Расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы - Расчет загрязнения атмосферы котельной локомотивного депо

Максимальная приземная концентрация вредных веществ - СМ, мг/м3, при рассеивании нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника (трубы) с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника и рассчитывается по формуле:

(1.19)

Где A - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; Для Казани А = 160.

M (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (представлена в таблице 1.4);

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; принимает следующие значения: для газов и мелкодисперсных аэрозолей F = 1, для пыли и золы с учетом коэффициента очистки газоочистной установки F = 3.

M и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

H (м) - высота источника выброса над уровнем земли, Н= 15 м.;

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км (для Локомотивного депо), =1;

T (°C) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Tг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, значения которой приводятся в таблице 4 приложения - температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (°С) принимаем равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года;

T = Tг - Тв = 180-19=161°С (1.20)

V1 (м3/c) - расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле:

V1= (1.21)

Где D (м) - диаметр устья источника выброса; D=1,0 м.

0 (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, 0 =5 м/с.

V1 = =3,93

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, м ; м и fe:

F = 1000 (1.22)

F =1000 = 0,69

М = 0,65 (1.23)

М = 0,65 = 4,22

М = 1,3 (1.24)

М =1,3 = 0,43

Fe = 800 (м)3 (1.25)

Fe = 800-0,433 = 63,61

M = 0,4; n = 1,5

Коэффициент m определяется в зависимости от f по рисунку 1.5.

зависимость коэффициента m от f

Рисунок 1.5 - Зависимость коэффициента m от f

Коэффициент n при f <100 определяется в зависимости от м по рис. 1.6.

Для fe< f <100 значение коэффициента m вычисляется при f =fe.

зависимость коэффициента n от м, м

Рисунок 1.6 - Зависимость коэффициента n от м, м

Таблица 1.5 - Результаты расчета максимальной концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы

Наименование ЗВ

А

М, г/с

F

Н2

T

V1

См

Азота диоксид

160

26,7017

1

225

1

161

3,93

1,327052644

Азота оксид

160

4,339

1

225

1

161

3,93

0,21564475

Сажа (углерод черный)

160

0,19

1

225

1

161

3,93

0,009442845

Ангидрид сернистый

160

1,539

1

225

1

161

3,93

0,076487041

Углерода оксид

160

1,575

1

225

1

161

3,93

0,078276211

Бенз(а)пирен

160

0,0000004

1

225

1

161

3,93

0,0000000199

Зола угольная

160

0,007

3

225

1

161

3,93

0,001043683

Расстояние Xм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения См, определяется по формуле:

Хм=dH (1.26)

Для азота диоксида, азота оксида, сажи (углерод черный), ангидрида сернистого, углерода оксида, бенз(а)пирена:

Xм = 5,73-15=86м

Для Золы угольной:

Xм = 5,73-15=43м

Где d безразмерный коэффициент при f <100 находится по формуле:

D = 7 (1+0,28) при м> 2 (1.27)

D = 7(1+0,28) = 5,73 (1.28)

Значение опасной скорости uм (м/с) = 3,2 на уровне флюгера, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ См, в случае f <100 определяется по формуле:

Uм = м (1+0,12) при м> 2 (1.29)

Uм =4,22-(1+0,12)=4,63

Для некоторых загрязняющих веществ (Золы угольной и Бенз(а)пирена) соблюдается условие Смj/ПДК ? Е3=0,1, следовательно по этому веществу дальнейшие расчет рассеивания выбросов не целесообразен.

Полученные значения опасной скорости uм, расстояния от источника выброса Xм и Xмu приведены в таблице 1.6. Для загрязняющих веществ, для которых соблюдается условиеСмj/ПДК Е3=0,1 (графа 11 в табл. 1.6) осуществляется расчет максимальной приземной концентрации в контрольных точках селитебной зоны №№ 11,5,3,9,8,14,6,12,2,16 (жилой зоны и зоны отдыха - парков, садов).

Таблица 1.6 - Результаты расчета максимальной концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы

Наимено-вание ЗВ

Код

ЗВ

ПДКJ, мг/м3

F

М

М

Fe

M

N

Cм, мг/м3

Cм/ ПДКj

Uм, м/с

Xм, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Азота диоксид

301

0,2

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

1,327052644

6,63526

2,99

86

Азота оксид

304

0,4

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

0,21564475

0,53911

2,99

86

Сажа (углерод черный)

328

0,15

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

0,009442845

0,06295

2,99

86

Ангидрид сернист.

330

0,5

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

0,076487041

0,15297

2,99

86

Углерода оксид

337

5

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

0,078276211

0,01565

2,99

86

Бенз(а)-пирен

703

0,00001

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

0,0000000199

0,00199

2,99

86

Зола угольная

3714

0,3

0,69

4,22

0,43

63,61

0,4

1,5

0,001043683

0,00347

2,99

86

Для веществ, для которых установлены только среднесуточные концентрации ПДКс. с., в соответствии с ОНД-86 при расчетах рассеивания выбросов ЗВ используется значение ПДКj = 10 ПДКс. с.j. Для веществ, для которых установлены ОБУВj, при расчетах рассеивания выбросов загрязняющих веществ используется значение ПДКj = ОБУВj.

К. т. 1 - к. т. 8 - контрольные точки санитарно-защитной зоны,

К. т. 9 - к. т. 16 - контрольные точки на границе объектов, расположенных в санитарно-защитной зоне предприятия.

Расчет максимальной приземной концентрации загрязняющих веществ проводится только в контрольных точках селитебной зоны №№ 11,5,3,9,8,14,6,12,2,16 осуществляется по значению расстояния Х (м) от источника выброса до контрольной точки, определенного по карте-схеме, так же рассчитывается соотношение X/Xм и приземная концентрация вредных веществ C (мг/м3) по оси факела выброса на расстоянии X (м) приведена в таблице 1.4.

Таблица 1.4. - Расчет соотношения X/Xм

№ контрольной точки

Xм,

Х

X/Xм

S1

5

86

200

2,3

0,66

11

86

180

2,1

0,72

8

86

500

5,8

0,21

14

86

500

5,8

0,21

6

86

480

5,6

0,22

12

86

460

5,3

0,24

7

86

550

6,4

0,18

13

86

460

5,3

0,24

10

86

60

0,7

0,91

При опасной скорости ветра uм приземная концентрация вредных веществ C (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (м) от источника выброса определяется по формуле:

С = s1Cм (1.29)

Где s1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения X/Xм.

Если X/XM ? 1 S1 = 3-(X/XM)4 - 8-(X/XM)3 + 6-(X/XM)2 (1.30)

Если 1 < X/XM ? 8 (1.31)

Результаты расчета сведены в таблицу 1.4.

Таблица 1.5 - Результаты расчета максимальной концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы

№ к. т.

Наименование вещества

Х

Хм

X/Xм

S1

С

К. т. № 5

Азота диоксид

200

86

2,3

0,66

0,875854745

Азота оксид

200

86

2,3

0,66

0,142325535

Сажа (углерод черный)

200

86

2,3

0,66

0,006232278

Ангидрид сернистый

200

86

2,3

0,66

0,050481447

Углерода оксид

200

86

2,3

0,66

0,051662299

К. т. № 11

Азота диоксид

180

86

2,1

0,72

0,955477904

Азота оксид

180

86

2,1

0,72

0,15526422

Сажа (углерод черный)

180

86

2,1

0,72

0,006798848

Ангидрид сернистый

180

86

2,1

0,72

0,05507067

Углерода оксид

180

86

2,1

0,72

0,056358872

К. т. № 8

Азота диоксид

500

86

5,8

0,21

0,278681055

Азота оксид

500

86

5,8

0,21

0,045285398

Сажа (углерод черный)

500

86

5,8

0,21

0,001982997

Ангидрид сернистый

500

86

5,8

0,21

0,016062279

Углерода оксид

500

86

5,8

0,21

0,016438004

К. т. № 14

Азота диоксид

500

86

5,8

0,21

0,278681055

Азота оксид

500

86

5,8

0,21

0,045285398

Сажа (углерод черный)

500

86

5,8

0,21

0,001982997

Ангидрид сернистый

500

86

5,8

0,21

0,016062279

Углерода оксид

500

86

5,8

0,21

0,016438004

К. т. № 6

Азота диоксид

480

86

5,6

0,22

0,291951582

Азота оксид

480

86

5,6

0,22

0,047441845

Сажа (углерод черный)

480

86

5,6

0,22

0,002077426

Ангидрид сернистый

480

86

5,6

0,22

0,016827149

Углерода оксид

480

86

5,6

0,22

0,017220766

К. т. № 12

Азота диоксид

460

86

5,3

0,24

0,318492635

Азота оксид

460

86

5,3

0,24

0,05175474

Сажа (углерод черный)

460

86

5,3

0,24

0,002266283

Ангидрид сернистый

460

86

5,3

0,24

0,01835689

Углерода оксид

460

86

5,3

0,24

0,018786291

К. т.№ 7

Азота диоксид

550

86

5,6

0,18

0,238869476

Азота оксид

550

86

5,6

0,18

0,038816055

Сажа (углерод черный)

550

86

5,6

0,18

0,001699712

Ангидрид сернистый

550

86

5,6

0,18

0,013767667

Углерода оксид

550

86

5,6

0,18

0,014089718

К. т. № 13

Азота диоксид

460

86

5,3

0,24

0,318492635

Азота оксид

460

86

5,3

0,24

0,05175474

Сажа (углерод черный)

460

86

5,3

0,24

0,002266283

Ангидрид сернистый

460

86

5,3

0,24

0,01835689

Углерода оксид

460

86

5,3

0,24

0,018786291

К. т.№ 10

Азота диоксид

60

86

0,7

0,91

1,207617906

Азота оксид

60

86

0,7

0,91

0,196236723

Сажа (углерод черный)

60

86

0,7

0,91

0,008592989

Ангидрид сернистый

60

86

0,7

0,91

0,069603207

Углерода оксид

60

86

0,7

0,91

0,071231352

Сф - фоновая концентрация загрязняющего вещества. Фоновая концентрация является характеристикой загрязнения атмосферы и характеризует суммарную концентрацию загрязняющего вещества, создаваемую всеми источниками, расположенными на данной территории. Фоновая концентрация, в долях ПДК, при расчетах принимается равной 0,1 ПДК для диоксида азота, оксида азота, оксида углерода, диоксида серы.

Результаты расчета максимальной приземной концентрации загрязняющих веществ в контрольных точках Ск. т., мг/м3 (без учета фона) и Ск. т.+Сф, мг/м3 (с учетом фона) заносятся в таблицу.

На основании результатов расчета рассеивания выбросов загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы (табл. 1.6) провести анализ уровня загрязнения атмосферы в контрольных точках селитебной зоны.

При проведении расчета учтена фоновая концентрация для диоксида азота, оксида азота, диоксида серы, оксида углерода

Таблица 1.6. - Результаты расчета максимальной приземной концентрации ЗВ в контрольных точках селитебной зоны

Загрязняющее вещество

Контрольная точка

Код

Наименование

ПДКJ, мг/м3

Cмj/ПДКj

Х, м

Х/Хм

С мг/м3

Сф., мг/м3

С+Сф., мг/м3

301

Азота диоксида

0,2

6,63526

5

86

0,84

0,875854745

0,02

0,895854745

11

86

0,76

0,955477904

0,975477904

8

86

2,11

0,278681055

0,298681055

14

86

2,11

0,278681055

0,298681055

6

86

2,03

0,291951582

0,311951582

12

86

1,94

0,318492635

0,338492635

7

86

2,32

0,238869476

0,258869476

13

86

1,94

0,318492635

0,338492635

10

86

0,25

1,207617906

1,227617906

304

Азота оксида

0,4

0,53911

5

86

0,84

0,142325535

0,04

0,182325535

11

86

0,76

0,15526422

0,19526422

8

86

2,11

0,045285398

0,085285398

14

86

2,11

0,045285398

0,085285398

6

86

2,03

0,047441845

0,087441845

12

86

1,94

0,05175474

0,09175474

7

86

2,32

0,038816055

0,078816055

13

86

1,94

0,05175474

0,09175474

10

86

0,25

0,196236723

0,236236723

328

Сажа (углерод черный)

0,15

0,06295

5

86

0,84

0,006232278

    0,015 0,015

0,021232278

11

86

0,76

0,006798848

0,021798848

8

86

2,11

0,001982997

0,016982997

14

86

2,11

0,001982997

0,016982997

6

86

2,03

0,002077426

0,017077426

12

86

1,94

0,002266283

    0,017266283 0,016699712

7

86

2,32

0,001699712

13

86

1,94

0,002266283

0,017266283

10

86

0,25

0,008592989

0,06460465

330

Ангидрид сернистый

0,5

0,15297

5

86

0,84

0,050481447

0,05

0,100481447

11

86

0,76

0,05507067

0,10507067

8

86

2,11

0,016062279

0,066062279

14

86

2,11

0,016062279

0,066062279

6

86

2,03

0,016827149

0,066827149

12

86

1,94

0,01835689

0,06835689

7

86

2,32

0,013767667

0,063767667

13

86

1,94

0,01835689

0,06835689

10

86

0,25

0,069603207

0,119603207

337

Углерод оксид

5

0,01565

5

86

0,84

0,051662299

0,5

0,551662299

11

86

0,76

0,056358872

0,556358872

8

86

2,11

0,016438004

0,516438004

14

86

2,11

0,016438004

0,516438004

6

86

2,03

0,017220766

0,517220766

12

86

1,94

0,018786291

0,518786291

7

86

2,32

0,014089718

0,514089718

13

86

1,94

0,018786291

0,518786291

10

86

0,25

0,071231352

0,571231352

В результате расчета максимальной приземной концентрации ЗВ в контрольных точках получены значения в 9 контрольных точках. При этом оценивалась концентрация 5 загрязняющих веществ: Азота диоксида, Азота оксида, Сажи, Ангидрида сернистого, Оксида углерода. По остальным загрязняющим (Зола) веществам расчет нецелесообразен, поскольку Смj/ПДК ? Е3=0,1.

Расчет проведен в селитебной зоне, в саду, в лесу и автомагистрали. Расчет показал, что превышение ПДК отмечается на всех объектах по диоксиду азота.

Для уменьшения превышающей концентрации зараженного воздуха необходимо установить дополнительные фильтры или увеличить высоту дымовой трубы котельны.

Похожие статьи




Расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы - Расчет загрязнения атмосферы котельной локомотивного депо

Предыдущая | Следующая