1.5.3. Расчет загрязнения атмосферы выбросами группы источников
Приземная концентрация вредных веществ с (мг/м3) в любой точке местности при наличии N источников определяется как сумма концентраций веществ от отдельных источников при заданных направлении и скорости ветра.
с = с1 + с2+...+ сN ,
где с1 + с2+...+ сN – концентрации вредного вещества соответственно
от первого, второго, N-го источников, расположенных
с наветренной стороны при рассматриваемом направлении ветра.
В случаях, когда известно, что имеются неучтенные (фоновые) источники выброса того же вредного вещества или веществ, обладающих с ним эффектом суммации (другие предприятия города, промрайона, транспорт, отопление и т.п.) добавляется слагаемое сф, характеризующее фоновое загрязнение от неучтенных источников.
Если рассчитанная концентрация с удовлетворяет неравенству с > 0,1qо ,
где
|
N |
|
|
|
|
103 М |
c |
i |
|
qо |
i 1 |
i |
||
|
|
, |
||
N |
|
|
||
|
Vit ci |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
а Мi (г/с) и Vit (м3/с) – мощность выброса и расход газовоздушной смеси i-го источника, то при расчете приземной концентрации с используется формула
|
N |
c |
qо ci |
N |
|
|
i 1 |
|
qо ci |
|
i 1 |
Как и для одиночного источника, при расчетах приземных концентраций выбросами группы источников принимается наиболее неблагоприятное сочетание значений Мi и V1i, реально осуществляющееся на всех рассматриваемых источниках одновременно.
В целях ускорения и упрощения расчетов количество рассматриваемых источников выброса сокращается путем их объединения (особенно мелких источников) в отдельные условные источники. Способ установления источников, подлежащих объединению, и определения их параметров выброса обеспечивает относительную погрешность δ расчетных концентраций, удовлетворяющую условию
δ < 0,25
95
В случае использования машинного (ориентированного на применение ЭВМ) алгоритма объединения группы из N точечных источников значения см=
смо, хм= хмо, uм = uмо, а также координаты размещения хи=хио, yи=yио для условного источника, заменяющего объединяемую группу, определяются по
формулам:
c c ; |
хмо= 1 c х |
|
; |
uмо= 1 c u |
|
; |
|||||||||||||
|
N |
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
мо |
i 1 |
мi |
|
|
cмо |
i 1 |
мi |
мi |
|
|
|
cмо |
i 1 |
мi |
мi |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
х |
1 c х ; yмо = |
1 c y |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
мо |
с |
мо i 1 |
мi |
мi |
|
|
|
с |
мо i 1 |
мi |
|
мi |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Здесь, как и выше, индексом i при величинах см, хм, uм, хи. yи обозначены отдельные источники, объединяемые в группу.
Если рассматриваются мелкие источники, для каждого из которых выполняется хотя бы одно из условий:
cм |
0,2; |
см хм |
120 |
|
ПДК |
ПДК |
|||
|
|
то объединение таких источников осуществляется при одновременном выполнении условий:
Lм ≤ 0,15 lmin; |
хм 0,3; |
uм 0,3 |
|
хмо |
uмо |
где lmin (м) – минимальное расстояние от объединяемых источников до узлов расчетной сетки точек;
Lм (м) - максимальное расстояние между двумя из объединяемых источников;
хм (м) и uм (м/с) - соответственно максимальные отклонения величин
хмi от хмо и uмi от uмо.
Если приведенные выше условия одновременно не выполнены, то объединение таких источников осуществляется при одновременном выполнении условий:
Lм ≤ 0,06 lmin; |
хм 0,09; |
uм 0,03 |
|
хмо |
uмо |
При невыполнении для групп мелких и крупных источников условий, эти группы разбиваются на отдельные группы, для которых указанные неравенства выполняются.
При выполнении расчетов следует иметь в виду, что при сведении в одну точку источников выбросов с одинаковыми значениями Н, D,V1, t расчетное
96
значение максимальной концентрации вредного вещества от этой группы источников несколько завышается. Если в одну точку сводятся источники с различными Н, D,V1, t, то возможно как небольшое завышение, так и некоторое занижение см. С удалением от объединяемых источников погрешность за счет сведения группы источников в одну точку убывает.
Источники выброса, для которых принятие при расчетах одинаковых координат не сказывается заметно на величине см, называются близкорасположенными. Результаты точных расчетов приземных концентраций не допускается корректировать по результатам приближенных расчетов с объединением источников.
Значение максимальной суммарной концентрации см (мг/м3) от N расположенных на площадке близко друг от друга одиночных источников, имеющих равные значения высоты, диаметра устья, скорости выхода в атмосферу и температуры газовоздушной смеси, определяется по формуле
cм |
|
AMFmn |
3 |
|
N |
|
H 2 |
V t |
|||||
|
||||||
|
|
|
||||
где М – суммарная мощность выброса всеми источниками в атмосферу, г/с; V - суммарный расход выбрасываемой всеми источниками газовоз-
душной смеси, м3/с, определяемый по формуле
V = V1 N
Значение параметра υм = 0,65 3 V t .
NH
В остальном схема расчета концентраций веществ, обусловленных выбросами от группы близко расположенных друг к другу одинаковых одиночных источников выброса, не отличается от приведенной схемы расчета для одиночного источника.
Расчет концентраций веществ, обусловленных выбросами из близко расположенных друг к другу одинаковых источников, когда t ≈ 0 или значение параметра I ≥ 100, производится с использованием формул для одиночного
источника со следующими изменениями: V1 VN ; М – суммарная мощность выброса из всех источников; формула преобразуется к виду:
K |
ND |
|
1 |
|
N |
|
8V |
7,1 |
wоV |
||||
|
|
|||||
Значение максимальной приземной концентрации вредных веществ см (мг/м3) при выбросах через многоствольную трубу (N стволов) рассчитывается по формуле
97
см = c"м d1 (cм' c"м ) ;
расстояние хм (м), на котором достигается максимальная концентрация см, определяется по формуле
хм = х"м d1 (хм' х"м )
опасная скорость ветра им (м/с) вычисляется следующим образом:
им= u"м d1 (uм' u"м )
Здесь cм' (мг/м3) – максимальная приземная концентрация, определяемая
при значениях параметров выброса для одного ствола мощности выброса М (г/с), равной суммарной мощности выброса из всех стволов;
хм' и uм' - соответственно расстояние, на котором наблюдается макси-
мальная концентрация вредных веществ см (мг/м3), и опасная скорость ветра uм (м/с) при параметрах выброса для одного ствола;
c"м (мг/м3) –максимальная приземная концентрация при мощности М
(г/с), равной суммарной мощности выброса из всех стволов, диаметре D, равном эффективному диаметру источника выброса Dэ (м), который определяется по формуле
Dэ = D 
N,
и расходе выходящей газовоздушной смеси V1, равном эффективному расходу V1э (м3/с); х"м , u"м расстояние, соответствующее максимальной концентрации
c"м (мг/м3) и опасная скорость ветра, определяемые с учетом D=Dэ (м), V1= V1э (м3/с); d1 – безразмерный коэффициент, определяемый по формуле
d1 |
|
|
l D |
, |
|
|
|
||||
d |
2 H D |
||||
|
|
|
где l (м) – среднее расстояние между центрами устьев стволов; D (м) – диаметр устья ствола;
d2 – безразмерный коэффициент. В остальном расчет производится, как для одиночного источника выброса.
П р и м е ч а н и я.
1. При l, большем или равном d2H, для многоствольной трубы в расчетах принимается: см = cм' (мг/м3), хм = хм' (м) и им = им' (м/с).
98
2. Если многоствольная труба представляет собой трубу, разделенную на секторы, т.е. состоит из стволов секторной формы, то расчеты выполняются так же, как для одноствольной трубы при D=Dэ и V1= V1э при
D |
4S |
. |
|
||
э |
|
|
|
|
|
здесь S – суммарная площадь устьев всех действующих стволов.
3. В случае, когда температура tг и скорость выхода ωо газовоздушной смеси для отдельных стволов различаются между собой, для расчетов принимаются их средневзвешенные значения, полученные с учетом расходов газовоздушной смеси для отдельных стволов.
Для источников выброса, имеющих различные параметры, расчет приземных концентраций начинается с определения для всех источников по каждому веществу максимальных приземных концентраций см (см1, см2..., смN) и опасных скоростей ветра им (им1, им2..., имN). Если по какому-либо веществу сумма максимальных приземных концентраций см от всех источников окажется меньшей или равной ПДК (см1+ см2+ смN ≤ ПДК), то (при отсутствии необходимости учета суммарного действия нескольких вредных веществ и фонового загрязнения атмосферы) расчеты приземной концентрации этого вещества производятся по тебованию оранов Госкомгидромета и Минздрава. Такие расчеты выполняются также при оценке фактического уровня загрязнения воздуха.
При расчетах определяется средневзвешенная опасная скорость ветра имc (м/с) для группы N источников по формуле
и |
|
|
им1см1 им 2 см3 |
... имN смN |
. |
|
мс |
|
|
||||
|
|
cм1 |
см 2 |
смN |
||
|
|
|
||||
Отдельно для всех веществ, к которым относятся вычисленные имс (для
разных веществ они иногда существенно различаются), определяются значения сми (и= имс) и хми (и= имс). Если по рассматриваемому веществу сумма сми меньше или равняется ПДК, то дальнейшие расчеты производятся главным образом при оценке фактического уровня загрязнения воздуха.
Расчет приземных концентраций при выбросах от большого числа источников, рассредоточенных на площадке значительных размеров, следует производить на электронных вычислительных машинах, тем более, что при разработках по проектированию и нормированию, как правило, рассматривается большое число вариантов объединения выбросов, размещения источников на площадке, способов очистки выбросов и других мероприятий. Шаги расчетной сетки выбираются в зависимости от размеров области, для которой проводятся расчеты. При этом общее количество узлов сетки, как правило, не должно превышать 1500-2000. Размеры указанной области должны
99