Некоммерческое акционерное общество
"Алматинский Университет энергетики и связи"
Кафедра охраны труда и окружающей среды
Расчетно-графическая работа №1
"Расчёт рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны
Алматы 2013
Содержание
Задание на расчетно-графическую работу
Выводы
Список используемой литературы
Задание на расчетно-графическую работу
Рассчитать приземную концентрацию вредных примесей в атмосфере при их рассеивании через дымовую трубу тепловой электрической станции.
Определить зону загрязнения территории вокруг станции. Исходные данные приведены в таблицах 1.1 и 1.2
Таблица 1.1-Исходные данные
Высота, Н, м120Диаметр устья, Д, м6Скорость выхода газов, W0, м/с25ТГ, ОС165ТВ, ОС23Выброс золы, МЗ, г/с1250Выброс двуокиси серы, МSO2, г/с2300Выброс оксидов азота, МNOx, г/с115Степень очистки, %80Район располеженияЖезказган
Таблица 1.2 - Значение Р,%
ССВВЮВЮЮЗЗСЗ2318113581517
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:
Коэффициент m при f<100 определяется по формуле:
(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:
XXmX/XmCmз Sз C502786,40,0179440,3060,0018860,0005771000,0358890,0073630,0022532000,0717770,280330,0085784000,1435540,1012540,03098410000,3588860,4527690,13854730001,0766580,9820150,30049740001,4355440,8912360,272718
Таблица-2. Расчет концентраций SO2:
XXmX/XmCmSO2SSO2C501741,50,0287111,40,0047540,0066621000,0574220,0182830,0256222000,1148440,0674750,0945544000,2296870,2277530,31912610000,5742180,7894671,10577230001,7226530,815661,14159640002,2968710,6705750,93841
Таблица-3. Расчет концентраций NO2:
XXmX/XmCmNO2SNO2C501741,50,0287110.070,0047540,0003331011000,0574220,0182830,0012811052000,1148440,0674750,004734000,2296870,2277530,0159610000,5742180,7894670,0552930001,7226530,815660,0570840002,2968710,6705750,04692
Таблица-4. Данные расчета
РастояниеКонцетрация двуокиси серыКонцетрация оксидов азотаКонцетрация золы500,0066620,0003330,0005771000,0256220,001280,0022532000,0945540,004730,0085784000,3191260,015960,03098410001,1057720,055290,13854730001,1415960,057080,30049740000,938410,046920,272718
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.