Охрана воздушного бассейна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра "Санитарно-технические системы"

Контрольно-курсовая работа

по дисциплине: "Охрана воздушного бассейна"

Тула 2013



Оглавление

1. Расчет выбросов загрязняющих веществ

1.1 Твердые частицы

1.2 Оксиды серы

1.3 Оксид углерода

1.4 Оксиды азота

2. Расчет концентраций

2.1 Расчет расстояния от источника до координаты максимума концентраций

2.2 Расчет опасной скорости ветра

2.3 Расчет предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу (ПДВ)

2.4 Суммарное количество загрязнителя

2.5 Санитарно-защитная зона



1. Расчет выбросов загрязняющих веществ

1.1 Твердые частицы

атмосфера дымовой вредный зола

Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и несгоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов при сжигании твердого топлива и мазута производится по формуле:

М_тв = В·А^Р·ч· (1- з) (1.1)

где В - расход топлива, т/год, г/с ; А^р - зольность топлива в рабочем состоянии, %, принимаемая по табл. 2.4 МУ; ч - коэффициент, принимаемый в зависимости от типа топки и вида топлива по табл. 2.2 МУ; - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (для сухих золоуловителей принимается равной 0)

Годовой выброс золы составляет:

G_тв = 80000 · 37,6 · 0,0026 · (1- 0) = 7820,8 т/год

Котел работает 7 месяцев (по заданию).

Секундный расход топлива за 10 месяцев работы составляет:

В_сек ^{= =} 3086,4 г/с

Секундный выброс золы составляет:

М_тв = 3086,4 · 37,6· 0,0026· (1-0) = 301,73 г/с

1.2 Оксиды серы

Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год, г/с) выполняется по формуле:



= 0,02ВS^р (1 - )( 1 - ) (1.2)

где S^р - содержание серы в топливе, %, принимаемая по табл. 2.4 МУ; - доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле; - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с твердыми частицами (для сухих золоуловителей принимается равной 0).

Годовой выброс диоксида серы составляет:

G_SO2 = 0,02 · 80000 · 3,7 · (1 - 0,1) · (1- 0) = 53,28 т/год

Секундный выброс диоксида серы составляет:

М_SO2 = 0,02 · 3086,4 · 3,7 · (1 - 0,1) · (1- 0) = 205,55 г/с

1.3 Оксид углерода

Расчет выбросов оксида углерода (т/год. г/с, ) производится по формуле:

М_СО = 0,001С_СОВ (1 - ) , (1.3)

где С_СО - выход оксида углерода при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива (кг/т, кг/тыс. м³) определяется по формуле:

С_СО = q₃R / 1013 (1.4)

где q₃, q₄ - потери теплоты соответственно от химической и механической неполноты сгорания топлива, %, принимаемые по таблице 2.3 МУ; R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием оксида углерода в продуктах сгорания (для угля R=1) ; - теплота сгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м³, принимаемая по табл. 2.4 МУ

С_СО = 0,8 · 1 · 10,38 /1013 = 0,008

Годовой выброс оксида углерода составляет:

G_СО = 0,001 · 0,008 · 80000 · (1 - ) = 0,59 т/год

Секундный выброс оксида углерода составляет:

М_СО = 0,001 · 0,008 · 3086,4 · (1 - ) = 0,023 г/с

1.4 Оксиды азота

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

= 0,001 К В (1 - ) (1.5)

где В - расход натурального топлива за рассматриваемый период времени (т/год, тыс. м³/год, г/с, л/с); - теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг, Мдж/м³); К- параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж); - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

Годовой выброс оксида азота составляет:

G_СО = 0,001 · 0,7 · 80000 ·10,38 · (1 -0) = 581,28 т/год

Секундный выброс оксида азота составляет:

G_СО = 0,001 · 0,7 · 3086,4 ·10,38 · (1 -0) = 22,43 г/с

Полученные результаты сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

Наименование вредных веществ	Годовой выброс G, т/год	Секундный выброс М, г/с
Твердые частицы	7820,8	301,73
Оксид серы	5328	205,55
Оксид углерода	0,59	0,023
Оксид азота	581,28	22,43



2. Расчет концентраций

Для характеристики объема вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно допустимого выброса (ПДВ), которая рассчитывается по ОНД - 86 и регламентируется ГОСТом 17.2.3.02-78.

Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем (рис. 1): суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия или на территории жилой застройки концентрации, превышающей ПДКа.в.

< ПДК м.р (2.1)

где - максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м³; - фоновая концентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м³

Под одиночным или точечным источником понимается дымовая труба предприятия.

Опорным значением является максимальное значение обусловленной предприятием приземной концентрации.

Максимальная приземная концентрация вредного вещества (, мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеоусловиях на расстоянии (м) от источника



(2.2)

где Н - высота трубы, м; - масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества, г/с; - разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха - полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы, м³ /с определяется по формуле

(2.3)

где (м) - диаметр устья источника; (м/с) - средняя скорость выхода газов из источника выбросов; - безмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа. Для равнинного ландшафта ; А, F - коэффициенты, принимаемые по табл.1 и табл.2 соответственно:

V₁ = · 6 = 4,71 м³/с

m, n - коэффициенты, учитывающие подъем факела под трубой. Значение этих коэффициентов определяется по вспомогательным величинам, вычисляемым в свою очередь по конструктивным параметрам

(2.4)

f = 1000 · 2,5

(2.5)



V_м = 0,65 = 1,05

(2.6)

= 1,3 · = 0,31

(2.7)

f_e = 800 · (0,31)³ = 23,83

Коэффициент определяется по формуле:

при (2.8)

m = = 0,78

Коэффициент при определяется в зависимости от :

при (2.9)

n = 0,532 · 1,05² - 2,13 · 1,05 + 3,13 = 1,48

Максимальная приземная концентрация твердых частиц составляет:

С_м = = = 16,62 мг/м³

Максимальная приземная концентрация оксида серы составляет:

С_м = = = 11,32 мг/м³

Максимальная приземная концентрация оксида углеводорода составляет:

С_м = = = 0,0013 мг/м³

Максимальная приземная концентрация оксида азота составляет:

С_м = = = 1,23 мг/м³

2.1 Расчет расстояния от источника до координаты максимума концентраций

Для горячих источников расстояние (м) от источника выбросов до точки, в которой приземная концентрация (мг/м³) при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения , определяется по формуле

(2.10)

где безразмерный коэффициент при < 100 находится по формулам:

при ; (2.11)

d = 4,95 · 1,05 · (1 + 0,28 · ) = 7,17

Х_м = · 25 · 7,17= 179,25

2.2 Расчет опасной скорости ветра

Как показали исследования, при прочих равных условиях приземная концентрация достигает своего максимума при некоторой, получившей название опасной скорости ветра (м/с). При больших и меньших скоростях концентрации снижаются.

Поскольку скорость ветра с высотой увеличивается, принято измерять ее на отметке 10м.

Для горячих источников в случае опасная скорость ветра определяется по формуле:

при ; при ; (2.12)

= 1,05 м/с

2.3 Расчет предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу (ПДВ)

ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, чтобы выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создавали приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02-78).

ПДВ (г/с) должны устанавливаться для времени года и нагрузки, сочетание которых дает максимальные приземные концентрации. Для ТЭЦ, например, это наиболее холодный период года, когда тепловые и электрические нагрузки максимальны. ПДВ устанавливается для каждой дымовой трубы и предприятия в целом.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ. При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации принимаем равными 10% от ПДК

Таблица 2.

Наименование вредных веществ	Предельно-допустимые концентрации, ПДК, мг/м3	Фоновые концентрации, Сф, мг/м3
Твердые частицы	0,15	0,015
Оксид серы	0,5	0,05
Оксид углерода	5	0,5
Оксид азота	0,085	0,0085

Значение ПДВ (г/с)для одиночного источника с круглым устьем в случаях < ПДК определяется для горячих источников по формуле:

, г/с (2.13)

ПДВ твердых частиц составляет:

ПДВ = · = 2,45 г/с

ПДВ оксида серы составляет:

ПДВ = · = 8,16 г/с

ПДВ оксида углерода составляет:

ПДВ = · = 81,61 г/с

ПДВ оксида азота составляет:

ПДВ = · = 1,39 г/с

2.4 Суммарное количество загрязнителя

Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем (рис. 1): суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия или на территории жилой застройки концентрации, превышающей ПДКа.в.

< ПДК м.р (2.14)

где - максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м³; - фоновая концентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м³

Твердые частицы:

C_У = 16,62 + 0,015 = 16,64 мг/м³

16,64 мг/м³ >0,15 мг/м³ - условие не выполняется, концентрации превышают ПДК

Оксиды серы:

C_У = 11,32 + 0,05 = 11,37 мг/м³

11,37 мг/м³ > 0,5 мг/м³ - условие не выполняется, концентрации превышают ПДК

Оксиды углерода:

C_У = 0,0013 + 0,5 = 0,5013 мг/м³

0,5013 мг/м³ > 5 мг/м³ - условие не выполняется, концентрации превышают ПДК

Оксиды азота:

C_У = 1,23 + 0,0085 = 1,2385 мг/м³

1,2385 мг/м³ > 0,085 мг/м³ - условие не выполняется, концентрации превышают ПДК

2.5 Санитарно-защитная зона

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» размер СЗЗ для металлургических, машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий и производств 3 класса устанавливается в пределах 300 м

Размещено на Allbest.ru

...