РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА №1

«РАССЕИВАНИЕ В АТМОСФЕРЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ»

Главные ПОЛОЖЕНИЯ

Неувязка охраны среды от загрязнения промышленными выбросами стала в ряд важных задач современности. Воздействия промышленных компаний, энергетических систем, транспорта на атмосферу, водоёмы и недра достигнули таких размеров, что на данный момент в больших промышленных центрах уровни загрязнений значительно превосходят допустимые санитарные РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА норм.


Источники выбросов загрязняющих атмосферу веществ могут быть подвижными (транспорт) и стационарными. Выбросы из стационарных источников разделяются по нескольким аспектам (рис.1):

Рис.1. Систематизация выбросов в атмосферу

Аэрозоли – это системы, характеризующиеся наличием в газовой среде жестких либо водянистых частиц. Пыли содержат твердые частички размером до 800 мкм, дымы - твердые частички размером 0,1 - 5 мкм, туманы - водянистые РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА частички (капли) размером 0,3 - 5 мкм.

Неорганизованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в итоге нарушения плотности оборудования. К неорганизованным относятся выбросы, не имеющие фиксированного устья: выделения вредных веществ с открытых складов строй материалов, карьеров, хранилищ отходов и т.д.

Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды, трубы, шахты и т.п. устройства. Организованные выбросы имеют фиксированное устье и разделяются на точечные либо одиночные (трубы промышленных компаний, выбросные шахты систем вентиляции, газоотводные трубы от аппаратов и т.п.) и линейные (аэрационные фонари, близко расположенные вытяжные шахты, открытые окна, через которые удаляются РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА вредные вещества, и т.п.).

Одиночные выбросы из стационарных источников зависимо от высоты трубы (Н) разделяются на

- высочайшие, при Н> 50 м;

- средние при Н = 10...50 м;

- низкие при Н = 2...10 м;

- наземные при Н < 2 м (в данном случае в расчетах принимают Н = 2м).

Промышленные выбросы числятся нагретыми, если их температура выше температуры РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА окружающего атмосферного воздуха.

Без чистки могут выбрасываться как неорганизованные, так и организованные выбросы, после чистки - только организованные.

С целью регламентации загрязнений атмосферы установлены максимально допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пт (ПДК) и максимально допустимые выбросы загрязняющих веществ из источников (ПДВ). ПДК - наибольшая допустимая РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА концентрация примеси в атмосфе­ре, отнесенная к определенному времени усреднения. Существует два вида ПДК для нормирования выбросов в атмосферу для населенных пт:

- среднесуточная ПДКс.с (мг/м3) - это предельная концентрация вещества, при которой оно не оказывает прямого либо косвенного воздействия на человека в критериях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания;

- наибольшая разовая РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА ПДКм.р (мг/м3) - это предельная концентрация вещества, при которой оно при краткосрочном (до 20 мин.) воздействии не вызывает рефлекторных реакций организма. Под рефлекторными реакциями понимается чувство противных запахов, возникновение аллергического состояния, чихания и т.д.

Действующими нормативными документами[1], [2] установлены ПДК для большинства вредных газов, паров, аэрозолей.

Величина большей РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА концентрации каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы (слой высотой в 2 м от поверхности земли) не должна превосходить величины наибольшей разовой ПДКм.р..

ПДВ для данного источника (группы источников) - это наибольшее количество вредного вещества, допустимое к выбросу из источника в единицу времени при соблюдении условия, чтоб содержание этого вещества в приземном слое РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА воздуха вокруг источника либо совокупы источников не превышало нормативов свойства воздуха для населения, животного и растительного мира.

Основными аспектами свойства атмосферного воздуха при установлении ПДВ для источников загрязнения атмосферы являются наибольшие разовые ПДКм.р..При всем этом должно производиться условие: отношение расчетной концентрации См. вредного вещества в приземном РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА слое воздуха к величине ПДКм.р. данного вещества не должно превосходить единицы:

. (1.1)

При установлении ПДВ учитывают значения фоновых концентраций Сф вредных веществ в воздухе (суммарное загрязнение атмосферы от других источников городка либо другого населенного пт, в том числе и от автотранспорта, кроме рассматриваемого источника).

Таким макаром, величина РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА ПДВ (г/с) из источника для каждого вещества устанавливается, исходя из условия:

, (1.2)

либо

. (1.3)

При одновременном присутствии в атмосфере неких вредных веществ они могут владеть суммацией вредного деяния. Эффектом суммации владеют, к примеру, ацетон и оксибензол, сернистый ангидрид и двуокись азота, сернистый ангидрид, окись углерода, оксибензол и пыль конверторного производства, также целый РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА ряд других веществ [1];

Величина ПДВ схожих веществ устанавливается, исходя из условия:

. (1.4)

РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА

После выхода из устья источника загрязняющие вещества начинают рассеиваться в атмосфере в направлении оси факела выброса. Часть веществ перемещается ввысь, часть - горизонтально, часть направляется в нижние воздушные слои. Существенное воздействие на нрав рассеивания РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА оказывают состояние атмосферы, размещение компаний, особенности местности, характеристики выбросов, высота трубы, скорость ветра и другие причины.

Скорость горизонтального перемещения загрязнений в главном определяется скоростью ветра U (м/с). На скорость вертикального перемещения влияет целый ряд причин.

Форма струи, вытекающей из устья трубы, и уровень загрязненности приземного слоя атмосферы вокруг РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА источника зависят от степени вертикальной стойкости атмосферы. Существует 3 типа степеней вертикальной стойкости атмосферы: конвекция, изотермия и инверсия.

При конвекции нижние слои воздуха теплее верхних, происходит насыщенное вертикальное смешивание слоев, что препятствует концентрированию загрязнений в приземном слое.

При изотермии. развивающейся почаще в облачную погоду, температура воздуха практически схожа РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА во всех слоях в 20-30 м от поверхности земли. Концентрации загрязняющих веществ в приземном слое выше, чем при конвекции.

При инверсии, возникающей при ясной погоде и малых скоростях ветра, нижние слои воздуха холоднее верхних, в итоге чего практически на сто процентов отсутствует вертикальное смешивание слоев. Это более неблагоприятные условия РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА, при которых происходит насыщенное скопление загрязняющих веществ у поверхности земли.

Существует 5 форм струй, выходящих из устья трубы. Более небезопасна задымленная струя (образующаяся при инверсии), когда вредные вещества стремятся к земле повдоль всей струи. Эта форма струи применена в схеме рассредотачивания концентраций вредных веществ в атмосфере при выбросе через высочайшие РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА трубы (см. рис.2).

По мере удаления от источника выброса концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы сначала возрастает, а потом, достигнув максимума, равномерно миниатюризируется, что гласит о наличии 3-х зон загрязнения атмосферы:

- зона переброса факела выброса, характеризующаяся низкой концентрацией вредных веществ в приземном слое;

- зона задымления, т.е. зона наибольшего содержания вредных РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА веществ;

- зона постепенного понижения концентраций вредных веществ.

Направление ветра

Рис. 2. Рассредотачивание приземной концентрации вредных

веществ в атмосфере

С – концентрация вредного вещества в приземном слое, мг/м3

Х – расстояние от трубы (источника выброса), м

H – высота трубы (источника выброса), м

По ОНД-86 [3] рассчитываются вероятные концентрации вредных веществ при «неблагоприятных» метеоусловиях, длительность которых не РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА превосходит 150 часов в течении года. Реальные концентрации вредных веществ в течение года будут существенно ниже расчетных.

Основной расчетной величиной является наибольшая приземная концентрация вредного вещества См [мг/м3].

Величину наибольшей приземной концентрации См (мг/м3) вредного вещества при выбросе нагретой газопылевоздушной консистенции из точечного источника с круглым устьем РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА на расстоянии Хм (м) от источника определяют по формуле (1.5)

(1.5)

где А - коэффициент, учитывающий возможность появления «неблагоприятных» метеоусловий в разных регионах страны (с2/3*мг*град1/3/г).

Для Нижнего Поволжья, Сибири, Далекого Востока принимают А=200; для севера и северо-запада европейской местности Рф, Среднего Поволжья и Урала принимают A=160; для центральной части европейской РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА местности А=140;

М - мощность выброса - количество вредного вещества, выкидываемого в атмосферу в единицу времени, (г/с). Принимается в согласовании с действующими для данного производства нормативами, определяется расчетом либо при помощи анализа. Если известна концентрация вещества С*(мг/м3) в выкидываемой из устья источника пылегазовоздушной консистенции, то величина М РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА определяется по формуле:

. (1.6)

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыль, зола и т.п.), скорость оседания которых не превосходит 0,05 м/с, принимается F=1. Для других аэрозолей, выкидываемых с подготовительной чисткой либо без нее, коэффициент F принимается последующим РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА образом:

F=2 F=2,5 F=3 при эффективности чистки более 90%; при эффективности чистки 75…90%; при эффективности чистки наименее 75% (либо при отсутствии чистки)

m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной консистенции из устья источника выброса;

h - безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (для равнинной местности = 1);

DТ - разность меж температурой выкидываемой газовоздушной консистенции Тг и температурой РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА окружающего атмосферного воздуха Тв (°С); последняя принимается как средняя наибольшая температура внешнего воздуха в 13 часов более горячего месяца года по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика";

V1 - расход пылегазовоздушной консистенции из устья источника, (м3/с):

. (1.7)

D - поперечник устья источника выброса (поперечник высшей части трубы) (м);

- средняя скорость выхода газовоздушной РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА консистенции из устья источника выброса (м/с):

. (1.8)

Величина коэффициента m определяется по формуле

, (1.9)

где

. (1.10)

Величина коэффициента n определяется по формулам (1.12) - (1.14) зависимо от значения параметра Vм вычисляемого по формуле

. (1.11)

При Vм£0,5 При 0,52 n=4,4Vм n=0,532V2 м-2,13Vм+3,13 n=1 (1.12) (1.1.13) (1.14)

Величина наибольшей приземной концентрации вредных веществ См достигается на оси факела выброса (по направлению среднего РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА ветра за рассматриваемый период) на расстоянии Хм (м) от источника выброса:

, (1.15)

где d - безразмерная величина, определяемая по формулам

При Vм <0,5 При 0,5£Vм£2 При Vм>2 d=2,48 (1+0,28 ). d=4,95 Vм(1+0,28 ). d=7 (1+0,28 ). (1.16) (1.17) (1.18)

После расчета наибольшей приземной концентрации загрязнений См в точке, расположенной на расстоянии Хм от источника, можно найти приземные концентрации вредных веществ в хоть какой точке в РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА направлении факела выброса (рис.3):

Рис.3. К определению приземных концентраций вредных веществ в направлении факела выброса; 1 - источник выброса

Для расчетов концентраций С на разных расстояниях Х по оси факела выброса употребляется формула

. (1.19)

Тут S1 – безразмерная величина, определяемая зависимо от дела X/Xм

При X/Xм£1 При 18 . . . (1.20) (1.21) (1.22)

С наветренной стороны источника РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА выброса (Х<0) значения концентраций вредных веществ принимают равными нулю.

Значение приземной концентрации Су вредного вещества на расстоянии у по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле

(1.23)

где S2 - безразмерный коэффициент, определяемый зависимо от скорости ветра U (м/с) и аргумента ty:

, При U£5;
, При U>5.

(1.24)

РАСЧЕТ ПДВ

(для действующих компаний)

Величину РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА ПДВ можно отыскать, заменив в формуле (1.2) концентрацию См на разность (ПДКм.р-Сф) и приравняв мощность выброса М к значению ПДВ. В конечном итоге из формулы (1.5) получим расчетное выражение:

. (1.25)

В реальных случаях в ПДВ вводятся поправки: на аварийный выброс, на существующую и проектируемую жилую застройку, на перспективы развития производства.

ПДВ устанавливается раздельно РАСЧЕТ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА для каждого стационарного источника выбросов, раздельно для каждого вещества при условии полной загрузки технологического и газоочистного оборудования и их обычной работы.

По каждому веществу ПДВ для предприятия в целом равен сумме ПДВ от отдельных источников.


raschet-riskov-po-ugroze-otkaz-v-obsluzhivanii.html
raschet-sbornih-zhelezobetonnih-konstrukcij-mnogoetazhnogo-proizvodstvennogo-zdaniya-kursovaya-rabota.html
raschet-sebestoimosti-i-ceni-izdelij.html