2.3. Расчёт загрязнения атмосферы выбросами одиночного точечного источника

Нижеприведённая методика расчёта приземных концентраций отвечает случаю выбросов из источников без учёта влияния застройки на рассеивание вредных веществ в атмосфере.

Необходимые расчёты с учётом перегрева газовоздушной смеси, выходящей из устья источника выброса, выполняются следующим образом.

а. Нагретые выбросы

1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым, прямоугольным или квадратным устьем на расстоянии Х_м (м) от источника определяется по формуле

где А - коэффициент, зависящий от температурного градиента атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредностей; М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m, n -коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние местности на рассеивание; Н - высота источника выброса, м; V₁ -расход газовоздушной смеси через устье источника выброса, м³/с; ΔT -разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха, °С.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

а) 250 - для районов Средней Азии южнее 40° с.ш., Бурятии и Читинской области;

б) 200 - для Европейской территории: для районов южнее 50° с.ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа; для Азиатской территории: для Дальнего Востока и остальной территории Сибири;

в) 180 - для Европейской территории и Урала от 50 до 52° с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов;

г) 160 - для Европейской территории и Урала севернее 52 с.ш. (за исключением Центра ETC);

д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Примечание. Для других территорий значения коэффициента А должны приниматься соответствующими значениям коэффициента А для районов РФ со сходными климатическими условиями турбулентного обмена.

Значения мощности выброса М (г/с) принимают в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами, проектными данными или определяют расчётом по формуле

M=C₁V₁

где С₁ - концентрация вредного вещества в газовоздушной смеси, г/м ; V₁- расход газовоздушной смеси, м /с.

Расчёт значений М (г/с) может производиться при выполнении практических работ в соответствии с требованиями методик раздела 1.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых равна нулю)- 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных в п. а) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2.5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3. Высота источника выброса Н (м) принимается равной фактической

или проектной высоте, а для наземных источников при расчёте -2м.

Расход газовоздушной смеси V₁ принимается по данным фактических замеров или в соответствии с действующими для данного производства нормативами, а в случае необходимости использования промежуточных параметров рассчитывается по формулам

для источников выбросов с круглым устьем

для источников выбросов с прямоугольным устьем

где D - диаметр устья источника выброса, м ; w₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с; Dэ=2lb/l+b - эквивалентный диаметр устья, м; l, b- соответственно длина и ширина устья, м; V_1э- эквивалентный расход газовоздушной смеси через устье, м³/с.

Для источников с квадратным устьем (l=в) значение D₃ = l(в).

Величина ΔT принимается по значениям температуры окружающего атмосферного воздуха (Т_в ,°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха самого жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, и температуры газовоздушной смеси (Т_г °С), принимаемой в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами.

Расчетные значения температур наружного воздуха для ряда населенных мест приведены ниже:

	Летняя	Зимняя
Алапаевск	23,3	-22
Барнаул	26,3	-18
Белгород	25,1	-20
Волгоград	30,6	-13
Горький	23,1	-16
Гурьев	31,5	-12
Кемерово	24,5	-24
Комсомольск-на-Амуре	24,9	-27
Красноярск	24,7	-23
Ленинград	22,1	-11
Липецк	25,9	-15
Магнитогорск	24,7	-22
Москва	23,7	-15
Нижний Тагил	22,2	-21
Новосибирск	24,6	-24
Орел	24,8	-13
Свердловск	22,9	-20
Свободный	26,6	-31
Таганрог	28,7	-9
Тайшет	25,0	-25
Тула	24,2	-14
Челябинск	23,6	-21
Череповец	22,5	-16
Якутск	25,2	-45

Для котельных, работающих по отопительному графику, допускается Т_в принимать равной средним температурам наружного воздуха за самый холодный месяц года по СНиП 2.01.01-82.

Значения коэффициентов тип определяются в зависимости от параметров f, v_m, v _M и f_e

f_e=800(v’_м)³.

Коэффициент m определяется в зависимости от f по рис.2.2 или формулам

при f<100;

при f≥100.

О 10 20 SO 40 SO SQ 70 80 90 /60 f, f_г Рис. 2.2

График для определения безразмерного коэффициента m

Для f_e<f<100 значение коэффициента m вычисляется при f=f_e. Коэффициент n при f<100 определяется в зависимости от v_m по рис.2.3 или формулам

n=1 при v_m ≥2;

n= 0,532v²_M - 2,13v_M + 3,13 при 0,5≤v_M<2;

n=4,4v_M при v_M<0,5.

о

График для определения безразмерного коэффициента n

Примечания: 1. Если разность температур ΔТ>0 или расчетный параметр f<100 и v'_M<0,5 , то для таких выбросов расчеты проводятся как для нагретых. 2. При f<100 и v_m <0,5 расчеты С_м выполняются по п. В этого раздела Безразмерный коэффициент η для случая ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, принимается равным 1.

б. Холодные выбросы

Максимальное значение предельной концентрации вредного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым, прямоугольным или квадратным устьем на расстоянии Х_м (м) от источника выброса определяется по формуле

CM=AMFnηk/H^4/3

где k- величина, с/м², определяется по формуле

Обозначения составляющих формул и их значения соответствуют п.1. данного раздела. При этом коэффициент n определяется в зависимости от параметра u'_м = l,3ώ₀D/H,

n=1 при u'_м > 2,

n = 0,532u^’2_M-2,13 u^’_M +3,13 при 0,5 < u^’_M < 2

n=4,4 u'_м при v'<0,5

Примечания: 1. Если разность температур ΔТ≈0 или расчетный параметр f>100 и и'_м > 0,5, то для таких выбросов расчеты производятся как для холодных.

2. При f>100 и u'_м<0,5 расчеты С_м выполняются по п.в этого раздела.

в. Случай предельно малых опасных скоростей ветра

1. При f<100 и и_м<0,5 или f>100 и и'_м <0,5 расчет С_м (мг/м³) производится по формуле

где m' = 2,86т при f<100 , u_м<0,5;

m' = 0,9 при f>100 u'_м < 0,5

m=1.47/(f)^1/3

2. Расстояние Х_м(м) от источника выброса, где при неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальная концентрация вредного вещества С_м определяется по формуле

где безразмерный коэффициент d при f<100 находится по формулам d=2,48( 1 + 0,28 ) при u_м≤0,5;

d=4.95u_м( 1 + 0,28 ) при 0.5<u_м≤2;

d=7 (1+0.28 ) при u_м>2.

При f>100 или ΔT≈0 значение d находится по формулам

d=5.7 при u’_м≤0,5;

d=11,4 u’_м при 0,5<u’_м≤2;

d=16 при u’_м>2.

3.Опасная скорость ветра u(m/c) на уровне 10 м от уровня земли, при которой значение приземной концентрации вредных веществ достигает максимального значения С_м, определяется по формулам

при f<100

u_м=0,5 при u_м<0,5;

u_м=u_м при 0,5<u_м≤2;

при f>100 или ΔТ≈0 значение u_м вычисляется по формулам

u_м =0,5 при u'_м≤0,5;

u_м = u'_м при 0,5 <u'_м< 2;

u_м = 2,2u'_м при u'_м>2.

4.Значение приземной концентрации вредных веществ С(мг/м³) по оси факела выброса на различных расстояниях х(м) от источника при опасной скорости и_м (м/с) определяется по формуле

с=s₁c_м,

где S₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/х_м и вида примеси по рис.2.4 или по формулам

s₁=3(х/х_м)⁴-8(х/х_м)³+6(х/х_м)² при х/х_м≤1;

при 1< х/х_м≤8

при F≤1,5 и х/х_м>8

при F>1,5 и х/х_м>8

Для низких и наземных источников (высотой Н не более 10 м) при значениях х/х_м <1 величина S₁ заменяется на величину S₁^н определяемую в зависимости от х/х_м и Н по рис. 2.5. или по формуле

S₁^н = 0,125(10-Н)+ 0,125(Н -2)s₁ , при 2<Н<10.