Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров.

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра “Техносферная безопасность”

 

 

Практическая работа

по экологии

 

Студент: Масютин О.В.

 

Группа: 2А4

 

Преподаватель: Ларионова А.М.

 

 

Москва 2017 г.

Задание 1

Охрана атмосферного воздуха

Вариант 48

Цель

Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра 0,5 м/с.

Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ).

Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответст­вии с розой ветров данного района.

Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 (в г/с).

Исходные данные

Имеется котельнаяс одиночным источником выбросов, котораяработает на древесине и производит вредные выбросы, представленные Золой. Котельная имеет одну дымовую трубу с диаметром ее устья D=1,5 м и высотой Н=35 м. Скорость выхода газовоздушной смеси составляет =8 м/с, ее температура T_г=+120°С. Средняя температура самого жаркого месяца года равна Т_в=+25°С.

Фоновые концентрации С_ф вредных веществ по данным санитарно-эпидемиологической службы составляют: Зола=0.1 мг/м³. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ:

1) максимальная разовая – 0.15 мг/м³

2) среднесуточная – 0.05 мг/м³

Класс опасности вещества – 3

Котельная расположена в Московской области, местность ровная, с перепадом высот менее 25 м. Степень очистки пылегазоочистного оборудования - 90%. В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при вось­мирумбовой розе ветров) составляет С - 17%, СВ- 17%, В - 16%, ЮВ - 12%, Ю - 10%, ЮЗ - 7%, 3-9%, СЗ - 12%.

Расчет

Определение величины ПДВ (г/с) золы, которая рассчитывается (по каждому из вредных веществ) по формуле:

, г/с, (1)

где: Спдк - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³,

С_ф -фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³;

Н - высота источника выброса, м;

W - расход газовоздушной смеси, м³/с, который определяется по формуле:

= , м³/с, (2)

- скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья трубы, м.

T - разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Т_г и окружающего воздуха Т_в, °С:

Т=Т_г – Т_в=120–25=95 °С (3)

Т_в - средняя температура самого жаркого месяца, а для котельных, работающих только для отопления, Тв - средняя температура самого холодного месяца года

А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250.

А=140 - для Московской области.

F - безразмерный коэффициент, учитываю­щий скорость оседания вредных веществ. Для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов:

F=2,0 при степени очистки 90%;

F=2,5 " - " 75-90%;

F=3,0 " - " <75%.

Для любых загрязняющих веществ в присутствии паров воды F=3,0.

F=3, т.к. степень очистки равна 60% (<75%).

m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов.

Для круглых источников m и n рассчитываются по формулам:

= (4)

где при параметре f<100 (а это почти всегда в стандартных источниках),

f=1000· = (5)

 

n = 0,532*V²–2,13^*V+3,13=0,532^*2,1²–2,13^*2,1+3,13=2.35-4,47+3,13=1,01. (6)

 

При скорости ветра, изменяющейся в пределах 0,5<Vветра≤2, м/с

V = 0,65^. = (7)

 

- коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м =1, при перепаде высот более 50 м >1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (Н/h₀), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (а/h).

, т.к. местность ровная, с перепадом высот менее 50 м;

Тогда величина ПДВ по Зале рассчитается по формуле:

=

, г/с.

Определение максимальной концентрации (М_х) Залы.

Примем, что замеренное количество выбрасываемого сернистого газа М_х составило 60% от величины ПДВ, т.е. М_х=0,6^. 14,79=8,87 г/с.

С_max = = , мг/м³.

 

Проверим, соблюдается ли основное законодательное требование по охране воздуха: С_х ≤ ПДК:

С_max + С_ф= 0,34 +0,02=0,36 мг/м³ < ПДК (0,5 мг/м³).

Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация окиси углерода, равна:

l_max = , м

где d - аэродинамический коэффициент.

При холодных выбросах, когда ~ 0°С, d = 5,7; при горячих выбросах, то есть >> 5°С, коэффициент d определяется по формуле:

d=2,48∙[1+0,28 =

2,48 ^. (1+0,28 ^.4,14)=5,35;

 

Тогда l _max= 93,625 м.

Построение кривой распределения концентрации залы по оси факела. Для упрощения расчетов величину l_x принимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от l _max. Таким образом, определим концентрацию окиси углерода на расстоянии 30, 61, 121 и 151 м от источника загрязнения (котельной) (рис. 1).

Находим С_х по формуле:

С_х=С_max∙S_0-lx

где С_x - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м³;

S_0-lx - коэффициент пересчета от максимальной концентрации С_max к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии l _x от источника выброса.

Коэффициент S_0-lx определяется:

при <1: S_0-lx=3^.()⁴ – 8^.()³ + 6^.()², (12)

при 1 < ≤8: S_0-lx= . (13)

Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и какминимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса.

Коэффициент S_0-lx определяется:

при <1:

S_0-30 = 3^.()⁴ – 8^.()³ + 6^.()² = 3(0,33)⁴ - 8(0,33)³ +6 (0,33)² = 0,4;

 

С₁ = 0,29 ∙ 0,4 = 0,116 мг/м³;

 

S_0-61 = 3^.()⁴ – 8^.()³ + 6^.()² = 3(0,67)⁴ - 8(0,67)³ – 6 (0,67)² = 0,9;

 

С₂ = 0,29 ∙ 0,9 = 0,261 мг/м³; при 1 < ≤ 8

S_0-121= = =0,92 С₃ = 0,29 ^. 0,92=0,267 мг/м³;

 

S_0-151= = С₄ = 0,29 ^. 0,83= 0,2407 мг/м³.

 

 

Рис. 1. Кривая распределения концентраций загрязнения СО по оси факела

Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров.

Для котельной, относящейся по СН-245-71 к V классу предприятий, нормативный размер СЗЗ равен 50 м от центра дымовой трубы. В том случае, когда расчет показывает, что С_max+С_ф ПДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до дальней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равняется 0,75 от С_max.

В данном случае С_{max +} С_ф < ПДК

l=L∙ , (14)

где l - длина румба по СЗЗ;

L - размер СЗЗ по СН-245-71;

Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %,

Р₀ - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р₀=12,5%.

Размеры СЗЗ по различным румбам составляют:

С → l =

СВ → l = 50

В → l = 50 ЮВ → l = 50

Ю → l = 50 ЮЗ → l = 50 50,4

З → l = 50 СЗ → l = 50

Если расчетная величина расстояния (L) СЗЗ оказалась менее 50 м, то L принимается равной минимальному значению по СЗЗ, т.е. 50 м (рис. 2)

 

 

Выводы:

1. ПДВ загрязняющих веществ (золы) одиночного источника (котельной) составляет г/с.

2. Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ равна мг/м³, на расстоянии 121 м.

3. Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответст­вии с розой ветров изменяются от 50 м на юго-западе до 68 м на севере и северо-востоке.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: