4.1 Выбросы от сварки

Сварочные работы, применительно к тематике дипломного и курсового проектирования факультета АТС, могут иметь место при проведении различных строительных и монтажных работ, например при строительстве элементов базовых станций для сотовой связи . Для удобства определения масс загрязнителей их рассчитывают по удельным показателям, представляющим собой выброс загрязнителя в граммах, выделяющегося при сгорании одного килограмма электродов. При ручной электродуговой сварке 1 сварщик за 1 час расходует примерно 1 кг электродов. Если сварка производится вне помещений (строительно-монтажные работы), то ПДВ, как правило, не определяется. Таким образом, подлежащий оплате валовой выброс загрязняющих веществ при электродуговой сварке рассчитывается по зависимости:

M_i = q_i · B·10 , кг/год, ( 4.1 )

где q_i – удельный показатель выделяющегося при сварке загрязнителя г/кг ;

В – масса расходуемого за год сварочного материала (электродов) кг.

Номенклатура загрязнителей зависит от марки применяемых электродов.

Пример расчета выбросов от сварки и платы за них.

4.1.1 Расчет выбросов от сварки и платы за них

Рассчитать плату за выбросы вредных веществ в атмосферу при проведении сварочных работ в депо, если ежедневный расход электродов УОНИ-13/45 составляет 10 кг. Депо работает 252 дня в году. Сварочный пост оборудован вентиляционной системой, выброс загрязнённых газов осуществляется через трубу высотой Н = 30 м. Депо расположено в г. Ростове-на-Дону на равнинной местности.

1 Из табл. П4.1 прил. 4 определяются удельные выбросы вредных веществ в атмосферу при производстве cварочных работ, которые для электродов УОНИ-13/45 составляют в граммах на килограмм электродов:

– для твёрдых частиц – 18;

– для марганца и его соединений – 0,9;

– для окислов хрома – 1,4;

– для фторидов – 3,45;

– для фтороводорода – 0,75;

– для окиси азота – 1,5;

– для окиси углерода – 13,3.

2 За год в депо расходуется электродов:

В = 10 · 252 = 2520 кг.

3 При использовании электродов УОНИ-13/45 для сварки в атмосферный воздух выбрасывается количество вредных веществ, определяемое по формуле (4.1):

М_i = g_i · B · 10^-3, кг/год,

а именно:

• твёрдых частиц М_т.ч = 18 · 2520 · 10^-3 = 45,36 кг/год;

• марганца и его соединений М_Mn = 0,3 · 2520 · 10^-3 = 2,27 кг/год;

• окислов хрома М_Cr = 1,4 · 2520 · 10^-3 = 3,53 кг/год;

• фторидов М_F = 3,45 · 2520 · 10^-3 = 8,69 кг/год;

• фтороводорода М_HF = 0,75 · 2520 · 10^-3 = 1,89 кг/год;

• окиси азота М_NO = 1,5 · 2520 · 10^-3 = 3,78 кг/год;

• окиси углерода М_CO = 13,3 · 2520 · 10^-3 = 33,52 кг/год.

4 Тогда суммарные годовые выбросы веществ при проведении сварочных работ составят:

М_∑ = 45,36 + 2,27 + 3,53 + 8,69 + 1,89 + 3,78 + 33,52 = 99,04 кг/год.

5 Полагая, что сварочные посты работают ежедневно по 2 ч в сутки, а депо работает 252 дня в году, рассчитывают секундную массу суммарных выбросов М^΄_Σ по формуле (4.2):

; (4.2)

= 5,46 ∙10^-5, кг/с.

6 Объёмный расход воздуха Q, м³/с, определяется по формуле (4.3):

Q = (50…1000) М^΄_Σ; (4.3)

Q = 1000 · 5,46 · 10^-5 = 5,46 · 10^-2, м³/с. (4,4)

Приняв скорость воздуха в вентиляционной системе W₀ = 1 м/с, по формуле (4.5) находим диаметр трубы:

, м; (4.5)

, м.

Принимаем D = 0,4 м, что при высоте Н = 30 м допустимо (H / D = 75).

7. По формуле (4.6) определяется М_ПДВi, г/с, для каждого загрязняющего вещества (ПДК_м.р – по табл. П3.7):

= г/с; (4.6)

Рассчитывается М_ПДВ для твёрдых частиц (пыли), если известно, что:

ПДК^п_м.р = 0,15 мг/м³;

С_ф = 0,1 ПДК_м.р; С^п_ф = 0,1 · 0,15 = 0,015 мг/м³;

Н = 30 м (по условию);

Q = 5,46 · 10^-2, м³/с;

D = 0, 4 м;

А=200 (для г. Ростова-на-Дону);

F=3 (для пыли);

z = 1.

Тогда:

, г/с;

– для марганца и его соединений М_ПДВ, если ПДК^Mn_м.р = 0,01 мг/м³; F = 3: , г/с;

– для окислов хрома М_ПДВ, если ПДК^Cr_м.р = 0,0015 мг/м³; F =3:

, г/с;

– для фторидов М_ПДВ, если ПДК^F_м.р = 0,003 мг/м³; F = 1:

, г/с;

– для фтороводорода М_ПДВ, если ПДК^HF_м.р = 0,02 мг/м³; F = 1:

, г/с;

– для оксида азота М_ПДВ, если ПДК^NO_м.р = 0,6 мг/м³; F = 1:

, г/с;

, г/с;

– для оксида углерода М_ПДВ, если ПДК^CO_м.р = 5 мг/м³:

, г/с.

8 Определяются фактические выбросы и предельно допустимые годовые выбросы, если продолжительность их составляет:

Т = 252 · 2 · 3600 = 1814400 = 1,81 · 10⁶ с/год.

Например, М_{ПДВпыли} за год =  0,02286 · 1,81 · 10⁶/10⁶ = 0,0414 т/год.

Данные сводим в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Загрязняющее вещество	Фактические выбросы, Мi		Предельно допустимые выбросы
	кг/год	т/год	г/с	т/год
Твёрдые частицы (пыль)	45,36	0,0454	0,0229	0,0414
Марганец и его соединения	2,27	0,0023	0,0152	0,0275
Окислы хрома	3,53	0,0035	0,0002	0,00036
Фториды	8,69	0,0087	0,0137	0,0248
Фтороводород	1,89	0,0019	0,0091	0,0165
Оксид азота	3,78	0,0038	0,2743	0,496
Оксид углерода	33,52	0,0335	2,286	4,138

9. Анализ полученных данных показывает, что фактические выбросы всех загрязняющих веществ, кроме пыли и окислов хрома, меньше предельно допустимых, следовательно, расчёт платы за загрязнение воздуха i-м веществом следует вести по формуле (1.1):

П_i = М_i ·Ц_i · К_и · К_э, руб./год,

где Ц_i – норматив платы за выбросы i -го загрязняющего вещества, руб./т, определяемый по табл. П1.1;

К_э – коэффициент экологической ситуации в г. Ростове-на-Дону, равный 1,6 · 1,2 = 1,92;

К_и – коэффициент индексации (в 2009 г. равен 1,62).

Тогда

П_i = M_i · Ц_i · 1,92 · 1,62 = 3,110 М_i Ц_i, руб./год.

Для окислов пыли и хрома П_i рассчитывается по формуле (1.2).

Общая плата за загрязнение окружающей среды выбросами при сварке:

П = Σ П_{i .}

Данные всех вычислений сведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Загрязняющее вещество	Фактические выбросы Мi, т/год	Нормативы платы Ц, руб./т	Плата Пi, руб./год
Твёрдые частицы (пыль)	0,0454	41	7,84

Окончание табл. 4.2

Загрязняющее вещество	Фактические выбросы Мi, т/год	Нормативы платы Ц, руб./т	Плата Пi, руб./год
Марганец и его соединения	0,0023	2050	14,67
Окислы хрома	0,0035	1366	68,26
Фториды	0,0087	205	5,55
Фтороводород	0,0019	410	2,42
Оксид азота	0,0038	35	0,42
Оксид углерода	0,0335	0,6	0,05

Итого: П = 99,23 руб./год.

Таким образом, суммарная плата за загрязнение окружающей среды при проведении сварочных работ составит 99,23 руб./год.