Расчет приземных концентраций вредных веществ при выбросе из одиночного нагретого источника.
Основным документом, регламентирующим расчеты рассеивания выбросов предприятий и определения приземных концентраций вредных веществ, является “Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86”. В основу методики расчета положено следующее основное условие: рассчитывают максимальную концентрацию по каждому веществу в расчетной точке, которая соответствует наиболее неблагоприятным метеорологическим условиям (скорость ветра имеет опасное значение и наблюдается интенсивный вертикальный турбулентный обмен). Нижеприведенная методика расчета приземных концентраций отвечает случаю выбросов из однотипного нагретого источника без учета влияния застройки на рассеивание вредных веществ в атмосфере.
Задачи:
1. Определить величину предельно допустимого выброса (ПДВ) несгоревших мелких частиц топлива (сажи), выбрасываемых из трубы котельной;
2. Рассчитать максимально допустимую концентрацию сажи около устья трубы.
Исходные данные для расчета
| № варианта → | 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. |
| Выбрасываемые вещества | NO2 | пыль | сажа | H2S | CO | NO2 | пыль | сажа | H2S | CO | NO2 | пыль | сажа | H2S |
| Фоновая концентрация сажи в приземном воздухе Сф, мг/м3 | 0.01 | 0.008 | 0.006 | 0.004 | 0.01 | 0.008 | 0.006 | 0.005 | 0.01 | 0.007 | 0.004 | 0.003 | 0.02 | 0.002 |
| Масса сажи, выбрасываемой в атмосферу, М, г/с | 2.5 | 1.8 | 1.2 | 2.6 | 1.4 | 0.9 | 1.3 | 2.7 | 1.1 | 1.5 | 0.8 | 2.3 | 1.6 | 1.3 |
| Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, Q, м3/с | 5.2 | 5.4 | 5.6 | 5.8 | 5.1 | 5.3 | 5.5 | 5.7 | 5.2 | 5.4 | 6.0 | 5.9 | 5.7 | 5.0 |
| Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха DТ, оС | ||||||||||||||
| Высота трубы Н, м | ||||||||||||||
| Диаметр устья трубы D, м | 0.9 | 1.0 | 0.8 | 1.1 | 0.9 | 1.0 | 0.8 | 1.1 | 0.9 | 1.0 | 0.8 | 1.1 | 0.9 | 1.0 |
Указания к решению:
1. Предельно допустимый выброс ПДВ, г/с, нагретого вредного вещества из трубы в атмосферу, при котором содержание его в приземном слое не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК), определяется по формуле:
, (1),
где
ПДК - максимально разовая предельно допустимая концентрация, мг/м3 (приложение 1),
F - коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для крупнодисперсной пыли
F = 2,5),
А, η, параметры, определяемые следующим образом:
А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе (приложение 2);
η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной местности η = 1, в случае горной местности η = 3).
2. Для определения ПДВ необходимо:
1) рассчитать среднюю скорость w0, м/с, выхода сажи из устья источника выброса:
; (м/с). (2)
2) значения коэффициентов m и n определить в зависимости от параметров f и vм, м/с:
; (3)
(4)
3) Коэффициент m определить в зависимости от f по формуле:
; (5)
4) Коэффициент n определить в зависимости от величины vм:
При vм ≥ 2 n = 1
при 0,5 £ vм < 2 n = 0,532 vм 2 - 2,13 vм + 3,13,
при vм <0,5 n = 4,4 vм
3. Для возможности сравнения с фактической (измеряемой приборами) рассчитать величину максимально допустимой концентрации сажи в выбросах около устья трубы, г/м3:
, (6)