Пример выполнения расчета. Характеристика объекта

Объект исследования – точечный источник выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Распологается на территории цементного завода в городе Луганске.

Климатические характеристики г. Луганска, необходимые для расчетов: средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца (июля) в населенном пункте согласно СНиП 2.0101-82 24,4 ºС.

Преобладающие направления в городе Луганске: юго-западное, западное и северо-западное.

Рельеф местности ровный слабопересеченный с перепадом высот не превышающем 50 м на 1 км.

Характеристика выброса: наименование выброса цементная пыль; мощность выброса источника загрязнения 28 г/с; температура выброса 60 ºС, скорость выброса 10 м/с, высота выброса 60 м, диаметр устья выброса 1,2 м.

Техническая характеристика - очистка отсутсвует, так как значение коэффициента F равно 3. (по заданию).

Фоновая концентрация в данном месте принимается 10% от предельно-допустимой концентрации выброса (по заданию).

Класс опасности промышленного предприятия. Производство цемента (портланд-шлакопортланд-пуцолацемента и др.), а также местных цементов (глинитцемента, романцемента, гипсошлакового и др.) относится к первому классу опасности с шириной санитарно-защитной зоны - 1000 м.

Предельно допустимые концентрации для цементной пыли: ПДК_м.р. составляет 0,5 мг/м³; ПДК_с.с. – 0,15 мг/м³.

Расчет проводится для неблагоприятных метеорологических условий.

В соответсвии с индивидуальным заданием необходимо провести расчеты

в соответсвии с вышеуказаными методиками:

- расчет максимальной приземной концентрации при неблагоприятных

метеорологических условиях С_max;

- расстояние от источника выбросов, на котором приземная концентрация С при неблагоприятных метерологических условиях достигает максимального значения X_max ;

- расчет предельно-допустимых выбросов в атмосферу ПДВ;

- расчет снижения выбросов при установлении очистки до значения не привышающего ПДВ;

- расчет санитарно-защитной зоны от точечного источника и ее графическое изображение;

- расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

Расчет индивидуального задания

Исходные данные для расчета: Масса выброса 28 г/с, температура газовоздушной смеси 60°С, диаметр устья 1,2 м, высота источника 60 м, скорость выброса 10 м³/с, источник расположен в Луганске, выброс пыль неорганическая, F=3 (по исходным данным задания, см. табл.8).

1. Расчет максимальной приземной концентрации вредного вещества С_max (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси от точечного источника проводится по формуле (1):

С_max= .

- Определяем значение коэффициента А для Луганска. На рис. 1 изображена карта Украины. Т.к. Луганск расположен южнее 50˚ с.ш., то коэффициент А принимается равным 200.

- Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу за единицу времени (М) определяем по табл.8.

- Безразмерный коэффициент F определяется по табл. 8.

- Высота источника выброса над уровнем земли Н определяется по табл.8.

- Коэффициент η = 1, т. к. местность ровная или слабопересеченая, перепад

высот, не превышающим 50 м на 1 км.

- Определим расход газовоздушной смеси. Подставим исходные данные в формулу (2):

V₁===11,304 м³,

где π – число Пи, равняется 3,14;

D – диаметр устья источника выброса определяется по табл. 8.

ω_о – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса определяется по табл. 8.

- Определяем ∆Т= Тг-Тв, (ºС). Температуры газовоздушной смеси Т_г и окружающего атмосферного воздуха Т_в наиболее жаркого месяца определяем по табл. 8. Соответственно, ∆Т = Тг-Тв = 60-24,4 = 35,6 ⁰С.

- Определим параметры f, ν_м , v´_м и f_e коэффициентов m и n. Подставляем исходные данные в формулы (3) – (6):

f = == 0,93;

v_м=== 1,226;

v´_м = == 0,26;

f_e= 800· (v´_м)³ = 800· (0,26)³ = 14,06.

Значения D, ω_о и Н определяем по табл. 8.

- Определяем коэффициент m, т.к. f = 0,93, а это меньше 100, то коэффициент m рассчитываем по формуле (7) :

m === 0,91.

- Определяем коэффициент n, т. к. параметр v_м = 1,226, он находиться в

интервале 0,5 < v_м< 2, то коэффициент n рассчитываем по формуле (10) :

n = 0,532· v_м² – 2,13· v_м + 3,13 = 0,532·1,226² – 2,13·1,226 + 3,13 = 1,318.

- Определяем максимальную концентрацию. Подставляем полученные значения в формулу (1):

С_max= = 0,758 мг/м³.

2. Расчет растояния Х_max (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С_max (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения.

- Определяем безразмерный коэффициент d. Данный коэффициент зависит от параметров f и v_м. При f < 100 и v_м находиться в интервале от 0,5 до 2, то коэффициент d определяем по формуле (14):

d = ==7,727.

- Подставив значения в формулу (12) определяем растояние Х_max (м):

Х_max = = = 231,81 м.

3. Расчет ПДВ вредных веществ в атмосферный воздух.

Данный расчет осуществляют согласно ОНД –86 по формуле (19):

ПДВ =, г/с

где ПДК_м.р – предельно допустимая концентрация вредного вещества (ингредиента) в приземном слое населенного пункта, мг/м³, определяемая по СН 245-71 и приведенная в табл. 1;

С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в населенном пункте, мг/м³. Фоновую концентрацию задают как процент от ПДК_м.р.. В нашем примере это 10 % , следовательно С_ф = ПДК_м.р.· 0,1 = 0,5· 0,1=0,05 мг/м³

Значения Н, А, m, n, η, F, V, ∆Т те же, что и при расчете максимальной

концентрации загрязняющего вещества рассмотренном выше.

- Определяем ПДВ подставивши значения в формулу (19):

ПДВ == 16,62 г/с,

- Сравниваем значение ПДВ с фактическим выбросом. ПДВ =16,62 г/с, а М=28 г/с. Мощность выброса в 1,7 раза больше расчетного значения, что недопустимо. Следовательно для удовлетворения требований ПДВ необходимо снизить выброс вредных веществ в атмосферу установив очистку. Выбросы пыли можно очистить на 70 – 96%, газов на 70 – 86%. При установлении пылегазоуловителя с эффектом не менее 70% в результате получим:

М= М- М×0,7 = 28 - 28×0,7 = 8,4 г/с.

Полученное значение выброса пыли значительно меньше исходной мощности выброса и рассчитаного ПДВ. Следовательно, введения одной ступени очистки газо-воздушной смеси с эффектом 70% достаточно для достижения ПДВ.

4. Расчет санитарно-защитной зоны (СЗЗ) промышленного предприятия.

По условию задания объектом загрязнения является цементный завод. В соответствии с классификацией промышленных предприятий данный завод относится к 1-му классу вредности и ширина СЗЗ = 1000 м.

Размер СЗЗ уточняется по формуле (20):

,

где, L - расчетный размер СЗЗ, м; L₀ - размер СЗЗ в соответствии с классом предприятия, м (см. стр. 20); Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба, %; Р_о - среднегодовая повторяемость направления ветра румба при круговой розе ветров, %.

Повторяемость направления ветра принять по 8-ми румбовой розе ветров

Р₀=100% / 8 = 12,5%

- Определяем среднегодовую повторяемость направления ветров соответствующих 8-ми румбам (табл. 2.) для г. Луганска. Для этого находим среднеарифметическую повторяемость в зимние и летние месяцы и вносим результаты в табл. 6.

- Определяем размер СЗЗ по румбам с учетом характера и направления ветра по формуле (20) и сводим все данные в табл. 6.

- Принимаемый размер СЗЗ определяем с учетом того, что при значении Р< 12,5% уменьшать размер зоны не допускается, следовательно СЗЗ= L₀, а при Р > 12,5% необходимо увеличить размер зоны на рассчитанную величину, т.е. СЗЗ= L.

Таблица 6 – Уточненная ширина СЗЗ по ОНД –86

Параметр	Направление ветра
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Процент повторяемости ветров Р, % по СНиП 2.01.01-82	9	11,5	17	9,5	8	17,5	18	14
Размер СЗЗ по румбам L,м (по формуле (20))	720	920	560	760	640	1400	1440	1120
Принимаемый размер СЗЗ Lп ,м	1000	1000	1000	1000	1000	1400	1440	1120

- На основании расчетов для данного предприятия необходимо увеличить СЗЗ по сравнению с существующей. Преобладающими ветрами является юго-западный, западный и северо-западный (если ветер дует с юго-запада, то загрязняющие вещества уносятся на северо-восток), следовательно СЗЗ надо увеличить на 400 м в направлении на северо-восток; на 440 м на восток; на 120 м в направлении на юго-восток. Графическое изображение полученной санитарно-защитной зоны от точечного источника выполнено на рисунке 2.

С

Ю

Рисунок 2 – Санитарно-защитная зона цементного завода