Расчет категории опасности производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет категории опасности производства



Введение

В настоящее время резко обострилась проблема загрязнения окружающей среды, постепенно она перерастает в реальную угрозу глобальной экологической катастрофы всего человечества. Проблемы экологического бедствия уже охватило более половины земного шара, резкий экологический дискомфорт ощущает население многих городов Казахстана. Всё это с особой остротой ставит на повестку дня вопрос об охране окружающей среды и о труде человека в биосфере Земли.

Темпы Потребления органических топлив уже сегодня во много раз превышают темпы их естественного синтеза. В свою очередь, окружающая среда в глобальном масштабе начинает воздействовать на энергетику, вынуждая учитывать возможность потребления, того или иного вида топливно-энергетических ресурсов и изыскивать новые виды ресурсов.

Данная расчетно-графическая работа будет рассматривать одно из основных направлений в области охраны окружающей среды-выброс вредных веществ в атмосферу. На примере предприятия в состав, которого входи: механический цех, сварочный цех, гальванический цех, гараж и котельная, будет представлен расчет категории опасности производства по цехам и по предприятию в целом.



Задание на расчетно-графическую работу

экологический производственный выброс

На предприятии размещены следующие цеха и производства: котельная, гальванический, механический цеха, сварочный участок и гараж. Определить категорию опасности производства, если предприятие работает в две смены по 8 ч. каждая 260 дней в году.

Исходные данные для расчетно-графической работы

Механический	Наименование станка, количество
	Круглошли-фовальные	120
	заточные	25
	токарные	150
	Время работы	1850
Сварочный участок	Марка электродов	АНО-1
	Масса расход. мат-ов, кг/год	800
гальванический	Общ.площадь ванн. при про-цессе обезжи-ривания; м2.
	а) орг. раств-лем	70
	б) электрохим.-е	65
	в) время работы	3260
гараж	Пробег, км
	а) грузовые бенз. ДВС	20000
	б) автобусы с бенз. ДВС	17000
	г) автобусы дизельные	12000
	в) служебные легковые	25000
Котельная	Расход натуральн. топлива	45
	Марка топлива	ГР
	Коэф.очистки воздуха ЗУ	75
	Вид топки: а) шахтная
	б) с неподвижной решеткой, ручным выбросом топлива	+
	КNO2	0,2



1. Расчет категории опасности производства

Механический цех

При механической обработке материалов выделяются пыль, туманы и пары масел и смазочно-охлаждающих жидкостей, различные газообразные вещества. Валовое выделение вредных веществ определяется исходя из норма-часов работы станочного парка. Расчет выбросов при механической обработке производится по формуле (т/год):

М = 3600 х q х t х N х 10^-6,

где q - удельное выделение пыли (г/с),

t - число часов работы в день, час;

N - число рабочих дней в году.

Выбросы пыли для круглошлифовальных станков в количестве 120 экземпляров диаметром 350 мм:

М=3600*0,117*16*260*10^-6*120=210,263

Выбросы для заточных станков в количестве 25 экземпляров диаметром 200 мм:

М=3600*0,040*16*260*10^-6*25=14,976

Итого при мехобработке:

?М=225,239

Выбросы аэрозольных веществ для токарных станков средних размеров в количестве 150 экземпляров при охлаждении маслом:

М=3600*2,8*16*260*10^-6*150=6289



2. Цеха и участки сварки и резки металлов

Расчет выбросов производится по формуле, т/год

М_i = q_i x m x 10^-6,

где q_i - удельное выделение i вредного вещества, г/кг

m - масса расходуемого материала, кг/год.

Для электрода АНО-1 выброс сварочной аэрозоли:

Мi=7,1*800*10^-6=5,68*10^-3

Для электрода АНО-1 выброс марганца и его оксидов:

Мi=0,43*800*10^-6=3,44*10^-4

Для электрода АНО-1 выброс фтористого водорода:

Мi=2,13*800*10^-6=1,704*10^-3

Гальванические цеха

При расчете количества вредных веществ, выделяющихся при гальванической обработке, принят удельный показатель q, отнесенный к площади поверхности гальванической ванны. Количество загрязняющего вещества (Т/год), отходящего от единицы технологического оборудования определяется по формуле:

М = 10^-6 х q х Т х F х К₃ х К_у,

где F - площадь зеркала ванны, м²;

К_у - коэффициент укрытия ванны: при наличии в составе поверхностно-активных веществ (ПАВ) К_у = 0,5; при отсутствии ПАВ К_у = 1;

К₃ - коэффициент загрузки ванны.



Удельное количество вредных веществ, выделяющихся с поверхности гальванических ванн при различных технологических процессах

Процесс	Вещество	Количество, г/(ч*кв. м)
Обезжиривание изделий: а) органическими растворителями г) электрохимическое	Бензин Керосин Уайт-спирт Бензол Трихлорэтилен Тетрахлорэтилен Трифтортрихлорэтан Едкая щелочь	4530 1560 5800 2970 3940 4200 14910 39,6

Рассчитаем количество загрязненного вещества при обезжиривании органическими растворителями:

Бензин: М=10^-6*4530*365*70*0,8*1=92,59

Керосин: М=10^-6*1560*365*70*0,8*1=31,886

Уайт-спирит: М=10^-6*5800*365*70*0,8*1=118,55

Бензол: М=10^-6*2970*365*70*0,8*1=60,706

Трихлорэтилен: М=10^-6*3940*365*70*0,8*1=80,533

Тетрахлорэтилен: М=10^-6*4200*365*70*0,8*1=85,848

Трифтортрихлорэтан: М=10^-6*14910*365*70*0,8*1=304,76

Едкая щелочь: М=10^-6*39,6*365*65*0,8*1=0,751

3. Выбросы от автотранспорта предприятия

Масса выброшенного за расчетный период i-го вредного вещества при наличии в группе автомобилей с различными двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные, газовые) определяются по формуле (т/год):

Мi = q_i x x n x R x 10^-6,



где q_i - удельный выброс i-го вредного вещества автолюбителем, г/км, (таблица 3.4).

ф - пробег автомобиля за расчетный период, км;

n - коэффициент влияния среднего возраста парка на выбросы

автомобиля;

R - коэффициент влияния технического состояния автомобиля.

Удельные выбросы вредных веществ для различных групп автомобилей на 1990 год и коэффициенты влияния факторов

Группа автомобилей	Удельный выброс вред-ных веществ, г/км	Коэффициент влияния
	СО	СН	NOx	n	R
Грузовые с бензиновым ДВС Автобусы с бензиновым ДВС Автобусы дизельные Легковые служебные и специальные	55,5 51,5 15,0 16,5	12,0 9,6 6,4 1,6	6,8 6,4 8,5 2,23	1,33 1,32 1,27 1,28	1,69 1,69 1,80 1,63

Рассчитаем выбросы оксида углерода(СО):

Для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС:

М(СО)=55,5*20000*1,33*1,69*10^-6=2,495

Для автобусов с бензиновым ДВС:

М(СО)=51,5*17000*1,32*1,69*10^-6=1,953

Для дизельных автобусов:

М(СО)=15*12000*1,27*1,8*10^-6=0,411

Для служебных легковых автомобилей:

М(СО)=16,5*34000*1,28*1,63*10^-6=0,860

Итого: ?М(СО)=5,718

Рассчитаем выбросы углеводорода:

Для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС:

М(СН)=12*20000*1,33*1,69*10^-6=0,539

Для автобусов с бензиновым ДВС:

М(СН)=9,6*17000*1,32*1,69*10^-6=0,364

Для дизельных автобусов:

М(СН)=6,4*12000*1,27*1,8*10^-6=0,176

Для служебных легковых автомобилей:

М(СН)=1,6*25000*1,28*1,63*10^-6=0,083

Итого: ?М(СН)=1,162

Рассчитаем выбросы оксидов азота:

Для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС:

М(NOx)=6,8*20000*1,33*1,69*10^-6=0,306

Для автобусов с бензиновым ДВС:

М(NOx)=6,4*17000*1,32*1,69*10^-6=0,243

Для дизельных автобусов:

М(NOx)=8,5*12000*1,27*1,8*10^-6=0,233

Для служебных легковых автомобилей:

М(NOx)=2,23*25000*1,28*1,63*10^-6=0,116

Итого: ?М(NOx)=0,897

4. Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч

Методика предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторов.

Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц печей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:

Птв = В х А^r Х (1 - ?),



где В-расход натурального топлива (т/год, г/с);

А^r - зольность топлива на рабочую массу (%);

? - доля твердых частиц, удавливаемых в золоуловителях;

Х = a_ун/(100-Гун); a_ун - доля золы топлива в уносе;

Гун - содержание горючих в уносе (%).

Птв=45*41,8*0,0023*(1-0)=4,326

Значения А^r, Гун, a_ун, ? принимаются по фактическим средним показателям: при отсутствии этих данных А^r определяется по характеристикам сжигаемого топлива (см. таблица 2.1.); ? - по техническим данным применяемых золоуловителей, а Х - по таблице.

Значения коэффициентов Х и Ксо в зависимости от типа топки и топлива

Тип топки	Топливо	Х	Ксо, кг/ГДЖ
1	2	3	4
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые и каменные угли	0,0023	1,9
Шахтная	Твердое топливо	0,0019	2,0

Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле:

П_SO2 = 0,02 ВS^r (1-з_SO2) (1 - з?_sо2),

где S^r - содержание серы в топливе на рабочую массу (Х); для газообразного топлива мг/куб. м;

з?_sо2 - доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей - 0,1; мазута - 0,02; Sгаза - 0,0; з?_sо2 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе.

П _SO2=0,02*45*0,66*(1-0,1)*(1-0)=0,534

Ориентировочная оценка выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может проводиться по формуле:

Псо = 0,001ВQ^r_iКсо (1 - ),

где Ксо - количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж); принимается по таблице 3.5.

Для бурых углей:

Псо=0,001*45*15,57*10⁶*1,9*10⁹*(1-2/100)=1,305*^10-3

Для каменных углей:

Псо=0,001*45*15,57*10⁶*1,9*10⁹*(1-2/100)=1,305*^10-3

Суммарное количество выбросов оксида углерода: ?М(СО)=2,61*10^(-3)

Оксиды азота. Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

П_NO2 = 0.001 B Q^r_i K_NO2(1-в),

где Q^r_i - теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг, МДж/куб. м); K_NO2 - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж); в - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

П_NO2 = 0,001*45*15,57*10⁶*0,2*109*(1-0)=1,403*10^-3

Характеристика топок котлов малой мощности

Тип топки и котла	Топливо	б	g 3	g 4
Топка с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые угли Каменные угли Антрациты	1,6 1,5 1,7	2,0 2,0 1,0	8,0 7,0 10,0
Шахтная топка с наклонной решеткой	Бурые угли Каменные угли	1,4	2	2

Характеристика топлив Республики Казахстан

Бассейн, место-рождение	Марка, класс	Wr, %	Ar, %	Sr, %	Qi r, МДж/кг	Uro м3/кг
Сарыадырское	ГР	5,0	41,8	0,66	15,57	4,78

5. Расчет категории опасности предприятия

Расчет категории опасности предприятия производится по формуле:

КОП = ^ai,

где M_i - масса выброса i-го вещества, т/год;

ПДКi - среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м²;

n - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

ai - константа, позволяющая соотнести вредность i-го вещества с вредностью диоксида серы, определяется по таблице.

Константа, ai	Класс опасности
	1	2	3	4
	1,7	1,3	1,0	0,9

Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно-гигиенических критериев с учетом класса опасности вещества.

Значение КОП рассчитывается при условии, когда M_i/ПДК > 1. При M_i/ПДК < 1 КОП не рассчитывается и приравнивается к нулю.

Таблица 3.9

Категория опасности предприятия	Значение КОП
1 2 3 4	КОП ? 106 106>КОП?104 104>КОП?103 КОП < 103

Рассчитаем КОП по цехам и данные сведем в таблицу 6.

Механический:

1. Кругло-шлифовальные станки: КОП=(210,263/0,5)¹=420,526

2. Заточные станки: КОП=(14,976/0,5) ¹=29,952

3. Токарные станки: КОП=(6289/0,5) ^0,9=4894

Сварочный:

1. Сварочный аэрозоль: КОП=(5,68*10^-3/0,5) ¹=0,011

2. Марганец и его оксиды: КОП=(3,44*10^-4/0,01) ^1,3=0,013

3. Фтористый водород: КОП=(1,704*10^-3/0,01) ¹=0,1704

Гальванический:

1. Бензин: КОП=(92/1,5) ^0,9=40,871

2. Керосин: КОП=(31,886/0,12) ^0,9=152,046

3. Уайт-спирит: КОП=(188,55/0,1) ^1,3=9909,9

4. Бензол: КОП=(60,706/0,1) ^1,3=4151,46

5. Трихлорэтилен: КОП=(80,533/0,05) ^1,3=14760,63

6. Тетрахлорэтилен: КОП=(85,848/0,005) ^1,3=3,2*10⁵

7. Трифтортрихлорэтан: КОП=(304/0,005) ^1,3=1,6*10⁶

8. Едкая щелочь: КОП=(0,751/0,05) ^1,3=33,858

Гараж:

1. КОП(СО)=(5,718/3) ^0,9=1,786

2. КОП(СН)=(1,162/1,5) ^0,9=0,795

3. КОП(NOx)=(0,898/0,04) ^1,3=57,067

Котельная:

1. Твердые частицы: КОП=(4,326/0,5) ¹=8,652

2. Оксид серы: КОП=(0,534/0,05) ^1,3=21,734

3. Оксид углерода: КОП=(2,61*10^-3/3) ^0,9=0,00176

4. Оксид азота: КОП=(1,403*10^-5/0,04) ^1,3=0,064*10^-4

Наименование цеха	Наименование вещества	Класс опасности вещества	ПДКм.р. мг/м3	ПДКс.с. мг/м3	Выброс т/год	КОП
Механический	Абразивная и металлическая пыль	3	0,5	0,5	210	420,526
	Аэрозольные вещества	4	5	0,5	6289	4894,4
Сварочный	Сварочная аэрозоль	3	5	0,5	0,00568	0,011
	Марганец и его оксиды	2	0,01	0,01	0,00034	0,013
	Фтористый водород	2	0,01	0,01	0,001704	0,837
Гальванический	Бензин	4	5	1,5	92,59	40,871
	Керосин	4	1,2	0,12	31,886	152,046
	Уайт-спирит	2	1	0,1	118,55	9909,9
	Бензол	2	1	0,1	60,706	4151,46
	Трихлорэтилен	2	0,06	0,005	80,533	14760,63
	Тетрахлорэтилен	2	0,06	0,005	85,848	320028,18
	Трифтортрихлорэтан	2	0,06	0,005	304,76	1661438
	Едкая щелочь	2	0,5	0,05	0,751	33,858
Гараж	Оксид углерода	4	5	3	5,718	1,788
	Углеводород	4	5	1,5	1,162	0,795
	Оксиды азота	2	0,085	0,04	0,897	57,067
Котельная	Твердые частицы	3	0,5	0,5	4,326	8,652
	Оксид серы	3	0,5	0,05	0,534	21,734
	Оксид углерода	4	5	3	0,0026	0,00176
	Оксид азота	2	0,085	0,04	0,00014	0,00064

КОП=? (Мi/ПДК)^(ai)

КОП=420,526+4894,4+0,011+0,013+0,837+40,871+152,046+9909,9+4151,46+14760,630+320028,18+1661438+33,858+1,788+0,795+57+8,652+21,734+0,00176+0,00064=2015920,703

Определим, что предприятие относится к первому классу опасности, т.к. КОП>10 ^6.



Вывод

Как видно из приведенных выше результатов, поиски путей и практическое осуществление мероприятий по снижению выбросов в окружающую среду загрязняющих веществ является весьма актуальной задачей в развитии энергетики и для существующих установок по производству энергии.

По итоговой таблице можно сделать заключение, что наибольший вклад в суммарную категорию опасности предприятия вносит гальванический цех.

Это связанно с тем, что в данном цехе производится выбросы наиболее опасных веществ, с процессом обезжиривания, при котором удельное количество вредных веществ, выделяющихся с поверхности гальванических ванн достаточно велико.

Так же существенный вклад вносит механический цех с огромными выбросами пыли и аэрозольных веществ. Здесь можно наблюдать увеличение удельного выделения пыли при увеличении диаметра шлифовального круга кругло шлифовальных и заточных станков и мощности токарных станков. Количество вырабатываемой пыли значительно сократится, если предприятия будет работать 8 часов в сутки, т.е. в одну смену. Остальные цеха предприятия не представляют большой опасности, т.к. относятся к четвертой категории опасности. Но, в сущности, физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления вредных веществ в атмосферу.

Поэтому нужно искать решения проблем по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу. Они, конечно, имеются, но требуют усовершенствования и развития новых способов улавливания и подавления оксидов серы, водорода, углерода и углеводорода, а так же твердых частиц.



Список литературы

1. ОНД - 86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - М.: Госкомгидромет, 1987. - с. 94.

2. Дюсенбаев М.К., Борис В.Н., Арестова В.В. Энергетика и окружающая среда-Алматы: АИЭС, 1992.

3. Скалкин Ф.В., Канаев А.А., Копп И.З. Энергетика и окружающая среда-Ленинград: Энергоиздает, 1981.

Размещено на Allbest.ru

...