Экология. Вариант_1_(новая_методичка)[1]. Расчет минимальной высоты источника выброса

• Название: Расчет минимальной высоты источника выброса
• Анкор: Экология
• Дата: 11.05.2021
• Размер: 194.5 Kb.
• Имя файла: Вариант_1_(новая_методичка)[1].doc
• Тип: Документы; #203796

РАСЧЕТ

минимальной высоты источника выброса
Данные для расчета:

- загрязняющее вещество – оксид углерода

- коэффициент стратификации атмосферы (А) - 140

- коэффициент оседания вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу (F) - 1

- коэффициент, учитывающий рельеф местности (z) – 1

- масса вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу (М) – 13,5 г/с

- средняя скорость выхода газо-воздушной смеси (w ) – 8 м/с

- диаметр трубы (D)- 1 м

- температура газо-воздушной смеси при выходе из устья источника (Тг) – 80

- средняя температура воздуха в июле (Тв) – 25

- ПДКмр для оксида углерода – 5,0 мг/

- фоновая концентрация загрязнителя (Сф) для оксида углерода – 0,015 мг/

1.1 Определяем средний объем выхода газо-воздушной смеси из трубы



1.2 Рассчитываем ориентировочную высоту трубы



1.3 Т.к Тг - Тв=80-25=55 - горячие выбросы, применяем формулу 11. Проверяем выполнение условия (11) ,

- условие не выполняется

1.4 Находим новое значение высоты:

условие (1) также не выполняется
1.5 Проведем проверку на необходимость уточнения полученного значения. Для этого найдем вспомогательные значения , и коэффициенты n и m.

;



;

Т.к. f <100, коэффициент n определяется по формулам (6)-(8), но вместо показателя v_m' используются значения v_m.

т.к. , то

Т.к f <100, то коэффициент m определяется по формуле (16):



Поскольку , необходимо произвести уточнение высоты трубы:



1.6 Используя полученное уточненное значение , найдем новые значения и коэффициенты n и m для нахождения второго уточненного значения высоты источника выброса.

;



;

Т.к. f<100 и то

Т.к f <100, то

Определим второе уточненное значение высоты:



Так как выполняется условие (10) ,

значение считается окончательным.
ВЫВОД: Высота трубы, обеспечивающая необходимую степень рассеивания, составляет после уточненных расчетов 5 м.

По ОНД-86 увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после использования всех других доступных на современном уровне средств по сокращению выбросов.

РАСЧЕТ размеров СЗЗ
Данные для расчета:

Определить размеры санитарно-защитной зоны для источника выбросов, имеющего следующие характеристики:

- загрязняющее вещество в выбросах – оксид углерода;

- коэффициент стратификации атмосферы (А) - 140;

- коэффициент оседания вредных веществ, выбрасываемых в атмо­сферу,

─(F)─ 1;

- коэффициент, учитывающий рельеф местности, ─ (z) ─ 1;

- масса вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, (М) – 30,9 г/с;

- диаметр трубы (D) -1 м;

- высота трубы (Н) - 21 м;

- средняя скорость выхода газо-воздушной смеси - (ω₀) - 8 м/с;

- температура газо-воздушной смеси при выходе из устья источника

(Т_г)- 80 ^○С;

- средняя температура воздуха в июле (T_в) – 25 ^○С;

- ПДК_мрдля оксида углерода - 5,0 мг/м³;

-фоновая концентрация загрязнителя С_ф для оксида углерода – 0,015 мг/м³;

- повторяемость ветров одного румба (P_○) - 12,5 %;

- класс предприятия - III.
Расчёт максимальной концентрации загрязняю­щего вещества в приземном слое

С_m, (мг/м³)

Последовательность расчета

1) Определяется средний объем выхода газо-воздушной смеси из тру­бы по формуле (3):

V= πD²ω₀/4 = (3,14*1²*8)/4 = 6,3 м³/с.
2) По данным для расчета находятся вспомогательные значения и v_m', v_m, f, feкоэффициенты n и m :

v_m'= l,3 ω₀D/H = 0,495;

v_m = 0,65[ V∆T/H]^1/3 = 0,65[6,3∙55/21]^1/3= 1,655

f =1000 ω₀²D/[H²∆T]^1/3 = 1000∙8²∙1/(21²∙55) = 2,639

fe= 800[v_m']³ = 800[0,495]³=97,030.



m= 1/(0,67 + 0,1f^1/2+0,34f^1/3) = 1/(0,67+0,1∙2,639^1/2+0,34∙2,639^1/3) = 0,768
3) По формуле (19) определяется значение максимальной приземной концентрации вещества-загрязнителя при неблагоприятных метеорологиче­ских условиях:

Сm = AMFmnz/(H²[V∆T]^1/3)= 140·30,9·1·0,768·1,062·1/(21²[6,3·55]^1/3)= 1,139 мг/м³.

Расчёт расстояния Х_m (м) от источника выброса до места максимальной концентрации загрязняю­щего вещества С_m в приземном слое при опасной скорости ветра u_m (м/с).

Последовательность расчета

По формуле (31) определяется опасная скорость ветра U_m . При
U_m= v_m=1,655 м/с.
Предварительно определив вспомогательный коэффициент dпо формуле (25), находится расстояние, на котором при опасной скорости ветра 1м/с достигается максимальная приземная концентрация загрязнителя согласно выражению (23):
при d = 4,95v_m(1+0,28[f_e]^1/3) = 4,95·1,655( 1+0,28·97,030^1/3)= 18,7;

Х_т= (5 - F)dH/4=(5-1)18,7·21/4 = 393,4 м.
Из приведенных расчетов видно, что при опасной скорости ветра 1,655 м/с на расстоянии примерно 393 м от источника выбросов в приземном слое максимальная концентрация загряз­нителя (Cm) не превышает значениеПДК. 1,139<5,000. Поскольку данный источник выброса по условию относится к предприятию Ш класса с размерами санитарно-защитной СЗЗ вокруг источника 300 м, необходимо провести уточнение размеров СЗЗ и ее конфигурации с учетом преобладающих направлений ветра в течение года.

Корректировка размеров санитарно-защитной зоны СЗЗ
Проведём корректировку размеров СЗЗ двумя способами, а после этого уточним конфигурацию СЗЗ с учетом преобладающих в течение года направлений ветров.
Последовательность расчета
а) Пошаговый способ корректировки размеров СЗЗ.
Для данной опасной скорости ветра рассчитываются по формулам (36)-(38) концентрации загрязнителя по мере удаления от источника с шагом 100 м (размер шага зависит от класса предприятия, для объектов III класса – 100м).
Для 100м: S₁ = 3[Х/Х_m]⁴ −8[X/X_m]³+6[Х/X_m]²=

=3· (100/408)⁴−(100/408)³+6(100/408)² = 0,25

С₁ = S₁C_m = 0,25·3,314 = 0,84 мг/м³.
Аналогичным образом определяются концентрации для расстояний 200, 300 и т.д. метров. Для расстояний X >Х_m коэффициент S₁ рассчитывается по формуле (38).
Расчет заканчивается на шаге, при котором выполняется условие

С_m+ С_ф ≤ ПДК_мр, (т.е. (С_m + С_ф)/ПДК_мр<1).
Данные расчета приземных концентраций сводятся в таблицу2.

Таблица 2

X,м	X/Xm	S1	C, мг/м3	(С(Хм+1) + Сф)/ПДКмр
100	0,25	0,25	0,84	0,28
200	0,49	0,67	2,23	0,74
300	0,74	0,94	3,12	1,04
400	0,98	1,00	3,31	1,10
500	1,23	0,95	3,13	1,04
600	1,47	0,88	2,92	0,97

¹

За ширину СЗЗ принимается значение Х_б при котором С/ПДК_мр≤1, в данном примере искомое значение Х_б=600м.

б) Упрощенный способ корректировки размеров СЗЗ

Расчет концентраций загрязнителя можно проводить и по упрощенной схеме. Для этого проверим, можно ли применять этот способ для нашего варианта. По формулам (36) – (38) определяем значения Х/Х_м и С для расстояний Х_м+1 и 8Х_м

Поскольку в нашем примере для границ данного интервала выполняются условия

С_(Хм+1)> ПДК_мри С_8Хм<ПДК_мр (полный расчёт опущен), можно без пошагового определения концентраций рассчитать безопасное расстояние упрощённым способом, т.е. использовать формулу (41):
Х_б=Х_м·[(1,13С_м – ПДК_мр)/0,13ПДК_мр]^1/2= 393,4(1,13∙1,14-5,00)/0,13∙5,00 = 564 м.

Отрицательная величина под знаком корня!!!

ВЫВОД: Расчет параметров СЗЗ показывает, что для выполнения условия

С_m+ С_ф ≤ПДК_мр. необходимо увеличить размеры СЗЗ, устанавливаемые санитарными нормами [3] (для объектов III класса - 300м). Безопасное расстояние, на котором выполняется условие С_m+ С_ф ≤ПДК_мр., составляет 564м.

Уточнение размеров СЗЗ в зависимости от среднегодовой розы ветров

Последовательность расчета
По формуле (42) для Хб = 564м определяются безопасные расстояния от источника выброса по сторонам света (восьми или шестнадцати): северному (С), северо-восточному (С-В), восточному (В), юго-восточному (Ю-В), южному (Ю), юго-западному (10-3), западному (3), северо-западному (С-3) с учетом дан­ных розы ветров для Владимирской области (см. табл. 3).

Таблица 3

Сторона света	С	С-В	В	Ю-В	Ю	Ю-3	З	С-3
Р, %	12	8	8	13	18	15	13	13

На основании расчета по формуле (42) находим:

L_с= X_б(P_с/P₀)564·18/12,0= 541 м.

L_с-в=391 м.

L_в=391 м.

L_ю-в=587 м.

L_ю=X_б(P_ю/P₀)564·18/12,5 = 812 м.

L_ю-з=677м.

L_з=587 м.

L_с-з=587 м.

Для направлений, где значения L_i < X_б, за размеры СЗЗ принимается величина Х_б.
Расстояния откладываются от источника выброса (в центре розы ветров) в сторону по направлению ветра, например, для L_с - с севера на юг от источника выброса, для L_с-в - ссеверо-востока на юго-запад от источника и т.д. (рис.1):



Рис.1 Схема конфигурации СЗЗ вокруг источника выброса (цифрами указаны расстояния в м по соответствующим направлениям).
ВЫВОД: Расчет параметров СЗЗпоказывает, что ее размеры превышают разме­ры, устанавливаемые санитарными нормами [3] (для объектов III класса-300м) и составляет в направлении преобладающих ветров 812м.

РАСЧЕТА величины ПДВ
Данные для расчета:

- загрязняющее вещество – оксид углерода

- коэффициент стратификации атмосферы (А) - 140

- коэффициент оседания вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу (F) - 1

- коэффициент, учитывающий рельеф местности (z) – 1

- средняя скорость выхода газо-воздушной смеси (w ) – 8 м/с

- диаметр трубы (D)- 1 м

- температура газо-воздушной смеси при выходе из устья источника (Тг) – 80

- средняя температура воздуха в июле (Тв) – 25

- ПДКмр для оксида углерода – 5,0 мг/

- фоновая концентрация загрязнителя (Сф) для оксида углерода – 0,015 мг/

- высота трубы (Н) – 21 м
Последовательность расчёта
1. Определяем средний объем выхода газо – воздушной смеси из трубы

3. 
   Выбираем формулу для расчёта ПДВ. В нашем случае
   

Тг - Тв=80-25=55

Т.к f<100, и ∆T≥ 10, расчёт выполняется по формуле (44) - ПДВ (Предельно допустимый выброс) для горячих выбросов:



ВЫВОД: Для того чтобы выбросы от данного источника в совокупности с за­грязнителями однонаправленного действия от других источников, не созда­вали приземную концентрацию, превышающую значения ПДКмр оксида углерода для атмосферы населе­нных пунктов, предельно допустимые выбросы оксида углерода в атмосферу для данного источника загрязнения атмосферы не должны превышать 135,10 г/с.

РАСЧЕТА

величины ущерба, наносимого атмосферному воздуху от выбросов загрязнителя
Данные для расчета:

Определить величину экономического ущерба за год, наносимого воздушной среде, работой точечного источника с величиной массы вредных веществ (оксида углерода), выбрасываемых в атмосферу (М) –30,9 г/с

Последовательность расчёта

1. 
   Определяем величину приведенной массы формальдегида за год _ф (с учетом, что в году 31536·10³с, коэффициент относительной экологической опасности k_i для оксида углерода равен 0,4 (см. Приложение 3), переводной коэффициент из граммов в тонны10^-6).
   

по формуле (46) определяем:

_ф = 30,9· 31536 · 10³ · 10^-6 · 0,4= 389,8 т/год

2. 
   Используя значение приведенной массы загрязнителя, можно рассчитать величину ущерба от выбросов формальдегида для Владимирской области.
   

В Приложении 2 находим необходимые для расчёта данные:

-коэффициент экологической ситуации σ для Владимирской области 1,9;

-величина удельного ущерба для атмосферы по Центральному региону – 57,3 руб./усл.т.

по формуле (45) определяем ущерб:

У_а = 57,3 · 1,9 · 389,8= 42435,9 руб / усл.т

ВЫВОД: Величина экономического ущерба, наносимого за год воздушной среде работой точечного источника, выбрасывающего в атмосферу 30,9 г/с оксида углерода, составляет 42435,9 руб / усл. т.

1