Требуется рассчитать:
1. Максимальные приземные концентрации См для SО2, NО2 , CO и сажи.
2. Расстояние Хм по оси факела, на которой они достигаются.
3. Полученные значения (См + Сф) сравнить с величиной ПДКм.р. В случае превышения ПДКм.р необходимо рассчитать расстояние X, на котором (См + Сф) будет равно ПДК или количество аппаратов для очистки отходящих газов (циклонов) или необходимую высоту трубы котельной.
4. Составить чертеж санитарно-защитной зоны для данного предприятия.
Исходные данные для котельной:
Место расположения – Бузулук.
Высота трубы: H = 15 м.
Диаметр устья источника: D = 1,5 м.
Температура отходящих газов: Tг = 143 0С.
Объем отходящих газов: V1 = 5,2 м3/с.
Таблица Г.1 – Концентрации вредных веществ, измеренные в трубах, С, мг/м3 (в отходящих газах)
С(SO2) | С(NO2) | С(CO) | С(C) |
Таблица Г.2 – Фоновые концентрации вредных веществ, Сф, мг/м3
Cф(SO2) | Cф(NO2) | Cф(CO) | Cф(C) |
0,100 | 0,011 | 1,1 | 0,08 |
Таблица Г.3 – Среднегодовая повторяемость ветра в г. Бузулук, P, %
С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ |
Продолжение Приложения Г
|
|
Ход решения
Расчет массы выброса в атмосферу M по каждому из вредных веществ производится по формуле 6.4:
M(SO2) = C(SO2) · V1 · 10-3, г/с
M(SO2) = 602 · 5,2 · 10-3 = 3,130 г/с
M(NO2) = C(NO2) · V1 · 10-3, г/с
M(NO2) =57 · 5,2 · 10-3 = 0,296 г/с
M(CO) = C(CO) · V1 · 10-3, г/с
M(СO) =180 · 5,2 · 10-3 = 0,936 г/с
M(С) = C(C) · V1 · 10-3, г/с
M(С) =140 · 5,2 · 10-3 = 0,728 г/с
Расчет разности температур ΔT между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг (таблица В.1) и температурой окружающего воздуха (таблица В.3):
ΔT =Тг – Тв, 0С
ΔT = 143 – 25,6 = 117,4 oС
Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси W0 из устья источника выброса производится по формуле 6.5:
м/с
Расчет параметра f производится по формуле 6.6:
, м/с2·0C
м/с2·0C
Расчет безразмерного параметра m производится по формуле 6.7:
Продолжение Приложения Г
Расчет безразмерного параметра vм производится по формуле 6.9:
Расчет безразмерного параметра n производится по одной из трех формул 6.8 и в нашем примере, когда vм > 2, следовательно, n = 1.
Расчет максимальной приземной концентрации вредных веществ С производится по формуле 6.3:
, мг/м3
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в регионе и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе в данной местности (таблица В.3);
= 1 – для случая ровной или слабо пересеченной местности с перепадом, не превышающим 50 м/км.
Fсажа = 3, Fгаз = 1 – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.
|
|
мг/м3
мг/м3
мг/м3
мг/м3
Продолжение Приложения Г
Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из трубы котельной,
эффектом суммации действия обладают диоксид азота (вещество II класса опасности) и диоксид серы (вещество III класса опасности). Определяем приведенную к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относится к наибольшему (второму) классу опасности (формула 6.10):
, мг/м3
мг/м3
Проверяем условие
Расчет ПДВ
В нашем примере условие соблюдения ПДВ не выполняется для диоксида азота и сажи. Для оксида углерода предельно-допустимый выброс составит (есть соблюдение ПДК по СО):
ПДВ(СО) = М(СО) = 0,936 г/с ·31,7 = 29,5 т/год
где 31,7 – коэффициент для перевода из г/с в т/год или 3600 секунд 24 часа 365 дней: 106 = 31,7.
Мероприятия по достижению ПДКм.р. на границе санитарно-защитной зоны по саже, диоксиду серы и диоксиду азота могут быть технологическими, санитарно-техническими, архитектурно-планировочными.
В данном примере рассматривается организация санитарно-защитной зоны в зависимости от результатов рассеивания для диоксида азота и санитарно-технические мероприятия по снижению выбросов сажи. С целью уменьшения массы выбросов сажи подбираем по
Продолжение Приложения Г
каталогам пылеулавливающих аппаратов циклоны типа ЦН-24 с производительностью очистки 2,5 тыс.м3/час отходящих газов.
Количество циклонов составит:
Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равна согласно каталогу 80 % (или 0,8), тогда:
ПДВ(С) = М(С) – (М(С) Э)
ПДВ(С) = 0,728 – (0,728 0,8) = 0,146 г/с ·31,7 = 4,6 т/год
Расчет безопасного расстояния до жилой застройки для NО2 и SО2
Расчет расстояния по оси факела выброса от источника выброса Xм, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации См производится по формуле 6.11:
, м
Поскольку в нашем примере vм > 2м/с, величину вспомогательного параметра dопределяем по формуле 6.13:
м (для газов: SО2, NО2).
Для сажи F = 3, тогда по формуле 6.14:
, м
м (для сажи).
Продолжение Приложения Г
Величины приземных концентраций вредных веществ, С в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (метров) определяются по формуле 6.15:
В нашем случае:
Приравниваем и рассчитываем S1:
Если , то соотношение Х / Хм = 1,0, если , то по графику на рисунке 6.1 (или по формуле 6.16) находим соотношение Х / Хм = 1,2 (при S1 = 0,97), отсюда X = 1,2 · Хм.
Хм нам известно, тогда:
X = 1,2 · 190,8 = 228,9 м (для газов: SО2, NО2)
X = 1,2 · 95,4 = 114,5 м (для сажи)
При таком расстоянии фактический выброс диоксида азота и двуокиси серы является ПДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК. Следовательно:
= 0,296 г/с · 31,7 = 9,3 т/год
= 3,130 г/с ·31,7 = 98,7 т/ год
Построение границ санитарно-защитной зоны для NO2 и SО2,
Итак, для газов NO2 и SО2, безопасное расстояние Х = 228,9 м (без учета направления ветра), а для сажи Х = 114,5 м.Используя исходные данные о розе ветров и формулу 6.17, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:
Продолжение Приложения Г
, м
где Li – безопасное расстояние до жилой застройки по i-ому румбу;
Р – среднегодовая повторяемость ветров по рассматриваемому румбу (по данным таблицы В.3) по i-ому румбу, %;
Ро – повторяемость направлений ветров одного румба (при используемой в данном расчете восьми румбовой розе ветров Ро=12,5 % (100 %: 8 румбов)).
Границы санитарно-защитной зоны для газов по восьми румбам с учетом розы ветров:
LC = 228,9 · 7 / 12,5 = 128 м;
LСВ = 228,9 · 11 / 12,5 = 201 м;
LВ = 228,9 · 8 / 12,5 = 147 м;
L ЮВ =228,9 · 4 / 12,5 = 73 м;
LЮ = 228,9 · 18 / 12,5 = 330 м;
LЮЗ = 228,9 · 20 / 12,5 = 366 м;
L3 = 228,9 · 22 / 12,5 = 403 м;
LСЗ = 228,9 · 10 / 12,5 = 183 м.
Задаем масштаб в 1 мм: 10000 мм и строим окружность, где радиус равен Х (228,9 м), а центром является место расположения источника выброса.
|
|
Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние Li, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д. (рисунок Г.1).
В тех случаях, когда расстояние Li < Хм влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние 228,9 м равное Хм для гарантии безопасности.