Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе. Учебное пособие
.pdf
этой прямой, а концентрации суммируются. При этом рассматривают-
180;
12
12
12
1
XX
YY
arctg
180;
12
12
12
1
XX
YY
arctg
180;
34
23
23
3
XX
YY
arctg
ся два варианта: в одном из них принимается, что ветер направлен 1го на N-ый источник, в другом – в противоположном направлении.
Для различных расстояний x производится сложение концентраций, и
определяются значения суммарной концентрации с. Наибольшее значение с принимается за максимальную концентрацию см. Указанным
способом производится расчет при наличии двух источников, расположенных далеко друг от друга (или двух групп источников).
Расчет рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах источников, координаты которых не могут быть
сведены в одну точку или на одну общую прямую, упрощается, если
на площадке (карте-схеме) проводится ось х, около которой группируется большая часть основных источников. В данном случае осуществляется суммирование величин концентраций вредных веществ для
двух противоположных направлений ветра вдоль этой оси. При этом
координаты близлежащих источников вредностей переносятся на оси
х, а при расчете концентраций от остальных источников можно использовать формулу (29). Если среди источников, координаты которых не перенесены на ось х, имеются крупные, то целесообразно при
каждом направлении ветра рассчитать также суммарную концентрацию вредных веществ в точках максимумов концентраций от этих источников. Расчет рассеивания вредных веществ при рассредоточении
небольшого количества источников (3—5) по территории производится для всех направлений ветра, при которых попарно накладываются
проекции осей факелов от всех источников:
два источника с координатами X1, Y1; X2, Y2 — 2 направления ветра,
определяемых углами β1 и β2, отсчитываемыми от положительного
направления оси следующим образом:
три источника (с координатами X1, Y1; X2, Y2; X3, Y3) — 6 направлений
ветра, определяемых углами β1 и β2 по формулам
(70)
(71)
(72)
41
180;
56
13
13
5
XX
YY
arctg
(73)
AFmn
TVПДКH
ПДВ
3
1
2
1
.
V
ПДВ
c
ТМ
3
2
1
2
.
V
T
AFmn
ПДКH
c
ТМ
AFnD
VHПДКH
ПДВ
1
3
8
В общем случае при N источниках следует рассматривать N (N
— 1) направлений ветра.
Для приближенной оценки максимальной суммарной концентрации при каждом направлении ветра рассчитываются суммарные
концентрации в точках, где достигается максимум концентраций от
отдельных источников. Наибольшее из них значение принимается за
с
.
м
Предельно допустимый нагретый выброс вредного вещества в
атмосферу, г/с, из одиночного источника (трубы), при котором обеспечивается концентрация его в приземном слое воздуха, не превышающая допустимую ПДК, определяется по формуле
(74)
Концентрация вредного вещества в выбросах около устья источника не должна превышать величину см т, г/м3, определяемую по
формуле
(75)
или, учитывая формулу (76),
атмосферу из одиночного источника, при котором обеспечиваются не
превышающее предельно допустимые концентрации вредных веществ
в приземном слое воздуха, определяется по формуле
а максимально допустимая концентрация вредного вещества смт при
выходе в атмосферу должна составлять
(76)
Предельно допустимый холодный выброс вредного вещества в
, (77)
42
AFnD
HПДКH
c
ТМ3.
8
(78)
4
3
1
8
ПДКV
AMFD
H
4
3
1
1
i
i
ii
n
n
HH
T
D
W
10
0
T
D
W
10
0
3
1
TVПДК
AMF
H
Высота одиночного источника выброса (трубы) H, при которой обеспечивается не превышающее ПДК значение максимальной
приземной концентрации вредных веществ смт, если установлены величины М, W0, V1 и ∆T (°С), определяется при холодных и нагретых
выбросах по формулам (79) и (80):
(79)
Если νm < 2 м/с, то необходимо при найденном значении H
определить величину n, а затем уточнить величину H по формуле
(80)
где ni и n
соответственно по значениям Hi и H
— значения безразмерного коэффициента n, найденные
i-1
.
i-1
Уточнение величины H необходимо производить до тех пор,
пока два последовательно найденных значения Hi и H
не будут прак-
i-1
тически отличаться друг от друга. Если при этом найденное значение
H меньше или равно
найденное значение Н больше
, то оно является точным. Если
или для данного типа источ-
ников выполнение этого соотношения, очевидно, то для определения
предварительного значения минимальной высоты выбросов (трубы)
используется формула
. (81)
По найденному значению Н определяются величины f и Vм и
уточняется в первом приближении произведение безразмерных коэффициентов mn. Дальнейшее уточнение величины H выполняется по
формуле
43
))((
111
ii
ii
ii
nm
nm
HH
, (82)
ii
nm
i
H
))((
11 ii
nm
1i
H
Td
AFmd
ПДК
HПДТ
4
3
3
3
6,3
1
.
;
V
M
сМПДВ
ТМ
где
соответствуют
, a
-
Если имеется один источник выброса нескольких различных
вредных веществ, то за высоту выброса должна приниматься
наибольшая из величин H, которые определены для каждого вредного
вещества с совмещенным вредным действием. В частности, если из
трубы выбрасываются два вредных вещества, для первого из которых
величины М и F соответственно М1 и F1, а для второго — М2 и F2, то
при F1M1 > F2M2 величина H определяется по выбросу первого вредного вещества, а при F1M1 < F2M2 — по выбросу второго.
Обеспечению чистого воздуха жилых районов, расположенных в непосредственной близости к промышленной площадке, в случае отсутствия санитарно-защитной зоны, способствует выброс основных количеств вредных веществ на высоту, не менее чем в 2,5 раза
превышающую среднюю высоту зданий и сооружений промышленной
застройки.
Если вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу, образуются в результате сжигания топлива, предельно допустимый расход
этого топлива (ПДТ), г/ч, определяется по формуле
, (83)
где d3 — количество выбрасываемого в атмосферу вредного вещества
на единицу веса топлива, г/кг; d4 — количество газовоздушной смеси,
выделяющейся на единицу веса топлива, м3/кг.
При наличии нескольких источников выброса вредного вещества в атмосферу величины предельно допустимых выбросов ПДВ и
максимально допустимых концентраций с
для каждого из источни-
м.т
ков определяются по формулам:
(84); (85)
где М и V1 — величины выброса вредного вещества и объема дымовых газов, принятые при расчетах рассеивания вредных веществ от
всей совокупности источников и показывающие, что максимальная
44
суммарная концентрация в атмосфере при неблагоприятных метеоро-
1
111
)...(
...
)...()...(
21
2
22221
1
11211
N
NMNMNMN
NMMMNMMM
ПДК
ccc
ПДК
ccc
ПДК
ccc
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
2
2
22
1
12
1
1
2
21
1
11
1
N
NN
NN
N
N
N
N
N
ПДК
M
ПДК
M
ПДК
M
M
ПДК
M
ПДК
M
ПДК
M
M
ПДК
M
ПДК
M
ПДК
M
M
логических условиях не будет превышать ПДК.
Для одиночного источника при учете суммации вредного действия N1 ингредиентов осуществляется переход к безразмерной суммарной концентрации q на основе использования в расчетных формулах вместо вредных веществ М суммы из N1 слагаемых, каждое из которых равняется выбросу одного из ингредиентов, разделенному на
соответствующую ПДК. Расчетная безразмерная концентрация не
должна превышать 1.
Учет суммации вредного действий не изменяет величины расстояния xм, где достигается наибольшее загрязнение воздуха, и опасной скорости ветра uM.
При N источников для каждой группы из N1 ингредиентов с
совмещенным вредным действием (из каждого отдельного источника
выбрасывается от 1 до N1 ингредиентов) расчеты .необходимо начинать с вычисления следующей безразмерной суммы σ по формуле
(86)
Если полученная величина окажется меньше 1, то дальнейшие
расчеты для данной группы источников по рассматриваемой группе
ингредиентов выполнять не обязательно; если σ превышает 1, то, как
и для одиночного источника, осуществляется переход от концентраций с к безразмерной суммарной концентрации q на основе использования для каждого из N источников в расчетных формулах вместо выбросов вредных веществ М суммы разделенных на ПДК выбросов М1 ,
М2 , …, МN, г×м3 (мг*с):
(87)
формуле (87) выбросов определяют величину максимальной безраз-
С использованием для каждого источника рассчитанных по
45
мерной суммарной концентрации qм при неблагоприятных метеороло-
MNMM
MNMNMMMM
см
qqq
uququq
u
...
...
21
2211
.
гических условиях.
При рассмотрении комбинации из N1 веществ, для которых
установлена суммация вредного действия, средневзвешенная опасная
скорость ветра uм с для совокупности из N источников определяется
по формуле
(88)
46
2.1. Автоматизированная оценка степени
загрязнений окружающей среды от газовых
выбросов
Известно, что при работе промышленных предприятий в атмосферу выделяются многочисленные вредные вещества. При этом одни
и те же вещества выбрасываются одновременно несколькими предприятиями. Поэтому нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу должно осуществляться на основе установления предельно
допустимых выбросов (ПДВ). В свою очередь, ПДВ устанавливаются
для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности других источников с учетом рассеивания не создадут приземной концентрации вредных веществ, превышающих средне суточную предельно
допустимую концентрацию вредного вещества в воздухе (ПДКс.с.).
Определение ПДВ включает расчет максимально возможной
концентрации вредного вещества (СМ, мг/м3). Методика расчета основана на определении концентрации этих веществ в приземном слое
воздуха. Степень опасности загрязнения приземного слоя определяется по наибольшей расчетной величине приземной концентрации вредных веществ СМ. Эта концентрация образуется на некотором расстоянии от места выброса при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения.
Распространение в атмосфере выбрасываемых из труб и вентиляционных устройств промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние - атмосферы, расположение
предприятия, химические свойства выбрасываемых веществ, параметры трубы и потока газовоздушной смеси и т.д.
В зависимости от высоты Н, трубы делятся на:
1) высокие источники Н > 50 м,
2) источники средней высоты Н= 10 + 50 м,
3) низкие источники Н = 2+ 10 м,
4) наземные источники Н < 2 м.
47
2.2. Основные уравнения математической модели
TVH
AMFmn
C
1
2
M
,
(89)
0
2
1
W
4
DV
,
(90)
f34,0f1,067,0
1
m
,
(91)
где
TH
DW10
f
2
2
0
3
.
(92)
3
1М
H
T
V65,0v
,
(93)
Степень опасности загрязнений приземного слоя определяется
по наибольшей расчетной величине приземной концентрации вредных
веществ СМ.
Для горячих выбросов расчет производится по формуле:
где А- коэффициент, учитывающий условия перемешивания вредных
примесей в воздухе, он равен 120-240 в зависимости от географической широты (для Республики Татарстан А=160); М - количество
вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц; m и n коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси
из источника; Н - высота источника над уровнем земли; ΔT - разность
между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т
пературой окружающего воздуха ТВ; V1 - объем выбрасываемой газовоздушной смеси, м3/с;
и тем-
Г
где D - диаметр источника, м; WО - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника.
Величина n зависит от опасной скорости ветра vM:
48
2v3,0если,v36,43,0v3
2,0vесли,2
2vесли,1
n
MMM
M
M
(94)
Для холодных выбросов СМ определяется по формуле:
K
H
AMFn
C
3
4
M
,
(95)
где
10
VW1,7
1
K
(96)
2vесли,f12,01(v
2v5,0если,v
5,0vесли,5,0
v
MM
MM
M
m
(97)
MМV
rCC
,
(98)
1
v
v
если,
2)
v
v
()
v
v
(2
)
v
v
(3
1
v
v
если),
v
v
(34,1)
v
v
(67,1)
v
v
(67,0
r
M
M
2
M
M
M
3
M
2
M
M
Опасная скорость vm, при которой наблюдается наибольшее
значение приземной концентрации CМV вредных веществ, определяется в зависимости от параметра vM:
Максимальная приземная концентрация СМ при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра v, отличающейся
от опасной скорости vM, определяется по формуле:
где r - зависит от соотношения (v/vM):
сти ветра v и неблагоприятных метеорологических условиях призем-
Расстояние от источника выброса XMИ, на котором при скоро-
49
ная концентрация достигает максимального значения, определяется по
MМИ
pXX
,
(99)
1
v
v
если,68,0)
v
v
(32,0
1
v
v
25,0если),1)
v
v
(1(43,8
25,0
v
v
если,3
p
MM
M
5
M
M
.
M1Х
CSС
,
(100)
3F
5,2F2Fи8
v
v
если,
8,17)
X
X
(247)
X
X
(1,0
1
1Fи8
v
v
если,
8,17)
X
X
(247)
X
X
(58,3
X
X
8
X
X
1если,
1)
X
X
(13,0
13,1
1
X
X
если,)
X
X
(6)
X
X
(8)
X
X
(3
S
M
M
2
M
M
M
2
M
M
M
2
M
M
2
M
3
M
4
M
1
.
X2Y
CSС
,
(101)
формуле:
где р находится в зависимости от соотношения (v/vM):
Приземная концентрация СХ вредных веществ по оси факела
выброса на различных расстояниях Х от источника выброса вычисляется по формуле:
где S1 находится в зависимости от соотношения (х/ хм):
по перпендикуляру от оси факела выброса определяется по формуле:
Приземная концентрация СY вредных веществ на расстоянии Y
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]