Расчет выбросов загрязняющих веществ
1.
Расчет выбросов загрязняющих веществ
.1
Твердые частицы
Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и несгоревшего
топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами
котлоагрегатов при сжигании твердого топлива и мазута производится по формуле:
Мтв = В·АР·χ· (1 - η) (1.1)
где В-расход топлива, т/год, г/с; Ар - зольность
топлива в рабочем состоянии, %, принимаемая по табл. 2.4 МУ; χ - коэффициент, принимаемый в зависимости от типа топки и вида
топлива по табл. 2.2 МУ; h - доля твердых частиц, улавливаемых в
золоуловителях (для сухих золоуловителей принимается равной 0)
Годовой выброс золы составляет:
Gтв = 12550 · 37,6 · 0,0023 · (1 - 0) = 1085,3 т/год
Котел работает 12 месяцев (по заданию).
Секундный расход топлива за 10 месяцев работы составляет:
Всек = = 704,3
г/с
Секундный выброс золы составляет:
Мтв = 704,3 · 37,6· 0,0026· (1-0) = 68,73 г./с.
1.2
Оксиды серы
Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO2 (т/год,
г/с) выполняется по формуле:
= 0,02×В×Sр (1 - ) (1 - ) (1.2)
где Sр - содержание серы в топливе, %, принимаемая по
табл. 2.4 МУ; - доля оксидов серы, связываемых летучей
золой в котле; - доля оксидов серы, улавливаемых в
золоуловителе попутно с твердыми частицами (для сухих золоуловителей
принимается равной 0).
Годовой выброс диоксида серы составляет:
GSO2 = 0,02 · 12550 · 3,7 · (1 - 0,1) · (1 - 0) = 22,6 т/год
Секундный выброс диоксида серы составляет:
МSO2 = 0,02 · 704,3 · 3,7 · (1 - 0,1) · (1 - 0) = 4,69 г./с
.3
Оксид углерода
Расчет выбросов оксида углерода (т/год. г/с,) производится по
формуле:
МСО = 0,001×ССО×В× (1 - ), (1.3)
где ССО - выход оксида углерода при сжигании твердого,
жидкого или газообразного топлива (кг/т, кг/тыс. м3) определяется по
формуле:
ССО = q3×R× / 1013 (1.4)
где q3, q4 - потери теплоты соответственно
от химической и механической неполноты сгорания топлива, %, принимаемые по
таблице 2.3 МУ; R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие
химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием оксида
углерода в продуктах сгорания (для угля R=1); - теплота сгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м3,
принимаемая по табл. 2.4 МУ
ССО = 0,8 · 1 · 10,38 /1013 = 0,008
Годовой выброс оксида углерода составляет:
GСО = 0,001
· 0,008 · 12550 · (1 - ) = 0,09 т/год
Секундный выброс оксида углерода составляет:
МСО = 0,001 · 0,008 · 704,3 · (1 - ) = 0,005 г./с
.4
Оксиды азота
Количество оксидов азота (в пересчете на NO2),
выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:
= 0,001× К× В × × (1 - b) (1.5)
где В-расход натурального топлива за рассматриваемый период
времени (т/год, тыс. м3/год, г/с, л/с); - теплота сгорания натурального топлива
(МДж/кг, Мдж/м3); К- параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся
на 1 ГДж тепла (кг/ГДж); b - коэффициент,
зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения
технических решений.
Годовой выброс оксида азота составляет:
GСО = 0,001
· 0,7 · 12550 ·10,38 · (1 -0) = 91,2 т/год
Секундный выброс оксида азота составляет:
GСО = 0,001
· 0,7 · 704,3 ·10,38 · (1 -0) = 5,1 г/с
Таблица 1
Наименование
вредных веществ
|
Годовой выброс G, т/год
|
Секундный
выброс М, г/с
|
Твердые частицы
|
1085,3
|
68,73
|
Оксид серы
|
22,6
|
4,63
|
Оксид углерода
|
0,09
|
0,005
|
Оксид азота
|
91,2
|
5,1
|
2. Расчет концентраций
Для характеристики объема вредных веществ, выбрасываемых в
атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно
допустимого выброса (ПДВ), которая рассчитывается по ОНД - 86 и
регламентируется ГОСТом 17.2.3.02-78.
Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем (рис. 1):
суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на
предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ)
предприятия или на территории жилой застройки концентрации, превышающей ПДКа.в.
< ПДК м.р (2.1)
где - максимальная концентрация загрязняющего
вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м3;
- фоновая концентрация
загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м3
Под одиночным или точечным источником понимается дымовая
труба предприятия.
Опорным значением является максимальное значение обусловленной
предприятием приземной концентрации.
Максимальная приземная концентрация вредного вещества (, мг/м3) при
выбросе газовоздушной смеси из точечного источника с круглым устьем достигается
при неблагоприятных метеоусловиях на расстоянии (м) от
источника
(2.2)
где Н - высота трубы, м; - масса выбрасываемого в
атмосферу в единицу времени вещества, г/с; - разность температур
выбрасываемых газов и атмосферного воздуха - полный расход
выбрасываемых газов на срезе трубы, м3 /с определяется по формуле
(2.3)
где (м) - диаметр устья источника; (м/с) - средняя скорость
выхода газов из источника выбросов; - безмерный коэффициент,
учитывающий влияние рельефа. Для равнинного ландшафта ; А, F - коэффициенты,
принимаемые по табл. 1 и табл. 2 соответственно:
V1 = · 9 = 15,9 м3/с
m, n - коэффициенты, учитывающие подъем факела
под трубой. Значение этих коэффициентов определяется по вспомогательным
величинам, вычисляемым в свою очередь по конструктивным параметрам
(2.4)
f = 1000 · 5,1
(2.5)
Vм = 0,65 = 1,44
(2.6)
(2.7)
fe = 800 · (0,35)3 = 34,3
Коэффициент определяется по формуле:
при (2.8)
m = = 1,4
Коэффициент при определяется
в зависимости от :
при (2.9)
n = 0,532 · 3,022 - 2,13 · 3,02 + 3,13 = 1,59
Максимальная приземная концентрация твердых частиц составляет:
См = = = 2,75 мг/м3
Максимальная приземная концентрация оксида серы составляет:
См = = = 0,9 мг/м3
Максимальная приземная концентрация оксида углеводорода
составляет:
См = = = 0,0002 мг/м3
Максимальная приземная концентрация оксида азота составляет:
См = = = 0,2 мг/м3.
2.1
Расчет расстояния от источника до координаты максимума концентраций
Для горячих источников расстояние (м) от источника выбросов
до точки, в которой приземная концентрация (мг/м3) при
неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения , определяется по формуле
(2.10)
где безразмерный коэффициент при < 100 находится по
формулам:
выброс сжигание топливо предельный
при ; (2.11)
d = 4,95 · 1,44 · (1 + 0,28 · ) = 10,56
Хм = · 33 · 22,15= 730,95.
2.2
Расчет опасной скорости ветра
Как показали исследования, при прочих равных условиях
приземная концентрация достигает своего максимума при некоторой,
получившей название опасной скорости ветра (м/с). При больших и
меньших скоростях концентрации снижаются.
Поскольку скорость ветра с высотой увеличивается, принято
измерять ее на отметке 10 м.
Для горячих источников в случае опасная скорость ветра
определяется по формуле:
при ; при ; (2.12)
= 1,05 м/с.
2.3
Расчет предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу (ПДВ)
ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения
атмосферы таким образом, чтобы выбросы вредных веществ от данного источника и
от совокупности источников города с учетом перспективы развития промышленных
предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создавали приземную
концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира
(ГОСТ 17.2.3.02-78).
ПДВ (г/с) должны устанавливаться для времени года и нагрузки,
сочетание которых дает максимальные приземные концентрации. Для ТЭЦ, например,
это наиболее холодный период года, когда тепловые и электрические нагрузки
максимальны. ПДВ устанавливается для каждой дымовой трубы и предприятия в
целом.
ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и
в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ. При
установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации принимаем равными 10% от
ПДК.
Таблица 2
Наименование
вредных веществ
|
Предельно-допустимые
концентрации, ПДК, мг/м3
|
Фоновые концентрации,
Сф, мг/м3
|
Твердые частицы
|
0,15
|
0,015
|
Оксид серы
|
0,5
|
0,05
|
Оксид углерода
|
5
|
0,5
|
Оксид азота
|
0,085
|
0,0085
|
Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем
в случаях < ПДК определяется для горячих источников по
формуле:
, г/с (2.13)
ПДВ твердых частиц составляет:
ПДВ = · = 3,57 г./с
ПДВ оксида серы составляет:
ПДВ = · = 11,2 г/с
ПДВ оксида углерода составляет:
ПДВ = · = 122,4 г/с
ПДВ оксида азота составляет:
ПДВ = · = 1,93 г./с.
2.4
Суммарное количество загрязнителя
Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем (рис. 1):
суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на
предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ)
предприятия или на территории жилой застройки концентрации, превышающей ПДКа.в.
< ПДК м.р (2.14)
где - максимальная концентрация загрязняющего
вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м3;
- фоновая концентрация
загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м3
Твердые частицы:
CΣ = 2,75 + 0,015 = 2,77
мг/м3
,64 мг/м3 >0,15 мг/м3 - условие не
выполняется, концентрации превышают ПДК
Оксиды серы:
CΣ = 0,9 + 0,05 = 0,95 мг/м3
,37 мг/м3 > 0,5 мг/м3 - условие не
выполняется, концентрации превышают ПДК
Оксиды углерода:
Оксиды азота:
CΣ = 0,2 + 0,0085 = 0,2085
мг/м3
,2385 мг/м3 > 0,085 мг/м3 - условие
не выполняется, концентрации превышают ПДК.
2.5
Санитарно-защитная зона
В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03
«Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и
иных объектов» размер СЗЗ для металлургических, машиностроительных и
металлообрабатывающих предприятий и производств 3 класса устанавливается в
пределах 300 м.