Промышленная экология Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов очной и заочной форм обучения направления подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность (уровень бакалавриата)
.pdfМинистерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»
Кафедра биотехносферной безопасности
ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
Методические указания по выполнению курсового проекта
для студентов очной и заочной форм обучения направления подготовки
20.03.01 «Техносферная безопасность» (уровень бакалавриата)
Санкт-Петербург
2019
1
Рассмотрено и рекомендовано к изданию Учебно-методической комиссией Ученого совета Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова
11 июня 2019 г.
С о с т а в и т е л и :
кандидат химических наук, доцент Е. Г. Раковская, кандидат технических наук, доцент Н. Г. Занько
О т в . р е д а к т о р кандидат технических наук, доцент Н. Г. Занько
Р е ц е н з е н т
кафедра биотехносферной безопасности СПбГЛТУ
Промышленная экология: методические указания по выполнению курсового проекта для студентов очной и заочной форм обучения направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» (уровень бакалавриата) / сост.: Е. Г. Раковская, Н. Г. Занько. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2019. – 24 с.
В данных методических указаниях предложены варианты заданий для выполнения курсового проекта по дисциплине «Промышленная экология» для студентов очной и заочной форм обучения направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» (уровень бакалавриата). Основное внимание уделено расчетам вредных веществ, выделяющихся при различных технологических процессах, и расчету рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе от одиночного точечного источника.
Темплан 2019 г. Изд. № 49.
2
В В Е Д Е Н И Е
Рост и интенсификация всех отраслей промышленности приводят к значительному загрязнению химическими веществами среды обитания человека, увеличению контакта с ними в процессе производства и в быту. В связи с этим особую значимость приобретает контроль объектов окружающей среды, и в первую очередь, атмосферного воздуха. Человечество не может существовать, не оказывая воздействия на биосферу, поэтому одной из главных задач комплекса работ по охране окружающей природной среды является определение нормативов, т. е. установление пределов, в которых признается допустимым то или иное воздействие.
Санитарно-гигиеническое нормирование загрязнения атмосферы в настоящее время разработано наиболее полно и научно обосновано. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу производится путем установления значений предельно допустимых выбросов этих веществ для всех источников выбросов. Нормативы ПДВ являются основой для проведения экологической экспертизы и планирования мероприятий по снижению загрязнения атмосферы.
Первым этапом любого нормирования загрязнения атмосферы является инвентаризация источников выделения и выбросов загрязняющих веществ. Далее приведены методики определения значений максимально разовых и валовых выделений. Нормативы валовых выбросов используются при экономическом стимулировании природоохранной деятельности, а нормативы максимально разовых выбросов – при контроле соблюдения ПДВ.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Решение проблемы экологической безопасности в сложных и изменчивых условиях производства в большой степени зависит от качества подготовки молодых специалистов. С целью наиболее полного освоения теоретических и практических вопросов экологической безопасности (защиты населенных пунктов и людей), увеличения и углубления знаний, необходимых в будущей деятельности, предусматривается выполнение курсового проекта по дисциплине «Промышленная экология».
Курсовой проект состоит из двух частей, первая из которых заключается в расчете загрязняющих веществ, выделяющихся при различных тех-
3
нологических процессах, а вторая – в расчете рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе.
В процессе выполнения работы студенту необходимо решить следующие задачи:
–рассчитать валовое и максимально разовое выделение загрязняющих веществ, попадающих в воздушную среду при выполнении всех операций на технологических участках согласно своему варианту;
–рассчитать рассеивание выбросов загрязняющего вещества в атмосферном воздухе от одиночного точечного источника;
–построить поля (изолинии) концентраций вредного вещества в приземном слое атмосферы;
– рассчитать суммарную концентрацию загрязняющего вещества
вприземном слое атмосферы (с учетом фоновой концентрации);
–сделать вывод о соответствии существующей СЗЗ требованиям нормативных документов.
При разработке проекта студент должен пользоваться нормативными документами (ГОСТ, СанПиН, СНиП, ГН и др.), методическими указаниями и рекомендациями, использовать базу Интернет.
Вариант курсового проекта выдается студенту преподавателем.
2. СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Тема курсового проекта формулируется как: «Расчет выделения загрязняющих веществ при различных технологических процессах на пред-
приятии _____________________».
Пояснительная записка должна включать в себя следующие части: титульный лист, содержание, введение, основную часть, заключение, список литературы, приложение.
Титульный лист имеет единую форму и оформляется по образцу, представленному в приложении.
Во введении кратко дается характеристика отрасли, к которой относится рассматриваемое предприятие. Используя различные литературные источники, дается анализ воздействия предприятия на атмосферный воздух.
Основная часть состоит из двух частей. В первой части приводятся расчеты загрязняющих веществ от различных технологических процессов согласно выданному варианту (задание 1), а во второй – расчет выделения вредных веществ (задание 2).
4
В заключении формулируются выводы, характеризующие выполнение поставленных задач.
Список литературы должен включать все источники информации, использованные при выполнении работы (действующие нормативные документы). Библиографический список составляется в порядке появления ссылки на источник в тексте работы.
Графическая часть выполняется на листе формата А1, на котором показываются:
–ситуационная карта-схема района размещения предприятия с указанием на ней границ санитарно-защитной зоны, селитебной территории, зон отдыха, территории заповедников, санаториев и т. д.;
–поля изолиний вредного вещества в приземном слое атмосферы.
3.ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
За д а н и е 1 . Рассчитать выделение загрязняющих веществ
при заданных технологических процессах
Рассчитать валовое и максимально разовое выделение загрязняющих веществ в воздушную среду при механической обработке металлов (табл. 1); сварке, пайке, электрогазорезке (табл. 2); нанесении лакокрасочных материалов (табл. 3); при работе двигателей автотранспорта (табл. 4); веществ, содержащихся в выбросе котельных (табл. 5).
При расчете выделения загрязняющих веществ при механической обработке материала, определить: как и на сколько изменится количество выделяемой пыли, а также какое количество вредных веществ будет выделяться дополнительно при применении смазочно-охлаждающей жидкости на всех станках рассматриваемого производственного участка.
В заданиях по расчету выбросов от котельных (табл. 5), найти:
–требуемое количество воздуха;
–объем отходящих газов;
–валовое и максимально разовое выделение всех загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от котельной.
Характеристика топлива для расчета выбросов от котельной приведена в табл. 6 и 7.
Полученные в результате расчетов данные необходимо занести в сводную табл. 8 и сделать вывод, при каком технологическом процессе выделяется большее количество загрязняющих веществ (ЗВ).
5
6
Т а б л и ц а 1
Расчет выделения загрязняющих веществ при механической обработке металлов. Исходные данные
Исходные данные |
|
|
|
Номер варианта задания курсового проекта |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
11 |
12 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оборудование участка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- тип станков |
Зубошлифовальные |
Сверлильные |
Заточные |
|
Токарные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- мощность двигателя, кВт |
4 |
7 |
5 |
10 |
1 |
7 |
10 |
3 |
4 |
2 |
|
16 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- диаметр абразивного круга, мм |
75 |
300 |
180 |
400 |
– |
– |
– |
100 |
550 |
– |
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- общее количество станков, шт. |
11 |
6 |
12 |
4 |
15 |
9 |
6 |
5 |
4 |
35 |
|
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- в т. ч. работающих с СОЖ |
5 |
4 |
9 |
2 |
- |
3 |
4 |
– |
– |
– |
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- максимальное число станков, рабо- |
7 |
4 |
10 |
3 |
10 |
5 |
3 |
2 |
2 |
25 |
|
5 |
3 |
тающих одновременно, шт. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- в т. ч. работающих с СОЖ |
5 |
3 |
8 |
1 |
– |
2 |
2 |
– |
– |
– |
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обрабатываемый материал |
Конструкционная сталь |
Алюминиевый |
Инструмен- |
Латунь |
Чугун |
||||||||
|
сплав |
|
тальная сталь |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время обработки материала на одном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
станке (в среднем): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- часов за год |
– |
– |
– |
990 |
– |
985 |
– |
– |
238 |
– |
|
950 |
790 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- дней за год |
200 |
240 |
210 |
– |
251 |
– |
245 |
254 |
– |
215 |
|
– |
254 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- часов за день |
5 |
11 |
6 |
– |
6 |
– |
8 |
1,5 |
– |
7 |
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
О к о н ч а н и е т а б л . 1
Исходные данные |
|
|
|
Номер варианта задания курсового проекта |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|
22 |
23 |
24 |
25 |
||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оборудование участка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- тип станков |
Расточные |
Зубофре- |
Фрезерные |
Зубошлифовальные |
Сверлильные |
||||||||||||
зерные |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- мощность двигателя, кВт |
4,2 |
40 |
28 |
10 |
14 |
20 |
3,5 |
7 |
|
6 |
|
10 |
4 |
7 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- диаметр абразивного круга, мм |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
75 |
300 |
|
400 |
|
– |
– |
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- общее количество станков, шт. |
10 |
3 |
18 |
12 |
4 |
3 |
11 |
6 |
|
12 |
|
4 |
15 |
10 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- в т. ч. работающих с СОЖ |
4 |
1 |
6 |
– |
1 |
– |
5 |
4 |
|
9 |
|
2 |
– |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- максимальное число станков, |
5 |
2 |
7 |
5 |
3 |
2 |
7 |
4 |
|
10 |
|
3 |
10 |
5 |
|
3 |
|
работающих одновременно, шт. |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- в т. ч. работающих с СОЖ |
2 |
1 |
4 |
– |
1 |
– |
5 |
3 |
|
8 |
|
1 |
– |
3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обрабатываемый материал |
Чу- |
Алюминиевый |
Латунь |
Конструкционная сталь |
Алюминиевый |
||||||||||||
гун |
|
сплав |
|
|
сплав |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время обработки материала на одном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
станке (в среднем): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- часов за год |
– |
– |
850 |
– |
– |
910 |
– |
– |
|
– |
|
990 |
– |
985 |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- дней за год |
254 |
185 |
– |
245 |
160 |
– |
200 |
240 |
|
210 |
|
– |
251 |
– |
|
245 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- часов за день |
4 |
3 |
– |
6 |
7 |
– |
15 |
11 |
|
6 |
|
– |
6 |
– |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
7
Т а б л и ц а 2
Расчет выделения загрязняющих веществ при сварке, пайке, электрогазорезке материалов.
Исходные данные
Номер варианта задания курсового проекта
Исходные данные
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Оборудование участка
|
|
|
|
|
|
|
|
Электрокон- |
||||
Тип техпроцесса |
|
Ручная дуговая |
|
|
тактная |
|||||||
|
электросварка |
|
|
точечная |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сварка |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее количество постов, шт. |
6 |
15 |
5 |
10 |
|
8 |
4 |
7 |
|
16 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное число постов, ра- |
2 |
7 |
2 |
4 |
|
6 |
2 |
3 |
|
11 |
|
2 |
ботающих одновременно, шт. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальная мощность одной |
– |
– |
– |
– |
|
– |
– |
150 |
|
50 |
|
100 |
электроконтактной машины, кВт |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электроды (сварочная проволока)
Марка |
ОЗС-4 |
ОЗС-6 |
УОНИ-13/55 |
ЦЛ-17 |
НИАТ-1 |
ОЗЛ-7 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход за цикл сварки, кг |
3 |
5 |
5 |
5 |
7 |
5 |
Длительность цикла сварки, ч |
2 |
3 |
4 |
4 |
8 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее время работы одного поста |
|
– – –
– – –
– – –
Часов за год |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
280 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дней за год |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
230 |
254 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Часов за день |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
3,5 |
6 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
П р о д о л ж е н и е т а б л . 2
Исходные данные |
Номер варианта задания курсового проекта |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
11 |
12 |
|
13 |
14 |
15 |
16 |
|
17 |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оборудование участка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип техпроцесса |
|
Газосварка |
|
Газорезка |
|
Пайка |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее количество постов, шт. |
5 |
|
9 |
7 |
|
11 |
2 |
3 |
3 |
|
7 |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное число постов, |
3 |
|
6 |
4 |
|
5 |
2 |
2 |
2 |
|
4 |
|
5 |
работающих одновременно, шт. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал |
|
|
Сталь углеродистая |
|
|
Латунь |
|
||||||
|
|
низколегированная |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Толщина, мм |
– |
|
– |
– |
|
– |
5 |
20 |
– |
|
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сварочная проволока, припой
Марка |
|
08-СвГ2С |
2Х10СвСН7СТ |
|
ЭП-215 |
|
ХГН08-Св 2МТ |
|
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расход за цикл, кг |
|
1,1 |
1,35 |
|
0,5 |
|
2 |
|
– |
|
– |
Длительность пайки, ч |
|
2 |
3 |
|
1,5 |
|
3,56 |
|
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Горючая газовая смесь |
|
|
|
|
|
|||||
Состав |
|
Пропан- |
|
Ацетилен-кислород |
|||||||
|
|
||||||||||
|
бутан |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расход за цикл горения |
|
2,5 |
|
|
1,2 |
|
1 |
|
– |
|
– |
|
3,5 |
|
|
|
|
||||||
Длительность цикла горения, ч |
|
4 |
4 |
|
2 |
|
1,5 |
|
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Среднее время работы одного поста |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Часов за год |
|
900 |
1600 |
|
– |
|
– |
|
570 |
|
– |
Дней за год |
|
– |
– |
|
254 |
|
118 |
|
– |
|
254 |
Часов за день |
|
– |
– |
|
2 |
|
3 |
|
– |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПОС
30 40 60
0,8 |
0,3 |
0,15 |
1,25 |
0,9 |
0,4 |
Пропан-бутан
4 |
1,8 |
0,8 |
5 |
3 |
1,5 |
|
|
|
–– –
127 215 254
3 2 0,5
9
О к о н ч а н и е т а б л . 2
|
|
Номер варианта задания курсового проекта |
||||||||
Исходные данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
20 |
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оборудование участка |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тип техпроцесса |
|
|
Газосварка |
|
|
Газорезка |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее количество постов, шт. |
|
5 |
|
9 |
|
7 |
11 |
2 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное число постов, |
|
3 |
|
6 |
|
4 |
5 |
2 |
2 |
2 |
работающих одновременно, шт. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Материал |
|
Сталь углеродистая низколегированная |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина, мм |
|
– |
|
– |
|
– |
– |
5 |
20 |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сварочная проволока, припой |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
|
08-СвГ2С |
|
2Х10СвСН7СТ |
|
ЭП-215 |
ХГН08-Св 2МТ |
– |
– |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход за цикл, кг |
|
1,1 |
|
1,35 |
|
0,5 |
2 |
– |
– |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительность пайки, ч |
|
2 |
|
3 |
|
1,5 |
3,5 |
– |
– |
1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Горючая газовая смесь |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
Состав |
|
Пропан-бутан |
|
|
Ацетилен-кислород |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход за цикл горения |
|
2,5 |
|
3,5 |
|
1,2 |
1 |
– |
– |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительность цикла горения, ч |
|
4 |
|
4 |
|
2 |
1,5 |
– |
– |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Среднее время работы одного поста |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Часов за год |
|
900 |
|
1600 |
|
– |
– |
570 |
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дней за год |
|
– |
|
– |
|
254 |
118 |
– |
254 |
127 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Часов за день |
|
– |
|
– |
|
2 |
3 |
– |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10