Расчет текущего пылевого выноса и рассеивания золовых частиц в атмосфере

 

Для расчета используются исходные данные, которые ранее уже описывались в тексте

1 Направление ветра: юго-западный.

2 Скорость ветра Uz=5,5 м/с.

3 Предельный размер эродируемых частиц dmax=0,24 мм при U'ср=5,5 м/с.

4 Средневзвешенный размер эродируемых частиц в пылящем слое dпср=0,077 мм.

5 Граничный размер эродируемых частиц dгр=0,0285 мм.

6 Доля витающих и сальтирующих частиц в общей массе золового материала: nвит=0,28; nсал=0,72.

7 Динамическая скорость потока U*=0,142 м/с.

8 Пороговая динамическая скорость ветра для средневзвешенного размера эродируемых частиц в слое U*t=0,135 м/с.

9 Эффективная площадь пылящей поверхности Sюзэф=12500м2.

10 Удельная сдуваемость золовых частиц m0=0,0039 г/(м2с).

Текущий вынос золовых частиц Мтвын, г/с, определяется по формуле

 

Мтвын=m0(nвитS+nсалSэф)К1К2К3К4. (2.13)

 

Подставляя данные в формулу (2.13), получим

для варианта 1:

 

Мтвын=0,0039(0,28·12500+0,72·12500)·0,5·1·0,075=1,828 г/с,

 

для варианта 2:

 

Мтвын=0,0039(0,28·12500+0,72·12500)·0,5·1·0,075·0,3=0,548 г/с.

 

Ширина пылевого облака Ln, м, определяется по формуле

 

Ln=0,5LД(Uz-Uкр)/(Umax-Uкр), (2.14)

 

где LД=296 м – протяженность северо-восточной дамбы, с которой сходит пылевое облако (1 секция).

Подставляя данные в формулу (2.14), получим

 

Ln=0,5·296(5,5-5,12)/(5,5-5,12)=148 м.

 

Эффективная скорость ветра, непосредственно воздействующего на эродированную частицу Uэф, м/с, определяется по формуле

 

Uэф=0,8Uср. (2.15)

 

Подставляя данные в формулу (2.15), получим

 

Uэф=0,8·5,5=4,4 м/с.

 

Высота подъема эродированных частиц над золошлаковым полем h, м, определяется по формуле

 

h=(Uэф2/gа)[(1+1/а)ln(1+а)-1], (2.16)

 

где а=0,0383U*Uэф/σdn.

а=0,0383·0,142·4,4/2415,25·0,077·10-3=0,129.

Подставляя эти данные в формулу (2.16), получим

 

h=(4,42/9,81·0,129)[(1+1/0,129)ln(1+0,129)-1]=0,95 м.

 

Высота пылевого облака на дамбе h0, м, определяется по формуле

 

h0=2h. (2.17)

 

Подставляя данные в формулу (2.17), получим

 

h0=2·0,95=1,9 м.

 

Начальная концентрация пылевых частиц на сходе с дамбы μ0, мг/м3, определяется по формуле

 

μ0=Мвын/Lnh0Uэф. (2.18)

 

Подставляя данные в формулу (2.18), получим

для варианта 1:

 

μ0=1,828·103/148·1,9·4,4=1,47 мг/м3,

 

для варианта 2:

 

μ0=0,548·103/148·1,9·4,4=0,44 мг/м3.

 

Приземная концентрация пылевых частиц μх(фон), мг/м3, на удалении х, м, от дамбы с учетом фонового загрязнения определяется по формуле

 

μх=μфон+μ0е-ах, (2.19)

 

где μфон=0,22 мг/м3 – фоновая концентрация взвешенных веществ для территории с населением менее 10 тысяч жителей [9];

а=6,2·10-3 м-1 – коэффициент рассеивания.

Подставляя данные в формулу (2.19), получим

для варианта 1:

 

μ100фон=0,22+1,47е-0,0062·100=1,01 мг/м3,

 

для варианта 2:

 

μ100фон=0,22+0,44е-0,0062·100=0,46 мг/м3.

 

Результаты аналогичных расчетов приземных концентраций пылевых частиц μх(фон), мг/м3, на разном удалении х, м, от дамбы сведены в таблицу 2.4.

 

Таблица 2.4 – Приземная концентрация пылевых частиц на разном удалении от дамбы

х, м	μх(фон), мг/м3
	1 вариант	2 вариант
100	1,01	0,46
200	0,65	0,36
300	0,45	0,29
400	0,34	0,26
500	0,29	0,24
1000	0,22	0,22

 

Результаты расчетов ветровой эрозии золоотвала сведены в таблицу 2.5.

 

Таблица 2.5 – Результаты расчетов ветровой эрозии золоотвала

Вариант	Мэр, т/год	Мвын, г/с	μ0, мг/м3	μ300, мг/м3	ПДК, мг/м3
1	1,55	1,83	1,47	0,45	0,3
2	0,46	0,55	0,44	0,29	0,3

 

Значение ПДК взято в [10], это та предельно допустимая концентрация пылевых частиц, которая допустима и должна локализоваться на границе СЗЗ.

Результаты расчетов показывают, что применение оперативного мероприятия по пылеподавлению (периодическое орошение сухих поверхностей золоотвала поливочными машинами), содержащегося в проекте на строительство золоотвала, позволит значительно снизить воздействие золоотвала на атмосферный воздух – выброс пыли уменьшится на 70% – и обеспечить соблюдение нормативов качества атмосферного воздуха на границе СЗЗ, что подтверждает эффективность и достаточность предусмотренного проектом мероприятия по пылеподавлению.

 

Безопасность работ и экологичность проекта

Анализ условий труда

 

Для анализа условий труда в процессе золошлакоудаления Железногорской ТЭЦ необходимо определить основные опасные и вредные производственные факторы, которые могут воздействовать на работника с момента входа на территорию предприятия во время выполнения должностных обязанностей.

Опасный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья.

Вредный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Опасные и вредные производственные факторы по природе действия на организм человека подразделяются на следующие группы: физические, химические, биологические, психофизиологические.

На данном производстве такими факторами будут являться шум и золовая пыль, относящиеся к группе физических опасных и вредных производственных факторов.

Источниками шума на золоотвале являются автотранспортная и карьерная техника. Автотранспорт перевозит золу и шлак по отдельно построенной автодороге по маршруту промплощадка ТЭЦ – золоотвал №2, бульдозер разравнивает материал складирования.

В районе золоотвала №2 в радиусе 1,5 км отсутствуют населенные пункты. Удаленное расстояние до населенных пунктов исключает влияние внешнего шума на селитебную территорию.

На площадке золоотвала используется бульдозер и самосвалы. Уровень звука самосвалов удовлетворяет требованиям санитарных норм, а уровень звука бульдозера превышает норматив на 10 дБ. На рабочих местах, для широкополосного непостоянного во времени уровня шума, эквивалентная величина уровня звука, в соответствии.

Источники пыли пневмопроводы и силоса сбора золы и шлака. Пыль относится к 4 классу опасности, аэрозольная, фиброгенного воздействия. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) по [10] составляет для шлаковой пыли - 6 мг/м3, по золовой пыли – 10мг/м3.

В процессе складирования золошлаковых отходов летучая зола может приводить к травмированию глаз, развитию коньюктивитов. Зола, содержащая окисляя кремния, вызывает тяжелое легочное заболевание – силикоз.

Химические и биологические опасные и вредные производственные факторы на организм человека в рассматриваемом технологическом процессе не оказывают влияния.

К психофизиологическим опасным и вредным производственным факторам на данном предприятии можно отнести нервно-психические перегрузки, то есть перенапряжение слуховых анализаторов под воздействием шума [12].