Oxorona_atmosfernogo_povitria / Хараев.Инженерная защита атмосферы

1.3.1.11. Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере Су (мг/м3) на расстоянии У (м) по перпендикуляру к оси факела выброса (см. рис. 1.3) рассчитывается по формуле:

Су = S2 · С, (1.67)

где S2 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра U (м/с) и отношения Y/X по алгоритму, приведенному на рис. 1.11.

Примечание.

ОНД – 86 [4] содержит также методику расчета вертикального распределения концентрации Сz (мг/м3) на различных высотах Z(м) над землей.

1.3.1.12. Максимальная концентрация Смх (мг/м3) достигающаяся на расстоянии Х от источника выброса на

где f1 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Хм по алгоритму, приведенному на рис. 1.11.

1.3.1.13. Расчеты по методике, изложенной в п. 1.3.1.1…. 1.3.1.12. рекомендуется проводить на ПЭВМ по алгоритму, блок-схема которого приведена на рис. 1.4…. 1.11.

Примечания.

1. В соответствии с ОНД – 86 [4] алгоритм в расчете в ряде случаев зависит от выполнения условия ∆Т ≈ 0, которое в представленном случае не может быть оценено ЭВМ. Поэтому в программе расчетов, реализующей приведенный алгоритм, рекомендуется считать, что ∆Т ≈ 0,

40

если ∆Т ≤ 10 0С.

2. Для выполнения полных расчетов по определению величин ПДВ реальных промышленных объектов в соответствии с ОНД – 86 [4] рекомендуется использовать стандартные программы, например, серий «Эколог» или «Гарант», согласованные с Главной геофизической обсерваторией им. А. И. Воейкова Госкомгидромета и рекомендованные Минприродой РФ.

1.3.1.14.Расчеты значений С, Смх, Uмх для различных расстояний Х от источника выброса и расчеты

значений Су для различных расстояний У по перпендикуляру к оси факела выброса принято проводить, задавая Х и Y с определенными шагами ∆Х и ∆Y (например, 50, 100, 500 м и т.п.). В программе расчетов, предназначенной для учебных целей, рекомендуется принять значения ∆Х = ∆Y = 100 м.

1.3.1.15.Для каждого источника радиус зоны влияния рассчитывается как наименьшее из двух расстояний от источника

Х1 и Х2, где Х1 = 10 Хм, а величина Х2 определяется как расстояние от источника, начиная с которого выполняется условие

выполняемых при автоматическом изменении Х и Y (см. п. 1.3.1.13.).

1.3.2. Учет фонового загрязнения и корректировка С33

При наличии совокупности источников выброса их вклады учитываются в расчетах загрязнения воздуха путем использования фоновой концентрации Сф (мг\м3), которая для отдельного источника выброса

41

источника с круглым устьем в случаях Сф<ПДК рассчитывается по формуле:

В случае f ≥ 100 или ∆Т ≈ 0 44

Ми (ПДК-Сф) =См . Аналогично (1.72) получена из

1.3.2.2. При расчетах для действующих и реконструируемых источников используется значение фоновой концентрации С/ф , представляющей собой фоновую концентрацию Сф , из которой исключен вклад рассматриваемого источника.

1.3.2.6. Разрешенные максимально разовый и валовый выбросы j- го 3В :

1.3.2.7. Сверхнормативные максимально разовый и валовый выбросы j –го 3В:

L0- расчетный размер участка местности в данном направлении , где концентрации 3В (с учетом фоновой

в местных органах Госкомгидромета по месту расположения предприятия или принимают по данным СНиП 2.01.01-88 [15].

1.4 Балансовые методы расчета

Отдельно стоящий промышленный, транспортный и тому подобный объект (котельная, завод,

технологии, характерные для предприятий связи, сервиса

природных ресурсов и генерирование вокруг себя материальных, энергетических и информационных техногенных полей [25].

49

нормирование антропогенной нагрузки на окружающую природную среду целесообразно выполнять, используя балансовые методы [26].

Проверка сходимости балансов подтверждает достоверность расчетов, положенных в основу выполненной инвентаризации источников загрязнения окружающей среды.

Основой балансовых расчетов являются законы сохранения массы и энергии [27,28].

1.4.1.Материальный баланс

Применительно к любому отдельному объекту и не вскрывая его внутренней структуры (по принципу «черного ящика») можно утверждать, что за некоторый промежуток времени :

Или на основе анализа потоков:

50

Если в блоке протекает химическая реакция в течение времени

Баланс системы (подсистемы, блока, объекта ) представляют в формализованном, системном виде. В то же время каждая из составляющая статей приходной части баланса может быть вычислена на основе строгих

перерабатываемого сырья, готового продукта, избыток одного (или нескольких) компонентов, определяемый условиями реакции в реальных условиях, степень превращения сырья и возможные потери.

По данным материального баланса можно найти расход сырьевых и вспомогательных материалов при заданной мощности технологического аппарата (линии,

51

цеха, предприятия ); выход продукта и объем реакционной зоны аппарата и производственные потери; количество отходов, направляемых в окружающую среду.

Материальный баланс - основа для расчета теплового баланса, что позволяет определить потребность в топливе, величину теплообменных поверхностей, расход теплоносителя. Таким образом, баланс - наиболее часто встречающаяся форма технологических расчетов.

Результаты балансовых расчетов могут быть представлены в простой последовательности расчетных этапов, в табличной или диаграммной форме.

транспортного средства, производства ) или экологической системы может быть описан уравнениями, связывающими приход и расход энергии. Энергетический баланс составляется на основе закона сохранения энергии, в

материальный баланс с учетом тепловых эффектов экзо-

соответствии с уравнением:

52

Q/T+Q/ж+Q/г+Q/ф+Q/p+Q/п=Q//т+Q//ж+Q//г+Q//a+Q//p+Q//п

F- поверхность теплообмена;

τ- время .

6.При определении низшей и высшей теплоты сгорания топлива в технических расчетах можно пользоваться формулами :

ПРИМЕРЫ

Пример 2.1

В цехе с общей вытяжной вентиляционной системой работают два горизонтально-фрейзерных станка с мощностью двигателей 10 кВт каждый и один вертикально сверлильный станок с мощностью двигателя 5 кВт. Обрабатываются детали из чугуна. При сверлении деталей применяется СОЖ. Определить валовое выделение оксидов железа при работе: 1-го фрезерного станка 6 часов в день, 215 дней в год; 2-го фрезерного станка 3 часа в день, 80 дней в год; сверлильного станка 485 часов в год.

Решение.

Удельное выделение пыли металлической при работе на горизонтально-фрезерном станке с мощностью двигателя 2,8 … 14,0 кВт - 0,017 г/с, а на сверлильном станке с мощностью двигателя 1,0 … 10,0 кВт – 0,002 г/с [7].

По уравнению (1.2)

М = Σ gi ˙ kсож ˙ ti ˙ Ni ˙ 10-6 + Σgi ˙ kсож Ti ˙ 10-6=(0.017 ˙ 3600 ˙1 ˙ 6 ˙ 215 + +0,017 ˙ 3600 ˙ 1 ˙ 3 ˙ 80 + 0,002 ˙ 0,15 ˙

3600 ˙ 485) ˙ 10-6= 0,0942 т/год.

Пример 2.2

Определить валовое выделение компонентов СОЖ в цехе, описанное в примере 2.2.

Решение.

Удельное выделение аэрозоля компонентов СОЖ на 1 кВт мощности двигателя при работе металлорежущих станков: эмульсола – 0,0063 г/ч; масляного тумана – 0,2 г/ч [7].

По уравнению (1.4)

55

Мэмульсола = Σgсожi ˙ W*I ˙ Ti ˙ 10-6 = 0,0063 ˙ 5 ˙ 485 ˙ 10-6 = 0,0000153 т/г.

Ммасл. тумана = 0,2 ˙ 5 ˙ 485 ˙ 10-6 = 0,000485 т/г.

Пример 2.3

Цех для изготовления стальных металлоконструкций на электросварочном посту расходует 5 кг в день (1270 кг в год) электровод марки ОЗС-6. сварка ведется непрерывно в течение 4 часов. Определить максимально разовое выделение и валовое выделение загрязняющих веществ.

Решение.

При электросварке выделяется сварочный аэрозоль, состоящий из оксида железа, соединений марганца и фтористого водорода. Удельное выделение ЗВ относительно расхода сварочных материалов составляет [6]: оксид железа

– 11,41 г/кг; соединения марганца – 0,86 г/кг; фтористый водород – 1,53г/кг.

По уравнению (1.6) максимально разовое выделение

ЗВ:

GFeO = g*FeO ˙ p / Tпер ˙3600 = 11.41 ˙ 5 / 4 ˙ 3600 = 0,00396

г/с;

Gмn = g*Mn p / Tпер 3600 = 0.86 ˙ 5 / 4 ˙ 3600= 0,0003 г/с; GHF = g*HF ˙ p / Tпер ˙ 3600 = 1,53 ˙ 5 / 4 3600 = 0,00017 г/с.

По уравнению (1.11) валовое выделение ЗВ :

МFeO = g*FeO ˙ P ˙ 10-6 = 1,41 ˙ 1270 ˙ 10-6 = 0,0145 т/г; МMn = g*Mn ˙ P ˙ 10-6 = 0,86 1270 10-6 = 0,0011 т/г; МHF = g*HF ˙ P ˙ 10-6 = 1,53 ˙ 1270 ˙ 10-6 = 0,0019 т/г.

56

Пример 2.4

Участок электроконтактной сварки имеет три машины точечной сварки мощностью 100 кВт каждая. Одновременно работает не более двух машин. Свариваются детали из листовой углеродистой стали.

Время работы одной машины 500 часов в год; две другие работают по 6 часов 240 дней в году каждая. Определить максимально разовое выделение и валовое выделение загрязняющих веществ.

Решение.

При контактной электросварке стали выделяются сварочный аэрозоль, состоящий на 97 % из оксида железа и 3 % оксидов марганца. Удельное выделение ЗВ на 50 кВт номинальной мощности машины составляет 2,5 г/ч [6], что соответствует выделению оксида железа – 2,425 г/ч и оксида марганца – 0,075 г/ч.

По уравнению (1.7) максимально разовое выделение

ЗВ:

GFeO = Σ g#FeOi ˙ W*i / 50 ˙ 3600= (2,425 ˙ 100 / 50 ˙ 3600) + (2,425 ˙ 100 / 50 ˙ 3600) = 0,0027 г/с;

GMnO = Σ g#MnOi˙W*i/ 50 ˙ 3600=(0,075 ˙ 100/50 ˙ 3600) + 0,075 ˙ 100 / 50 ˙ 3600) = 0,000083 г/с;

По уравнению (1.12) валовое выделение ЗВ:

MFeO = Σ g#FeO˙ W*i ˙ Ti ˙ 10-6 /50 = Σ g#FeO ˙ W*i ˙ti ˙ Ni ˙ 10-6

/50 = (2,425 ˙ 100 ˙ 500 ˙ 10-6 /50) + (2,425 ˙ 100 ˙ 6 ˙ 240 ˙ 10-

6 /50) + (2,425 ˙ 100 ˙ 6 ˙ 240 ˙ 10-6 /50) = 0,0164 т/г.

MMnO = Σ g#MnOi˙W*i ˙ Ti ˙ 10-6 /50 = Σ g#MnOi˙W*i ˙ ti ˙Ni ˙ 10-6

/50 = (0,075 ˙ 100 ˙ 500 ˙ 10-6 /50) + (0,075 ˙ 100 ˙ 6 ˙ 240 ˙ 10- 6 /50) + (0,075 ˙ 100 ˙ 6 ˙ 240 ˙ 10-6 /50) = 0,00051 т/г.

Пример 2.5

57

В кузовном цехе для сварки тонколистовой стали, используется 5 газовых горелок, из которых одновременно работает не более 4. Максимальный расход ацетилена на одну горелку за смену 0,9 кг при времени непрерывной работы 5 часов. Годовой расход ацетилена для одной из горелок составляет 425 кг, а для 4 других в среднем по 550 кг. Определить максимально разовое выделение и валовое выделение загрязняющих веществ.

Решение.

Удельное выделение оксидов азота при газовой сварке стали ацетиленокислородным пламенем составляет 22 г/кг ацетилена[6].

По уравнению (1.8) максимально разовое выделение оксидов азота:

GNOx = Σ g*NOxi · p / Tпер · 3600 = 4 · (22 · 0,9 / 5 · 3600) = 0,0044 г/с.

По уравнению (1.11) валовое выделение Nox:

MNOx =Σ g*NOx I · Pi · 10-6= 1 · (22 · 425· 10-6) + 4· (22 ·550 · 10- 6) = 0,0577т/г

Пример 2.6

В заготовительном цехе для раскроя металлопроката толщиной 10 мм используются 15 газовых резаков, из которых одновременно работает не более 12. Среднее время работы одного резака цеха составляет 2150 часов за год. Определить максимально разовое выделение и валовое выделение загрязняющих веществ.

Решение.

Удельное выделение ЗВ при газовой резке качественной легированной стали толщиной 10 мм составляет [6]:

оксидов железа –145,5г/ч; оксида углерода –55,2г/ч; оксидов

58

хрома –6,68 г/ч; оксидов азота – 43,4 г/ч.

По уравнению (1.9) максимально разовое выделение

ЗВ:

GFeO = Σ gFeOi / 3600 = 12 (145,5 / 3600) = 0,485 г/с; GCrO = Σ gCrOi / 3600 = 12 · (6,68 / 3600) = 0,022 г/с; GCO = Σ gCOi / 3600 = 12 · (55,2 / 3600) = 0,184 г/с; GNOx = Σ gNOx I / 3600 = 12 · (43,4 / 3600) = 0,145 г/с.

По уравнению (1.13) валовое выделение ЗВ:

MFeO = Σ gFeoi ·Ti · 10-6 = 15 · (145,5 · 2150 · 10-6) = 4,7 т/г; MCrO = Σ gCrOi · Ti · 10-6 = 15 · (6,68 · 2150 · 10-6) = 0,215 т/г; MCO = Σ gCOi · Ti · 10-6 = 15 · (55,2 · 2150 · 10-6) = 1,780 т/г; MNOx = Σ gNOx i · Ti · 10-6 = 15 · (43,4 · 2150 ·10-6) = 1,4 т/г.

Пример 2.7

Для окраски методом безвоздушного распыления металлоконструкций использовано за год 49 т эмали МЛ-12 и 17 т растворителя № 649. Окраска и сушка проводились в разных камерах. Определить валовый выброс летучих ЗВ раздельными вентиляционными системами камер, не имеющими устройств очистки.

59