С
|
СВ
|
В
|
ЮВ
|
Ю
|
ЮЗ
|
З
|
СЗ
|
23
|
18
|
11
|
3
|
5
|
8
|
15
|
17
|
Процесс рассеивания примеси в атмосфере зависит от многих
факторов, к которым относятся: состояние самой атмосферы, высоты источника,
масса выброса, рельеф местности и т.д.
Максимальное значение приземной концентрации вредного
вещества См (мг/м3) определяется по формуле:
, (1)
где А - коэффициент температурной стратификации; для Казахстана
А=200;
М - масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени,
г/с;
F - коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;
Fдля газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей
(пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна
нулю) - 1; при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов больше 90% - 2; от 75 - 90% - 2,5; менее 75% и
при отсутствии очистки - 3;
? - коэффициент рельефа местности, для ровной поверхности он равен
1
Н - высота источника, м
Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК)
Двуокиси серы 0,5 мг/м3
Золы 0,5 мг/м3
Оксидов азота
0,085 мг/м3
V1 - расход газовоздушной смеси, м3/с;
, (2)
Перегрев газовоздушной смеси
, (3)
Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, vm, v'm и fc:
(8)
Коэффициент n при f<100 определяется в зависимости от nм по формуле:
n=1, приnм³2; , при , (9)
n=4.4, при<0,5
В нашем случае n = 1 т.к. nм =6,12 > 2;
Тогда по формуле 1:
Расстояние ХМ (м) от источника выбросов, на котором
приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных
метеорологических условиях достигает максимального значения СМ,
определяется по формуле:
, (10)
где безразмерный коэффициент d при f<100 находится по формуле:
>2, (11)
Тогда по формуле 10:
Значение опасной скорости u (м/с) на уровне флюгера (обычно 10м от уровня земли), при которой
достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ См, в
случае f<100 определяется по формуле:
, (12)
При опасной скорости ветра Um приземная концентрация вредных веществ С
в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника
выброса определяется по формуле:
, (13)
где s1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от
отношения Х/Хм и коэффициента F по формулам:
s1=3 (x/xм) 4-8 (x/xм) 3+6 (x/xм) 2, при x/xм£1, (14)
, при 1<x/xм< 8, (15)
, при F>1,5 и x/xм>8, (16)
Таблица-1.
Расчет концентраций золы:
X
|
Xm
|
X/Xm
|
Cmз
|
Sз
|
C
|
50
|
2786,4
|
0,017944
|
0,306
|
0,001886
|
0,000577
|
100
|
|
0,035889
|
|
0,007363
|
0,002253
|
200
|
|
0,071777
|
|
0,28033
|
0,008578
|
400
|
|
0,143554
|
|
0,101254
|
0,030984
|
1000
|
|
0,358886
|
|
0,452769
|
0,138547
|
3000
|
|
1,076658
|
|
0,982015
|
0,300497
|
4000
|
|
1,435544
|
|
0,891236
|
0,272718
|
Таблица-2. Расчет концентраций SO2:
X
|
Xm
|
X/Xm
|
CmSO2
|
SSO2
|
C
|
50
|
1741,5
|
0,028711
|
1,4
|
0,006662
|
100
|
|
0,057422
|
|
0,018283
|
0,025622
|
200
|
|
0,114844
|
|
0,067475
|
0,094554
|
400
|
|
0,229687
|
|
0,227753
|
0,319126
|
1000
|
|
0,574218
|
|
0,789467
|
1,105772
|
3000
|
|
1,722653
|
|
0,81566
|
1,141596
|
4000
|
|
2,296871
|
|
0,670575
|
0,93841
|
Таблица-3. Расчет концентраций NO2:
X
|
Xm
|
X/Xm
|
CmNO2
|
SNO2
|
C
|
50
|
1741,5
|
0,028711
|
0.07
|
0,004754
|
0,000333101
|
100
|
|
0,057422
|
|
0,018283
|
0,001281105
|
200
|
|
0,114844
|
|
0,067475
|
0,00473
|
400
|
|
0,229687
|
|
0,227753
|
0,01596
|
1000
|
|
0,574218
|
|
0,789467
|
0,05529
|
3000
|
|
1,722653
|
|
0,81566
|
0,05708
|
4000
|
|
2,296871
|
|
0,670575
|
0,04692
|
Таблица-4. Данные расчета
Растояние
|
Концетрация
двуокиси серы
|
Концетрация
оксидов азота
|
Концетрация
золы
|
50
|
0,006662
|
0,000333
|
100
|
0,025622
|
0,00128
|
0,002253
|
200
|
0,094554
|
0,00473
|
0,008578
|
400
|
0,319126
|
0,01596
|
0,030984
|
1000
|
1,105772
|
0,05529
|
0,138547
|
3000
|
1,141596
|
0,05708
|
0,300497
|
4000
|
0,93841
|
0,04692
|
0,272718
|
Строим график зависимости максимального значения приземной
концентрации вредного вещества С (мг/м3) от Х (м) источника выброса:
Рисунок 1 - График зависимости приземной концентрации двуокиси серы С (мг/м3) от
источника выброса.
Рисунок 2 - График зависимости приземной концентрации оксидов азота С (мг/м3) от
источника выброса.
Рисунок 3 - График зависимости приземной концентрации золы С (мг/м3) от
источника выброса.
При определении санитарно-защитной зоны воспользуемся
формулой:
, (17)
где L-расчетный размер; L0 -
расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация
вредных веществ превышает уровень ПДК. P (%) - среднегодовая повторяемость направлений ветров одного румба
при круговой розе ветров. При восьми румбовой розе ветров:
Для двуокиси серы L0=500м, для азота L0=2600м, для золы L0=3200м
Расчет для двуокиси серыL0=500 м
По полученным данным строим "Розу ветров" и
санитарно-защитную зону:
Рисунок 4 - "Роза ветров"
Рисунок 5 - Санитарно-защитная зона станции.
Расчет для азота L0=2600м
По полученным данным строим "Розу ветров" и
санитарно-защитную зону:
Рисунок 5 - "Роза ветров"
Рисунок 6 - Санитарно-защитная зона станции.
Расчет для золы L0=3200м
По полученным данным строим "Розу ветров" и
санитарно-защитную зону:
станция тепловая электрическая защитная
Рисунок 7 - "Роза ветров"
Рисунок 8 - Санитарно-защитная зона станции.
Выводы
В результате проделанной работы были рассчитаны приземные
концентрации вредных примесей в атмосфере при их рассеивании через дымовую
трубу тепловой электрической станции, а также определена зона загрязнения
вокруг станции. Судя по полученным результатам вещества, выбрасываемые в
атмосферу в результате технологического процесса, приносят большой вред на прилегающей
к станции территории большой площади.
Исходя из этого для уменьшения объема выбрасываемых веществ,
а следовательно и границ санитарно - защитной зоны на станциях необходимо
использовать различные фильтры или средства очистки.
Список
используемой литературы
1. Санатова
Т.С., Мананбаева С.Е. Экология и устойчивое развитие. Методическое указания и
задания к расчетно-графической работе для студентов всех специальностей -
Алматы: АУЭС, 2010-26с.
2. Радкевич
В.А. Экология. Учебник. М.: Просвещение, 1997
. Экология.
Учебное пособие. М.: Знамя, 1998
. Основы
Экологии. Учебник пособие. М.: Просвещение, 1997
. Охрана
окружающей среды: Учебное пособие под редакции С.В. Белова. - М.: ВШ, 1983.
. ОНД-86.
Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ,
содержащихся в выбросах предприятий. - М.: Госкомгидромет, 1987. - с.94.