ББК 20.1

УДК 502:66(075) Э 40

Экология: Методические указания к выполнению РГР / Сост. Вахромеев И.В. Ковров: КГТА. - 20 с.

Методические указания подготовлены на основании действующих в настоящее время в Российской Федерации нормативно-методических доку­ментов. Предназначены для студентов КГТА неэкономических специально­стей, выполняющих в курсе "Экология" расчетно-графическую работу "Ох­рана атмосферного воздуха" (один из вариантов, выдаваемых преподавате­лем),

Расчетно-графическая работа включает несколько разделов, которые встречаются в инженерных и эколого-экономических расчетах на производ­стве (определение минимальной высоты источника выброса, расчет пре­дельно допустимого выброса, уточнение размеров санитарно-защитной зоны вокруг источника выброса, оценка ущерба от загрязнения воздуха).

Рецензент: канд. техн. наук В.Н. Пшенин (Санкт-Петербургский госу­дарственный инженерно-экономический университет).

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом КГТА.

Содержание

1. Определение минимальной высоты источника выброса

2. Определение размеров санитарно-защитной зоны вокруг источ­ника выброса.

Расчет предельно допустимого выброса

3. Определение мощности выброса, соответствующего заданному уровню максимальной

приземной концентрации

4. Расчет величины ущерба, наносимого воздушной среде источни­ком (источниками)

выбросов

5. Примеры расчета

5.1. Определение минимальной высоты источника выброса

5.2 Определение размеров санитарно-защитной зоны вокруг источ­ника выброса и величины

ПДВ

5.3. Определение величины ущерба, наносимого атмосферному воздуху, от выбросов

загрязнителя

Приложение 1

Приложение 2

Список использованной литературы

1. Определение минимальной высоты источника выброса

На стадии проектирования отдельных элементов производств или тех­нологических процессов, связанных со сжиганием топлива, использованием высоких температур, газообразных, аэрозольных или пылевидных веществ, возникает необходимость расчета минимальной высоты источника выброса. Источником выброса могут являться любые производства, поставляющие в атмосферу загрязняющие вещества. Характерным, часто встречающимся, источником выбросов являются трубы котельных, ТЭЦ, печей, отдельных производств.

С точки зрения экологической безопасности источник выброса должен иметь такую высоту, которая обеспечивала бы безопасные концентрации загрязняющего вещества в воздухе на заданном от источника выбросов рас­стоянии. Снижение концентрации загрязнителя в приземном слое достигает­ся благодаря процессам перемешивания газопылевых выбросов от источника с атмосферным воздухом.

Проведение первого этапа расчета заключается в определении мини­мальной высоты источника выброса. В основе расчета лежит "Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ..." [1].

При определении минимальной высоты источника выброса важное значение имеет температура выброса-загрязнителя.

В том случае, если разница между температурой выброса и воздуха окружающей среды незначительна (∆T<10, где ∆Т=Т_выбр.-Т_возд.), минимальная высота источника выброса (по i-му загрязнителю) рассчитывается по формуле:

(1)

где А - безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратифи­кации атмосферы (изменения температуры по высоте); М_i - масса i-го вред­ного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (г/с); F_i -безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных ве­ществ в атмосферном воздухе; D - диаметр устья источника выброса (м); z -безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, z = 1 в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км (во всех других случаях см. [1]); ПДК_мрi- предельно допустимая максимальная разовая концентрация для i-го вещества (мг/м³); С_фi - фоновая концентрация i-го вещества в атмосферном воздухе (мг/м³); V - расход газо-воздушной смеси (м³/с).

Значения ПДК для некоторых загрязнителей атмосферы приведены в Приложении 1.

Если источник выброса (труба) имеет прямоугольное или квадратное сечение вместо значения диаметра в формулу (1) подставляется эффектив­ный диаметр, который определяются из формулы:

(2)

где l и b- стороны прямоугольника.

Расход газо-воздушной смеси определяется по формуле:

(3)

где ω₀ - средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса (м/с).

Для источника выброса прямоугольного или квадратного сечения на­ходится эффективное значение V по формуле:

(4)

Для определения истинности найденного значения высоты находится вспомогательное значение υ_m' (м/с):

(5)

Если υ_m'≥ 2, то значение H считается окончательным и вносится в ответ

Если окажется, что υ_m'< 2, то необходимо провести уточнение значения Н.

Для уточнения высоты находятся вспомогательный коэффициент n, который, в зависимости от значения υ_m' определяется по формулам:

при (6)

при (7)

при (8)

С учетом найденного коэффициента n определяется уточненная высота источника выброса:

(9)

где n_i, n_i-1 - величины коэффициентов, полученные соответственно с помо­щью значений H_i и H_i-1.

При i=1 (первое уточнение) n_i-1 = n₀ =1.

Уточнение проводят до тех пор, пока не будет выполняться условие:

(10)

В том случае, если необходимо рассчитать высоту источника горячих выбросов (∆T>10), первоначальное значение высоты можно также определить по формуле (1). Если при этом будет выполняться условие (11), то зна­чение высоты считается окончательным:

(11)

Если условие не выполняется, то определение значения Н проводится по иной формуле:

(12)

Найденное значение считается окончательным, если выполняется ус­ловие (11).

Если условие (11) не выполняется, проводится уточнение высоты источника выброса. Для этого находятся значения υ_m', υ_m,f, f_e, которые исполь­зуются для определения вспомогательных коэффициентов n и m. Указанные величины и коэффициенты находятся по следующим формулам:

(13)

(14)

(15)

При f≥100 коэффициент n находится по формулам (6)-(8).

При f<100 коэффициент n определяется также по формулам (6)-(8), но вместо показателя υ_m' используются значения υ_m.

Коэффициент m определяется в зависимости от значений показателя f по формулам:

при (16)

при (17)

Для случая, когда fe<f<100 значения коэффициента m находят по тем же формулам (16), (17), но вместо f используют fе (f→fe).

В том случае, если произведение n на m окажется равным 1 (n∙m=1), значение H, полученное по формуле (12), считается окончательным. Если данное условие не выполняется, проводится уточнение величины H.

Найденные коэффициенты n и m используются для уточнения значе­ния H:

(18)

При i =1 (первое уточнение) n_i-1 = m_i-1 = n₀ = m₀ = 1.

Уточнение проводят до тех пор, пока не будет выполнено условие (10), т.е. два последовательных значения (H_i+1 и H_i) будут различаться менее чем на один метр, сделать вывод о min высоте трубы.