20

Министерство образования российской федерации

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ УСКОРЕННОЙ ПОДГОТОВКИ

Расчёт нормативов предельно допустимых выбросов

промышленных и энергетических объектов

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

и задания к контрольной работе

по курсам «Экология» и «Охрана воздушного бассейна»

для студентов специальностей

290300 «Промышленное и гражданское строительство»:

290500 «Городское строительство и хозяйство;

290700 "Теплогазоснабжение и вентиляция"

Ставрополь, 2003

В методических указаниях по расчёту нормативов предельно допустимых выбросов промышленных предприятий и энергетических объектов (производственно-отопительных котельных) приводятся технологические и режимные характеристики, позволяющие получить количественные оценки по всем видам вредных выбросов.

Для студентов специальностей 290300; 290500 и 290700, изучающих курсы «Экология» и «Охрана воздушного бассейна» приводятся рекомендации по: расчётам максимальных концентраций вредных веществ и предельно допустимых выбросов; оценке эффекта суммации вредного воздействия нескольких веществ; построению кривых распределения концентраций выбросов в микрорайоне и определению минимально допустимой высоты трубы.

Методические указания представляют собой интерес для студентов строительных и энергетических специальностей, а также инженерно-технических работников, занимающихся решением практических природоохранных задач.

Составители: Воронин А.И.

Фомущенко Л.В.

Чмерёва Е.К.

Ответственный редактор:

зав. Кафедрой

«Теплотехника, ТГСиВ» Стоянов Н.И.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ к выполнению курсовой работы по дисциплине "Экология" для студентов специальностей 290300 «Промышленное и гражданское строительство»: 290500 «Городское строительство и хозяйство; 290700 "Теплогазоснабжение и вентиляция" рассмотрены и утверждены на заседании кафедры "Теплотехника, ТГСиВ", протокол № , от " " ________ 2003 г.

Зав. кафедрой ТТГСиВ - Стоянов Н.И.

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	4
1.	Цели и задачи контрольной работы	4
2.	Формулировка задания и его объем	5
3.	Основное содержание контрольной работы	11
4.	Общие требования к контрольной работе	18
5.	Рекомендации по организации работ над контрольной работой	18
6.	Порядок защиты контрольной работы	19
7.	Список рекомендуемой литературы	19

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания выполнены в соответствии с рабочими программами по дисциплинам “Экология ” и «Охрана воздушного бассейна» для студентов специальностей 290300 «Промышленное и гражданское строительство»; 290500 «Городское строительство и хозяйство; 290700 "Теплогазоснабжение и вентиляция". Разработанные указания определяют единый подход к выполнению студентами контрольных работ, обязательные требования к их содержанию и оформлению. Настоящие методические указания не исключают творческого подхода к решению поставленных технологических задач и ориентируют студентов на реализацию оригинальных методик расчета, используемых в отраслевой технологии.

Методические указания к выполнению контрольной работы нацеливают на стимулирование самостоятельной работы студентов с тем, чтобы повысить ее роль не только в формировании знаний, но и в накоплении навыков научного исследования.

По своей структуре методические указания включают в себя положения, имеющие обязательный и рекомендательный характер.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Одним из основных методов изучения курса «Экология» является выполнение контрольной работы.

Цель выполнения контрольной работы:

• систематизация и закрепление изучаемого материала;

• увязка теоретических основ курса с решением практических инженерных задач по защите окружающей среды;

• формирование умения сделать оценку теоретических положений и использовать их в инженерной деятельности;

• овладение совокупностью методов повышения эффективности использования технологического оборудования;

• приобретение умений практического принятия инженерных решений.

Подбор и изучение необходимого материала, самостоятельное выполнение контрольной работы позволит студенту в большей степени подготовиться к принятию инженерных решений, возникающих в процессе функционирования предприятия в современных условиях. Глубокое изучение теоретических аспектов рассматриваемой темы, анализ и оценка работы оборудования позволят студенту подготовиться к более качественному выполнению дипломного проекта.

2. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАНИЯ И ЕГО ОБЪЕМ

2.1. ЗАДАНИЕ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Источником выбросов вредных веществ в прилегающем районе или микрорайоне города является:

- цементный завод, на котором установлены речи обжига цементного сырья (спец. 290300);

- производственно-отопительная котельная, на которой установлено ( n ) паровых котлов серии ДЕ (спец.290500; 290700).

Выброс уходящих газов производится через одиночную трубу.

2.1.1. Определить наибольшие ожидаемые концентрации всех видов вредных веществ в приземном слое атмосферы окружающего района для заданных неблагоприятных условий рассеивания и сравнить фактические загрязнения (с учётом фоновых концентраций) с нормативами максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДК_м.р.).

2.1.2. Выполнить расчёт (если потребуется) предельно допустимых выбросов (ПДВ) по каждому виду загрязняющих веществ и, сравнив их с фактическими, сделать выводы и дать рекомендации по усовершенствованию технологии очистки газопылевого выброса объекта.

2.1.3. Для веществ, обладающих эффектом суммации вредного воздействия, произвести расчёт их максимально допустимого совместного содержания в приземном слое атмосферы окружающего района.

2.1.4. Определить расстояние (L_max) от источника выброса до места, где ожидается максимальная концентрация (С_max) вредных веществ и построить кривую распределения концентрации выброса (на примере одного из компонентов) в интервале L/L_max = 1:10.

2.1.5. Определить минимально допустимую высоту трубы, обеспечивающую рассеивание вредных выбросов в пределах ПДК, при заданных условиях для наиболее неблагоприятного загрязняющего фактора.

2.2. ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Основные исходные данные для расчетов принимают из таблиц:

табл. № 1 и № 2 – по предпоследней и последней цифрам шифра (для расчета газопылевого выброса цементного завода – спец. 290300);

табл. № 3 и № 4 – по предпоследней и последней цифрам шифра (для расчета газопылевого выброса производственно-отопительной котельной – спец.290500; 290700).

Удельные показатели выбросов вредных веществ от топлива, сжигаемого в котлоагрегатах, принимают из таблицы № 5 по виду заданного топлива (спец. 290500; 290700).

В таблицах исходных данных № 1, 2, 3, 4, 5 приняты следующие обозначения:

n - количество котлов, установленных на котельной;

t_ух.г. - температура уходящих дымовых газов;

_к.а. - коэффициент полезного действия котлоагрегата;

_iп - удельный расход тепла на выработку 1 кг насыщенного пара;

Q^р_н - низшая теплота сгорания топлива;

t_н.в. - наиболее неблагоприятная температура наружного воздуха;

Н - высота трубы;

D - диаметр устья трубы;

W_о - средняя скорость выхода из трубы газовоздушной смеси.

Таблица 1. - Технологические характеристики цементных заводов

№ пред. последн. цифры	Район строительства	G, т/ч	tн.в., оС	tух.г., оС	Н, м	D, м	Wо, м/с
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Ростов	12	+25	+180	60	2,5	13
2	Краснодар	17	+28	+170	70	2,7	15
3	Саратов	22	+26	+165	80	2,85	20
4	Мурманск	26	+20	+185	90	3,0	14
5	Черкесск	32	+26	+175	95	3,2	18
6	Владивосток	36	+25	+160	105	3,5	20
7	Рязань	20	+24	+155	75	2,8	13
8	Москва	25	+25	+160	85	2,9	17
9	Санкт- Петербург	30	+22	+145	90	3,1	16
0	Челябинск	35	+24	+140	100	3,4	19

Таблица 2. - Удельные показатели вредных выбросов цементных заводов

№ послед. цифры	Удельные показатели вредных выбросов, m (кг/кг)
	Твердые частицы	Сернистый ангидрид	Окись углерода	Окислы азота
1	2	3	4	5
1	0,085	0,0081	0,0261	0,00145
2	0,234	0,0096	0,0185	0,00215
3	0,183	0,0248	0,0090	0,00181
4	0,297	0,0173	0,0063	0,00211
5	0,144	0,0215	0,0138	0,00165
6	0,217	0,0096	0,0235	0,00206
7	0,268	0,0146	0,0198	0,00150
8	0,117	0,0213	0,0143	0,00190
9	0,167	0,0137	0,0074	0,00205
0	0,111	0,0121	0,0176	0,00171

В состав твёрдых частиц вредных выбросов цементных заводов входят следующие компоненты: СаО; SiO₂; Al₂O₃; ТiO₂; Fe₂O₃; МgO; R₂O.

Данные по концентрациям, приведённые в табл. 2, соответствуют остаточному содержанию вещества в выбросах после электрофильтров.

Таблица 3. - Технологические характеристики производственно-отопительных котельных

№ предп. цифры	Марка котла	Кол-во котлов n	tух.г., оС	к.а., %	iп , кДж/кг	Вид топлива	Qзн , кДж/кг
1	2	3	4	5	6	7	8
1	4-13	4	190	77	2341	уголь Кузнецк.С	28300
2	20-23	2	170	84	2363	уголь Донецк. К	27500
3	10-39	2	165	85	2361	мазут высокосерн.	38500
4	6.5-13	3	185	79	2341	уголь Челябинск. Б	15800
5	10-23	3	175	82	2363	уголь Донецк. Д	20500
6	20-39	2	160	87	23671	мазут малосернист.	39000
7	10-13	3	195	75	2341	уголь Подмосков.Б	10600
8	20-23	3	170	84	2363	уголь Кузнецк.Г	26000
9	20-13	2	180	80	2341	уголь Караганд. Б	15200
0	20-39	3	165	85	2361	мазут высокосерн.	38500

Таблица 4. - Район строительства и характеристики дымовых труб котельных

№ последней цифры	Район строительства	tн.в., оС	Н, м	D, м	Wо, м/с
1	2	3	4	5	6
1	Ростов	+25	30	1,1	10
2	Краснодар	+28	35	1,2	15
3	Саратов	+26	40	1,25	20
4	Мурманск	+20	45	1,30	10
5	Ставрополь	+26	50	1,35	18
6	Владивосток	+25	30	1,05	20
7	Рязань	+24	35	1,10	12
8	Москва	+25	40	1,15	18
9	Санкт-Петербург	+22	45	1,20	13
0	Челябинск	+24	50	1,25	20

Таблица 5. - Удельные показатели выбросов вредных веществ от топлива,

сжигаемого в котлоагрегатах

Топливо	Удельные показатели вредных выбросов, m (кг/кг)
	Твердые частицы	Сернистый ангидрид	Окись углерода	Окислы азота
Уголь Кузнецкий	0,0536	0,0072	0,0513	0,00223
Уголь Донецкий	0,0676	0,0504	0,0490	0,00221
Уголь Челябинский	0,0790	0,0180	0,0347	0,00127
Уголь Подмосковный	0,0704	0,0486	0,0258	0,00095
Уголь Карагандинский	0,0752	0,0144	0,0439	0,00197
Мазут малосернистый	0,0056	0,0059	0,0377	0,00257
Мазут высокосернистый	0,0060	0,0549	0,0377	0,00246

Дополнительные данные, принимаемые вне зависимости от варианта.

Значения коэффициента снижения концентрации (S1)

в зависимости от расстояния до эпицентра концентрации:

L/Lma	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
S1	1	0,8	0,5	0,38	0,28	0,2	0,15	0,12	0,10	0,08

При расчете максимальных концентраций (C_max) и ПДВ необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых выдаются территориальными комитетами по охране природы.

При отсутствии таких данных для городов с населением до 300 тыс. человек можно принять:

SO_2(Ф)=0,1 мг/м³ ; NO_2(Ф) =0.03 мг/м³ ; CO_(Ф)=1.5 мг/м³ ; пыль_(Ф)=0,2 мг/м³

Предельно допустимые (максимальные разовые) концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы – ПДК_м.р. (мг/м³):

SO₂=0,5 мг/м³ ; NO₂ =0,085 мг/м³ ; CO=5,0 мг/м³ ; пыль=0,5 мг/м³.

Каждый из компонентов выбросов не создаёт эффекта загрязнения в приземном слое атмосферы, если его максимальная расчетная концентрация удовлетворяет неравенству:

С_max+С_ф<ПДК_м.р.