控制方面发挥应有的作用。
在本厂粉尘检测中超标最为严重的工位为手工打磨工序。该厂的手工打磨工序没有采取任何防尘技术措施，生产环境较为恶劣。因此，选取该厂的打磨工序为示范应用工艺。
2.4示范岗位现有职业危害控制措施
2.4.1工程技术措施
该厂的打磨车间尺寸为75*20*5m，正常生产时，车间内共有6-8个打磨工位，均为手工打磨，打磨工在厂房内没有固定的工位且工位较为分散，布局凌乱，因此伴随生产所产生的粉尘在整个厂房内比较分散。
车间内工人操作岗位无任何职业危害控制措施，打磨过程中会产生大量的粉尘扩散至车间，造成车间空气污染。车间仅依靠门、窗进行自然通风，由于通风不良，致使车间内空气污浊，特别是在冬季调研中发现，为保温而关闭门窗致使作业环境空气质量更为恶劣。
2.4.2管理措施
企业对于打磨工序的职业卫生管理重视不足，安全管理部门没有制定相应的职业危害管理制度，生产经理对于该工序的职业危害状况以及控制措施了解不足，造成该工序生产中处于无任何防治措施，工人在此工序作业时，仅配发了纱布口罩，不符合防护用品的相关要求。
3 职业危害综合控制方案选取
3.1 职业危害综合控制措施的确定
为搞好本示范工程的防尘技术改造工作，特邀请了国内长期从事职业危害控制技术研究的五位专家，对打磨车间进行了现场勘测。经过实地考察、调研和认真分析研究后，对示范工程项目推荐采取以下三种技术改造措施：
（1）增设全面机械通风系统。
（2）固定打磨工位并对手工打磨工位设置局部排风系统。
（3）固定打磨工位并对手工打磨工位设置上送风、下排风的通风系统。
3.1.1 全面机械通风措施
3.1.1.1 全面机械通风措施特点
全面机械通风措施是在维持原工序操作方式不变的前提下，对车间增设全面机械通风系统，加大车间的换气量。此方法操作较为简单，投资较小，能够在一定程度上改善车间空气质量。
3.1.1.2 换气量的确定
厂房现有容积为7500 m3，打磨岗位分散。根据GBZ1和GB/T50019-2003的要求，利用全面通风换气的方法对该厂房进行职业危害控制，通过强制通风换气可降低车间空气中的含尘浓度。依据要求，设计每小时换气2次，根据公式，换气次数（次/小时），房间体积为V（m3），换气量为L（m3/s）。所以，此厂房每小时的换气量为15000 m3。
3.1.1.3 系统风机的选择
在不调整工位的前提下，对打磨车间增设机械排风系统，拟选用两台轴流通风机，风机安装在厂房北侧墙上，高度距离地面4m，风机的安装位置见图3-1。增设机械通风系统后，新风补充仍由原门、窗等其它缝隙补入。此改进方案实施后，冬季会加大热量损失，需要对车间加大采暖量，需要加大企业的经济投入。由于该厂冬季的订单量较少，工作量较小，故由于补充热量所需增加的投入较小。
图3-1 全面机械通风风机位置图
该打磨操作间的轴流风机参数见表3-1。
表3-1 轴流风机参数表
型号
参数
单价
数量
总价
WXDT4A轴流风机
转速：2900r/min
功率(kW)：1.5-2
风量: 7700 m3/h
全压：319.5 Pa
带运费
480元/台
2台
960元
3.1.1.4 工程经济指标
全面机械通风系统的工程造价如表3-2所示：
表3-2 全面机械通风系统造价
工程名称
工程单价
数量
总价
WXDT4A轴流风机
480元
2台
960元
配电费
500元
--
500元
施工费、墙上开孔等
1000元
--
1000元
总价
2460元
3.1.2 局部排风净化系统措施
3.1.2.1 调整厂房整体布局
车间现有尺寸为75*20*5m，正常工作时有打磨工人6-8人，工位分散，造成粉尘在车间内的分布较为分散，不利于采取控制措施。建议厂房内打磨工位与家具半成品堆放处隔离开，并对打磨工序的工位进行调整。根据原有车间正常生产时的需要，在车间的东侧40m范围内固定8个打磨操作工位，每个操作位的面积约为1m2，车间西侧改为半成品摆放区。车间打磨工位总体布局见图3-2。
调整车间布局并固定打磨作业岗位后，更有利于采取技术措施对车间内的粉尘进行控制。
3.1.2.2 局部排风净化系统特点
在固定打磨作业区增设局部排风净化系统，可以保证及时有效地排出打磨过程中产生的粉尘，作业环境空气质量可以达到卫生标准要求。局部排风净化系统采用高效的布袋除尘器对含尘气体进行净化处理，为减小冬季热损失，布袋除尘器选用正压式并放置在室内，净化后气体排至室内。
图3-2 厂房位置优化布局
3.1.2.3 系统排风罩的选取
根据该工序的工作情况，系统排风罩设置在固定打磨工位的下侧，即在每个工位下方布置排风口，排风口上加铸铁格栅盖板，排风口后侧挖暗沟，沟内铺设罩子和风管。
设计排风口尺寸为1*1*0.7m，开孔率25%。排风口盖板为铸铁构件，设计成格栅形式，可以拆卸以用于清扫。根据《工业通风与防尘工程学》的设计参数，设计此系统的罩口风速为为0.5m/s，受干扰气流的影响，风速的增加值0.2m/s，实际的设计罩口控制风速0.7m/s。在盖板上方设置铁
丝网隔离罩，防止大块物件掉落排风口内。粉尘从吸风口抽入后，经过侧吸罩吸入系统风管。
3.1.2.4 局部排风净化系统设计
排风系统在车间东侧的南北各设置4个排风口，共计8个排风口，为便于系统的合理布置，分设两套排风净化系统，每套系统接4个排风口。各支管从侧面与地坑吸风口连接，除尘管道铺设在地沟内，合并后总管引出地面与风机连接，最后送入布袋净化，布袋除尘器设置在室内。局部排风净化系统的系统图见图3-3，俯视图见图3-4。
图3-3 排风系统系统图
图3-4 操作位排风系统俯视图
根据风量公式，罩口的风量为Q，风速为V，罩口面积为F。
Q=V*F (公式3-1)
每个风口的风量为0.25*0.7*3600=630m3/h。一套系统接一台风机和一套布袋除尘器，在操作位两侧并排设置两套系统。每套系统的风量为2520 m3/h。根据GB/T50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》中5.8.2的规定和公式：
Q=KQ （公式3-2）
其中K为通风系统中风管漏风附加系数，K=1.1-1.15，除尘风管的漏风率为风量的5%-10%，取K=1.1
选用风机的风量为2770 m3/h。根据《工业通风与防尘工程学》的规定和经验，地下管道内的设计风速取16m/s。
根据工程经验，铁皮管道粗糙度取0.18，罩口阻力200Pa。该系统管道内的压力损失按照公式3-3至公式3-7的要求进行计算，结果见表3-3。
各管段的摩擦阻力公式为， （公式3-3）
其中r为摩擦阻力系数，d为风管直径，l为管道长度。
比摩阻： （公式3-4）
Rm可由风量和风管直径、管径粗糙度等因素，查表得到。
局部阻力： （公式3-5）
其中，p为空气密度，取1.2。c称为局部阻力系数。c可根据《工业通风与防尘工程学》查附录3得到。
管内动压为： （公式3-6）
风管系统的总阻力： （公式3-7）
表3-3 系统压力损失
管
段
风量
M3/h
速度
m/s
直径
mm
长度
m
管内
动压P
(Pa)
比摩
阻Rm
摩擦阻力Pm
(Pa)
局部阻力系数c
局部
阻力
Pz(Pa)
风管
系统
总阻力Pt
(Pa)
1
630
16
120
10
153.6
28
280
圆形弯头0.18
27.6
307.6
2
1260
16
170
10
153.6
18
180
合流三通30°（支管）：0.75
合流三通30°（直管）：-0.15
圆形渐扩管：0.21
124
304
3
1890
16
200
10
153.6
15
150
合流三通30°（支管）：0.2
合流三通30°（直管）：0.1
圆形渐扩管：0.08
58.3
208.3
4
2520
16
240
6
153.6
12
72
合流三通30°（支管）：0.1
合流三通30°（直管）：0.06
圆形渐扩管：0.09
38.4
110.4
5
2520
16
240
5
153.6
12
60
3个圆形弯0.18
1个分流三通1.1
252
312
1242
根据GB/T50019-2003中5.7.2的规定，采用定转速通风机时，通风机的压力应在系统计算的压力损失上附加10%-15%，根据经验此处取10%。该系统的罩口阻力200Pa，经验估计布袋除尘器的阻力400Pa，所以，此通风机的压力为：
（1242+200+400）*1.1=2026Pa
各支路从地下暗沟中出来接除尘器。清灰方式为脉冲喷吹，根据《工业通风与防尘工程学》设计布袋除尘器滤料表面过滤风速，范围为2.5-3.5 m/min，根据实际经验，此处取3.5m/min。
根据公式
其中，A为滤袋总面积（m2）。此处L=2520 m3/h，因此需要布袋总面积A=12 m2，每套系统选取4只直径0.5m，高2m的布袋。布袋式除尘器设置在室内。
根据上述计算结果，各管道的尺寸参考表3-4。
表3-4 排风系统管道尺寸参数
管道编号
管道外径 mm
管道长度m
除尘风管壁厚mm
1
120
10
1.5
2
170
10
1.5
3
200
10
1.5
4
240
6
1.5
5
240
5
1.5
3.1.2.5 工程经济指标
设计此系统后，此套系统的工程造价见表3-5。
表3-5 工程造价表
设备企业
设备名称
参数/项目
单价
数量
总价
某风机
电器公司
C6-48A
离心排尘
风机No.4
转速：2900r/min
电机（kW）：5.5-2
风量：2748-6374 m3/h
全压：2594-1859Pa
带电机、运费
2050元
2台
4100元
专业风管
销售企业
风管
风管材料，法兰，弯管，变径、三通等安装费
180元/m
180元/m
14760元
施工费
暗挖地沟
挖槽，混凝土浇灌，地沟尺寸为700mm*700mm 风管安装支架，人工，抹灰、盖板全含
450元/延米
68m
30600元
施工费
铸铁栅栏
铁丝网隔离罩铸铁栅栏1m*1m
250元/个
8个
2000元
施工费
风机风管
安装
风管悬挂，外部风机混凝土搭基础水泥台,配电系统
1800元/m3
2 m3
3600元
某除尘器
生产厂家
大布袋、
集灰箱
大布袋（208涤纶绒布）
直径0.5m，高2m
1m高集灰箱
大布袋，表面积3m2250元/只
1000元/个
8只
2个
4000元
总价
59060元
3.1.3 上送风下排风通风系统方案
3.1.3.1 上送风下排风通风系统特点
前节改进措施是采取调整作业岗位，增设局部排风净化系统，其补新风仍然利用原门窗等缝隙，其气流组织较为合理，但由于新风进入车间后较均匀的下压，对于有效控制打磨操作产生的粉尘的效果仍有不足。故本改进措施是在前节改进措施的基础上，再加设局部送风系统，利用合理的吹吸气流，有效地控制打磨操作产生的粉尘，此方案控制粉尘效果最佳。但此方案投资费用也最高。
3.1.3.2 上送风系统方案设计
手工打磨工位设置上送风、下排风净化的通风系统方案由两部分组成，排风净化系统设计与3.1.2节相同。送风系统设计在调整厂房布局的前提下，直接将新鲜空气送到工人操作岗位，送风口成45°与排风口中心相对应，形成合理的气流组织，送风系统设置的主要目的是为了引导工人操作位所产生的含尘空气向排风系统运动并排出。保证作业人员呼吸带的空气清洁。送风系统设计形式见图3-5。
图3-5 送风系统设计系统图
参考《工业通风与防尘工程学》，和实际工程的需要，为了能使送风系统起到气流引导的作用，提高送风系统和排风净化系统的工作效率，以及避免二次扬尘，送风系统送到排风口的风速应小于0.7m/s。综合考虑控制距离、气流扰动等因素，工程取0.7 m/s。排风系统的罩口有效面积为0.2 m2，保证送风系统和排风系统的罩口有最大的效率，送风口尺寸为800×250mm，送风管道采用矩型管，送风口选用矩形，罩口面积为0.20m2。每个罩口风量为0.2m2*0.7m/s*3600≈500m3/h，8个操作工位需要风机风量为4000 m3/h。根据GB/T50019-2003，风管漏风率取10%，因此，选择风机时，风机风量应为4400 m3/h。根据《暖通空调送风风速标准》，此管道内设计风速取5m/s，管道内的压力损失按照公式3-3---公式3-7的方法计算，各管道系统的压力损失见表3-6。送风系统各管道的管道尺寸见表3-7。
表3-6 系统压力损失
管段
风量
m3/h
速度
m/s
管道管径
长×宽
mm
长度
m
管内动压P
(Pa)
比摩阻
Rm
摩擦
阻力
Pm(Pa)
局部阻力系数c
局部
阻力
Pz(Pa)
风管系统
总压力
Pt(Pa)
1
4000
5
550×
400
11.5
15
0.53
6.1
圆形弯
头c=0.18
圆形三通分流C=0.4
8.7
14.8
2
2000
5
280×400
4
15
0.8
3.2
圆形弯头c=0.18
渐缩管c=0.1
侧面送风C=1.02
19.5
22.7
3
1500
5
210×400
8.5
15
1
8.5
侧面送风C=1.02
渐缩管c=0.1
16.8
25.3
4
1000
5
140×400
8.5
15
1.3
11
侧面送风C=1.02
渐缩管c=0.1
16.8
27.8
5
500
5
70×400
8.5
15
1.8
15.3
侧面送风C=1.02
渐缩管c=0.1
16.8
32.1
122.7
根据GB/T50019-2003的要求，经验选取附加损失15%，选择此系统风机的阻力损失为122.7*1.15=141Pa。
表3-7 送风系统管道尺寸参数
管道编号
管道管径mm
管道长度
除尘风管壁厚mm
1
550×400
11.5
1.5
2
280×400
4
1.5
3
210×400
8.5
1.5
4
140×400
8.5
1.5
5
70×400
8.5
1.5
3.1.3.3 工程经济指标
设置送风系统的工程造价见表3-8。
表3-8 送风系统工程造价
设备企业
设备名称
参数
单价
数量
总价
某风机
电器公司
11-62A
离心风机No.3.2
转速：960r/min
电机(kW-P):：1.1-6
风量：2180-5700 m3/h
全压：310-230Pa
1000元/台
1台
1000元
风管生产厂家
铁皮风管
铁皮材料，法兰，铁皮罩口，含安装费
180元/m
45m
8100元
施工费
风机风管安装
风管悬挂，外部风机混凝土搭基础水泥台，配电系统等
1800/ m3
2个m3
3600元
总价
12700元
加上排风系统的59060元，第三种方案工程造价为71760元。
3.2 三种方案优劣比较
综合比较三种技术改造方案，都有各自的优势，同时也存在不足。通过相关行业专家分析研究，方案一在工程一次性投资上比方案二、方案三要低很多，而且易于改造，不改变工人原工作方式，日常管理和维护较为方便，使用寿命长。但是此方案仅能改善作业环境，降低作业区空气中的含尘浓度，但不能有效控制打磨作业产生的粉尘，大量打磨粉尘仍然会造成作业区空气污染，对作业人员仍然会造成危害。另外冬季北方较为寒冷，方案一得实施会加大热量的损失，需考虑另外补充热量。但是方案一实施简便，其工程造价相对于其它两种方案要低很多，可作为一个过渡性的措施。
方案二是针对作业特点，进行合理的生产布局，固定打磨工位，同时对粉尘产生源进行控制（增设局部排风罩），并对捕集的含尘气体采取高效净化，净化后气体排放室内。此方案的控制效果比方案一要好的多。但是改造方案实施的一次性投资较大，其投入本企业可接受。由于排风口设在地面，对作业的干扰程度低。系统日常维护的成本稍高，而且冬季的热量损失较小，该系统的使用寿命较长。根据工程的实际经验，此方案完全可以达到控制粉尘浓度，使工人操作工位的粉尘浓度控制在国家卫生标准规定限值以下的要求。
方案三是在方案二的基础上增加送风，该方案常用于车间粉尘浓度较大，污染较为严重的情况，以便进一步提高对打磨粉尘的控制效果。该方案控制粉尘效果最好，同时一次性投资最高，同时此方案也是最复杂的。治理费用在企业可承受的范围之内。此外，它对作业的干扰程度不高，日常维护管理和难易程度与方案二近似。该系统的使用寿命较长。
3.3 职业危害综合控制措施决策
3.3.1 决策方法介绍
职业危害综合控制措施方属于多属性决策，本研究选择TOPSIS（technique for order preference by similarity to ideal solution）决策方法。TOPSIS方法借助多属性问题的理想解和负理想解给方案集中的各方案排序。该方法需要对各方案的各属性给予定量化或半定量化数值。TOPSIS方法优势在于用理想解求解多属性问题简单，同时又用负理想解是因为在仅仅使用理想解时会出现两个备选方案与理想解距离相同的情况，为了区分这两个方案的优劣引入负理想解并计算这两个方案与负理想解的距离。与理想解距离相同、与负理想解距离远者为优。
3.3.2 可行方案选取和确定
本报告使用层次分析法获得评价指标权重，并根据家具制造企业的实际特点，由专家会议研究，确定控制效果、一次性投资可接受度、运行维护费用可接受度、对作业干扰程度、日常维护难易、使用寿命满意度这6项作为评价指标。
计算方法在总报告中已经涉及，本报告不再详细介绍。
3.3.2.1 评价指标权重
利用层次分析法获得评价指标权重。根据3.1节中提到的五位专家组专家分别给出的判断矩阵，求平均值后得到最终判断矩阵，见表3-9。
表3-9 判断矩阵
指标
控制
效果
一次性投资可接受度
运行维护费用可接受度
对作业干扰程度
日常维护难易
使用寿命满意度
控制效果
1.000
3.500
3.500
4.000
5.000
7.000
一次性投资可接受度
0.292
1.000
2.500
3.500
4.000
6.000
运行维护费用可接受度
0.292
0.417
1.000
3.000
3.500
5.000
对作业干扰程度
0.267
0.292
0.333
1.000
3.000
4.000
日常维护
难易
0.200
0.250
0.292
0.333
1.000
2.500
使用寿命满意度
0.143
0.167
0.200
0.250
0.417
1.000
表3-9中每行元素连乘并开N次方得到特征向量分量：
（公式3-8）
求权重：特征向量分量利用公式3-9，经归一化处理得到评价指标权重见表3-10。
（公式3-9）
表3-10 评价指标权重
ω1
ω2
ω3
ω4
ω5
ω6
0.412
0.237
0.162
0.098
0.057
0.033
表3-9中每列元素求和
（公式3-10）
利用公式3-11计算本征值λmax
（公式3-11）
经相容性检验：
（查表所得6阶矩阵临界本征值），可以通过一致性检验，这时的权向量
=[0.412, 0.237,0.162,0.098,0.057,0.033]T
3.3.2.2确定最优方案
应用TOPSIS法确定最优方案。五位专家对该企业可行方案分别打分，经等权平均后得到综合结果见表3-11。
指标
方案
控制效果
一次性投资可接受度
运行维护费用可接受度
对作业干扰程度
日常维护难易
使用寿命
满意度
方案1
0.18
0.88
0.76
0.74
0.86
0.76
方案2
0.68
0.54
0.72
0.66
0.64
0.74
方案3
0.88
0.30
0.68
0.58
0.60
0.70
表3-11 可行方案赋分
1）用向量规范化的方法求得规范矩阵: 方法如公式3-12，结果见表3-12。
（公式3-12）
表3-12 规范矩阵
j
i
z1 (y1)
z2 (y2)
z3 (y3)
z4 (y4)
z5 (y5)
z6(y6)
方案1
0.160
0.818
0.609
0.644
0.700
0.598
方案2
0.604
0.502
0.577
0.575
0.521
0.582
方案3
0.781
0.279
0.545
0.505
0.488
0.551
2）由权向量=[0.412, 0.237,0.162,0.098,0.057,0.033] T，利用公式3-13,乘以上表中每一个数得加权规范化矩阵，如表3-13。
（公式3-13）
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