Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника

Лабораторная работа № 1

2.1.Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника и определяется по формуле

[2.1.]

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) – масса вредного вещества,выбрасываемого в атмосферу; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и n - коэффициенты учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н (м) – высота источника выброса; h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности,в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающем 50 м на 1 км равен 1; DТ (⁰С) – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_П; V₁ (м³/с) – расход газовоздушной смеси, определяемой по формуле

[2.2.]

Где D (м) – диаметр устья источника выброса; w ₀ (м/с) – средняя скорость выхода газовоздушной среды из устья источника.

2.2. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна принимается равным:

250 - для районов Средней Азии южнее 40⁰ с.ш., Бурятской АССР и Читинской области;
200 - для Европейской территории РФ; для районов южнее 50⁰ с.ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории бывшего СССР: для Казахстана, Дальнего Востока, и остальной территории Сибири, и Средней Азии;
180 – для Европейской территории бывшего СССР и Урала от 50 до 52⁰ с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов и Украины;
160 - для Европейской территории бывшего СССР и севернее 52⁰ с.ш. (за исключением Центра европейской части), а также для Украины(для расположенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от 50 до 52⁰ с.ш. – 180, южнее 50⁰ с.ш. – 200);
140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

2.3. Значение мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной среды V₁ (м³/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства нормативами. В расчете принимаются сочетания М и V₁, реально имеющих место в течении года при установленных(обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение с_м.

2.4. При определении значения DТ (⁰С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_п, равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г– по действующему для данного производства технологическим нормативам.

Примечание. Для котельных, работающих по отопительному графику,допускается принимать в расчетах значение Т_П по равным средним температурам наружного воздуха в самый холодный месяц.

2.5. Значение безразмерного коэффициента F принимаются:

для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость оседания которых равна нулю) – 1;
для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки не менее 90 % - 2; от 75 – 90 % - 2.5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3.

2.6. Значение коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, υ_M, υ ¢_M и f_e:

[2.3.]

[2.4.]

[2.5.]

[2.6.]

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам

при f < 100; [2.7a.]

при f ≥ 100. [2.7б.]

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

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от υ_M по формулам

n = 1 при υ_M≥ 2; [2.8а.]

при 0,5 ≤ υ_M < 2; [2.8б.]

при υ_M < 0,5. [2.8в.]

При f ≥ 100 или ΔТ ≈ 0 n вычисляется по п.2.7.

2.7. Для f ≥ 100 (или ΔТ ≈ 0) и υ _M ≥ 0.5 (холодные выбросы) при расчете с_м вместо формулы (2.1.) используется формула

[2.9.]

где

[2.10.]

причем n определяется по формулам (2.8а) и (2.8б) при υ_M = υ _M.

Аналогично при f < 100 и υ _M < 0.5 и υ _M< 0.5 (случаи предельно малых скоростей ветра) расчет с_м вместо формулы (2.1.) производится по формуле

[2.11.]

где

при f < 100, υ _M < 0.5; [2.12а.]

при f ≥ 100, υ _M< 0.5. [2.12б.]

2.8. Расстояние х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле

[2.13.]

где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам:

при υ _M ≤ 0.5; [2.14а.]

при 0.5 < υ _M ≤ 2; [2.14б.]

при υ _M > 2. [2.14в.]

При f > 100 или ΔТ ≈ 0 значение d находится по формулам

d = 5.7 при υ _M≤ 0.5; [2.15а.]

d = 11.4 · υ _M при 0.5 < υ′ _M ≤ 2; [2.15б.]

при υ′ _M > 2. [2.15в.]

2.9. Значение опасной скорости ветра u_M (м/с) на уровне флюгера(обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ с_М в случае f < 100 определяется по формулам:

u_M = 0.5 при υ _M ≤ 0.5; [2.16а.]

u_M = υ _M при 0.5 < υ _M ≤ 2; [2.16б.]

при υ _M > 2. [2.16в.]

При f > 100 или ΔТ ≈ 0 значение u_M находится по формулам

u_M = 0.5 при υ _M≤ 0.5; [2.17а.]

u_M = υ' _M при 0.5 < υ′ _M ≤ 2; [2.17б.]

при υ′ _M > 2. [2.17в.]

2.10. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_MU (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра u_M (м/с), определяется по формуле

[2.18.]

где r – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения u / u_M по формулам

при u / u_M ≤ 1; [2.19а.]

при u / u_M > 1. [2.19б.]

Примечание. При проведении расчетов не используются значения скорости ветра u_M < 0.5 м/с, а также u > u*,где u* - значение скорости ветра, превышаемое в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5 % случаев.

2.11. Расстояние от источника выброса х_MU (м), на котором при скорости ветра u и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения с_MU (мг/м³), определяется по формуле

, [2.20.]

где р – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения u / u_M по формулам

р = 3 при u / u_M ≤ 0.25; [2.21а.]

при 0.25 < u / u_M ≤ 1; [2.21б.]

при u / u_M > 1. [2.21в.]

2.12. При опасной скорости ветра u_M приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

, [2.22.]

где s₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x / x_M икоэффициента F по формулам

при x / x_M ≤ 1; [2.23а.]

при 1 < x / x_M ≤ 8; [2.23б.]

при F ≤ 1.5 и x / x_M > 8; [2.23в.]

при F > 1.5 и x / x_M > 8. [2.23г.]

Для низких и наземных источников (высотой H не более 10 м) при значениях x / x_M < 1 величина s₁ заменяется на величину s^Н₁, определяемую в зависимости от x / x_M и Н по формуле

при 2 ≤ H < 10. [2.24.]

Примечание. Аналогично определяется значение концентрации вредных веществ на различных расстояниях по оси факела при других значениях скоростей ветра u при неблагоприятных метеорологических условиях. По формулам (2.18.) и (2.20.) определяются значения величин с_MU и х_MU. В зависимости от отношения x / x_MU определяется значение s₁ по формулам(2.23.) и (2.24.). Искомое значение концентрации вредного вещества определяется путем умножения с_MU на s₁.

2.13. При полной нагрузке оборудования средняя концентрация ĉ_М (г/м³) в устье источника, равная

, [2.25.]