Определение массы выбросов загрязняющих
ТЕМА №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ
ВЕЩЕСТВ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ В
АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ
(по действующей официальной методике)
В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным транспортом заложен нормируемый удельный выброс по автомобилям отдельных групп (грузовые, автобусы, легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для автобусов, по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населенных пунктов. При этом выброс вредных веществ корректируется в зависимости отряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчет массы вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух от АТС средств, проводится по формуле:
(1,1)
где Мi - масса i-го вредного вещества (оксида углерода - СО, углеводородов - СН, оксидов азота – NOx и др.);
j - количество групп автомобилей;
k - количество классов автомобилей в данной группе;
g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной группы;
mijkg - пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k -гo класса с g-ым типом двигателя
при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;
ПКijkg - произведение коэффициентов влияния «n» факторов на выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.
По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные коэффициента влияния, в результате чего расчетные формулы для i-ro загрязняющего вещества имеют Вид:
- для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа
, т (1,2)
где mikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми автомобилями k-ro класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см.табл.1.1);
Lkg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории населенного пункта или вне его, млн.км;
Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в формулу только при расчете движения по населенным пунктам);
Кtig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния легковых автомобилей.
Таблица 1,1
Пробеговых выбросы загрязняющих веществ
Пробеговые выбросы загрязняющих веществ
Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами, г/км
| Класс автобуса (L габаритная длинна, м) | Тип двигателя | Населенный пункт | Вне населенного пункта | ||||
| CO | CH | NOx | CO | CH | NOx | ||
| Особо малые (L менее 5) | Б | 13,5 | 2,9 | 1,6 | |||
| Малый (6,0<L<7,5) | Б | 3,4 | 6,1 | 2,3 | |||
| Средний | Б | 67,1 | 9,9 | 3,9 | 8,2 | ||
| Д | 4,5 | 1,4 | 9,1 | 3,3 | 1,2 | ||
| Большой (10,5<L<12) | Б | 7,7 | 10,4 | 4,6 | 9,5 | ||
| Д | 4,9 | 1,6 | 3,5 | 1,3 | |||
| Особо большой (L>12) | Д | 1,6 | 3,6 | 1,3 | 18,8 |
Значения коэффициентов влияния в формуле (1.4)
| Группа авто транспортных средств | Тип двигателя | Коэффициенты | Населенный пункт | Вне населенного пункта | ||||
| CO | CH | NOx | CO | CH | NOx | |||
| Легковые автомобили | Б | Kri | 0.87 | 0.92 | 0.95 | |||
| Kti | 1.75 | 1.48 | 1.75 | 1.48 | ||||
| Грузовые автомобили | Б | Kri | 0.89 | 0.85 | 0.79 | |||
| Kni | 0.68 | 0.87 | 0.67 | 0.68 | 0.87 | 0.67 | ||
| Kti | 1.83 | 1.83 | ||||||
| Д | Kri | 0.95 | 0.93 | 0.92 | ||||
| Kni | 0.68 | 0.76 | 0.82 | 0.68 | 0.76 | 0.82 | ||
| Kti | 1.6 | 2.1 | 1.6 | 2.1 | ||||
| Автобусы | Б м п | Kri | 0.89 | 0.85 | 0.79 | |||
| Kh1[1] | 0.9 | 0.96 | 0.89 | 0.7 | 0.88 | 0.67 | ||
| Kh2[2] | 0.7 | 0.88 | 0.67 | 0.7 | 0.88 | 0.67 | ||
| Kti | 1.83 | 1.83 | ||||||
| Д м п | Kri | 0.95 | 0.93 | 0.92 | ||||
| Kh11 | 0.89 | 0.92 | 0.93 | 0.68 | 0.76 | 0.81 | ||
| Kh22 | 0.68 | 0.76 | 0.81 | 0.68 | 0.76 | 0.81 | ||
| Kti | 1.6 | 2.1 | 1.6 | 2.1 |
Задача № 1
Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NOx, углеводородов – СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные данные следующие:
־ годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – Lx; грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых – Lz; автобусов дизельных – Lw; легковых автомобилей – Lr (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице 1.5);
־ пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%;
־ пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных средств и поправочные коэффициенты (коэффициенты влияния) задаются.
Задача № 2
Рассчитать снижение годового валового выброса вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NOx, углеводородов – СН) от автотранспорта вслучае строительства объездной дороги.
Исходные данные следующие:
־ годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – Lx; грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых – Lz; автобусов дизельных – Lw; легковых автомобилей – Lr (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице.);
־ пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%.
־ Снижение пробегов по территории города составит 85% прогнозируемых пробегов по объездной дороге.
Результаты расчета представить в таблицу (см.форму 1.2).
Таблица 1.6
Вредных веществ (в тоннах)
| Группы автотр. средств | Выброс СО | Выброс СH | Выброс NOx | CO+CH+NOx | ||||
| Город | Объезд | Город | Объезд | Город | Объезд | Город | Объезд | |
| Легковые Всего | ||||||||
| Грузовые с бензиновым | ||||||||
| Грузовые с дизельными | ||||||||
| Автобусы с бензиновыми прочие | ||||||||
| Автобусы с бензиновыми маршрутные | ||||||||
| Автобусы с дизельными маршрутные | ||||||||
| Всего выбросов | ||||||||
| Всего выбросов с объездом | ||||||||
| Всего выбросов по заданию 1 | ||||||||
| Снижение выброса в городе | ||||||||
| Изменение всего выброса |
ЗАДАЧА№3
Условие задачи
Установленные предприятию лимиты Выбросов и фактические выбросы за отчетный год приведены в таблице исходных данных (табл.1. 1).
Определить размеры платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при следующих значениях нормативов платы:
сернистый ангидрид
• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;
оксид углерода
• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;
оксид азота
• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 120 руб./т;
серная кислота
• при выбросах в пределах лимита 15 руб./т; .
• при выбросах сверх лимита 70 руб./т.
Решение задачи представить в виде таблицы (форма 1.1).
Таблица 1.1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объем выброса загрязняющих веществ, т
| № | Сернистый ангидрид | Оксид углерода | Оксид азота | Серная кислота | ||||
| вар | лимит | факт | лимит | факт | лимит | факт | лимит | факт |
Форма 1.1
ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА
| Исходные и расчетные показатели | Сернистый ангидрид | Оксид углерода | Оксид азота | Серная кислота |
| 1 . Расчет платы за выброс в пределах лимитов | ||||
| Норматив платы, руб./т | ||||
| Фактический выброс в пределах лимита, т | ||||
| Размер платы, руб. | ||||
| 2. Расчет платы за выбросы, превышающие лимит | ||||
| Норматив платы, руб./т | ||||
| Превышение лимита, т | ||||
| Размер платы, руб. | ||||
| 3. Размер платы за выброс каждого вещества, руб. | ||||
| 4. Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб. |
ЗАДАЧА №4
Условие задачи
На товарно-сырьевой бирже предлагается 5 сортов углей по одной цене-1,0 руб./ГДж. требуется определить (с учетом экологических свойств различных видов и сортов углей) наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом.
В предыдущем периоде предприятие использовало топливо (см. таблицу характеристик углей - табл.2.1), соответствующее номеру решаемого варианта. Соответственно лимиты выбросов в атмосферу на текущий период виданы были из расчета использования этого сорта топлива.
Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.2.2).
Характеристики различных видов топок приведены в справочной таблице (табл.2.3).
Котельная предприятия не оборудована золоуловителем и другими какими-либо устройствами, снижающими выбросы вредных веществ в атмосферу. Доля серы, связываемой золой, принимается для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмосковных - 0,2.
Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляют:
твердые частицы (пыль нетоксичная)
• при выбросах в пределах лимита 0,05 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 0.12 руб/т;
оксиды серы
• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;
оксид углерода
• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;
оксид азота
• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 120 руб./т.
Итогом решения является определение следующих данных:
Ø сорта наиболее выгодного для предприятия угля (N по табл. характеристик углей);
Ø уменьшения расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант;
Ø сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (N по табл. характеристик углей);
Ø раэница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам.
Решение задачи представить в форме таблицы (см. форму 2.1).
При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов загрязняющих веществ допускается округлять до 0,01т.
Таблица 2.1
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВ
| № п/n | Угольный бассейн, объединение, шахта | Зольность Аг.% | Содержание серы Sк , % | Объем продуктов сгорания при а=1 V0 | Низшая теплота сгорания Q1, МДж/кг |
| Подмосковный, Тулуголь, ш. Щекинская | 37,6 | 3,7 | 2.71 | 10.38 | |
| Подмосковный, Новомо- сковскуголь, ш.Северная | 28,5 | 5,0 | 3,21 | 11,24 | |
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Моховский | 11,1 | 0,4 | 6,62 | 23,56 | |
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Колмогорский | 12,0 | 0,5 | 7,12 | 25,53 | |
| Канско-Ачинский, разрез Ирша-Борогдинский | 6,7 | 0,2 | 4,53 | 15,54 | |
| Подмосковный ш.Россошинская | 35,7 | 2,5 | 2,82 | 10,30 | |
| Подмосковный, Тулуголь, ш. Западная | 37,0 | 3,5 | 2,93 | 10,47 | |
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Байдаевский | 9,2 | 0,4 | 7,39 | 26,67 |
Продолжение табл. 2.1
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский | 13,5 | 0,3 | 6,81 | 24,36 | |
| Канско- Ачинский, разрез Назаровский | 7,3 | 0,4 | 3,92 | 13,06 | |
| Подмосковный, Тулуголь, ш. Московская | 36,4 | 3,6 | 2.68 | 10,09 | |
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Горняк | 28,8 | 4,1 | 3,22 | 11,48 | |
| Кузнецкий (откр. добыча), разрез Новосергиевский | 13,8 | 0,5 | 7,11 | 25,83 | |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Прокопьевский | 9,0 | 0,4 | 7,38 | 26,71 | |
| Канско- Ачинский, Бере-эовское месторождение . | 4,7 | 0,2 | 4,62 | 15,70 | |
| Подмосковный, Скопин-ское, ш. N 53 | 36,1 | 7.7 | 2,83 | 10,34 | |
| Подмосковный, Новомосковску голь, ш.Дубовская | 35,9 | 5,3 | 3,11 | 10,97 | |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский | 7,4 | 0,4 | 7,58 | 27,63 | |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский | 17,1 | 0,4 | 6,59 | 23,68 | |
| Канско-Ачинский, Баран-датское месторождение | 4,4 | 0,2 | 4,38 | 14,86 | |
| Подмосковный, Скопин-ское, ш. N 57 | 36.5 | 6,8 | 3,15 | 10,80 | |
| Подмосковный, Новомс-сковскугаль, ш.Зубовская | 41,6 | 3,7 | 2,57 | 9,29 | |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский | 14,6 | 0,5 | 7,07 | 24,40 | |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский | 15,6 | 0,3 | 7.21 | 25,87 | |
| 2Ь | ПечерскиЙ, Интауголь | 31,0 | 3,2 | 5,62 | 17,54 |
| Подмосковный, Скопин-ское, ш. N 3 | 35,5 | 7,8 | 3,07 | 10,59 | |
| 2/ | Подмосковный, Новомо-сковскуголь, ш.Соколовская | 30,8 | 5,7 | 3,25 | 11,35 |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Сибиргинский | 15,6 | 0,3 | 7,17 | 25,87 | |
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Листвянсхий | 18,4 | 0,5 | 6,68 | 24,44 | |
| Печерский, Воркутауголь | 12,0 | 0,6 | 7,64 | 27,47 |
Исходные данные
| Номер варианта | Расчётная потребность котельной в топливе, ГДж/год | Тип топки (по таблице характеристик топок) | Возможные марки углей (по табл. Характеристик) |
| 1-5 | |||
| 1-5 | |||
| 1-5 | |||
| 1-5 | |||
| 1-5 | |||
| 6-10 | |||
| 6-10 | |||
| 6-10 | |||
| 6-10 | |||
| 6-10 | |||
| 11-15 | |||
| 11-15 | |||
| 11-15 | |||
| 11-15 | |||
| 11-15 | |||
| 16-20 | |||
| 16-20 | |||
| 16-20 | |||
| 16-20 | |||
| 16-20 | |||
| 21-25 | |||
| 21-25 | |||
| 21-25 | |||
| 21-25 | |||
| 21-25 | |||
| 26-30 | |||
| 26-30 | |||
| 26-30 | |||
| 26-30 | |||
| 26-30 |
Таблица 2.3
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПОК
| Номер топки | Тип топки | Коэффициент избытка воздуха а | Доля твердых частиц в уносе X | Кол-во СО на ед.теплоты Ксо, кг/ГДж | Потери теплоты от неполноты сгорания q4 , % |
| С неподвижной решет- кой и пневмомеханиче- ским забросом | 1,5 | 0,0026 | 0,7 | 8,7 | |
| С неподвижной решет- кой и ручным забросом | 1,4 | 0,0023 | 1,9 | 5,0 | |
| С цепной решеткой и забрасывателями | 1,6 | 0,0035 | 0,7 | 10,4 | |
| Шахтно-цепная | 1,3 | 0,0019 | 2,0 | 3,5 | |
| Камерная с твердым шлакоудалением | 1,2 | 0,0013 | 7,0 | 3,0 | |
| Слоевая | 1,4 | 0,0011 | 16,0 | 3,2 |
Форма 2.1
Форма представления результатов расчета:
| Рассматриваемые сорта углей | |||||
| Затраты на топливо, руб. | |||||
| Годовая потребность в натуральном исчислении В, т | |||||
| Выброс вредных веществ, т/год ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо | |||||
| Выброс вредных веществ пределах лимитов, т/год ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо | |||||
| Выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо | |||||
| Плата за выброс вредных веществ в пределах лимитов, руб. ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо | |||||
| Плата за выброс вредных веществ сверх лимитов, руб. ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо | |||||
| Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб. | |||||
| Полные расходы предприятия, руб | |||||
| Сорт наиболее выгодного для предприятия угля (№ по табл.хар-к) | |||||
| Уменьшение расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант, руб. | |||||
| Сорт наиболее невыгодного (дорогого) вариант (№ по табл. характеристик углей) | |||||
| Разница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам, руб. |
Литература по теме № 1.Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортных средствами в атмосферный воздух. – М., НИИАТ, 1993.
Приложение.
Задание содержит ряд расчётных работ, описанных в приведённых нижнее методических указаниях.
Задание носит индивидуальный характер и его содержание определяется вариантом.
Номер варианта задания студенту соответствует последним 2м цифрам номера зачётной книжки.
Содержание задания.
1. определение массы выбросов, загрязняющих веществ автотранспортными средствами. /1/, зад. 1 и 2, варианта 1…30.
2. платежи за выбросы в атмосферный воздух /2/, зад. 1 вар. 1…30.
3. расчёт количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива/2/ зад. 2 вар. 1…30.
В методических указаниях:
§ сформулированы расчётные условия
§ приведены исходные данные и расчётные зависимости
§ предоставлены формы отчётов
§ определены перечни вопросов
выполненное задание снабжается титульным листом и брошюруется.
Литература
1. Ставров О.А., Ю.В. Трофименко. Методические указания по расчётно-практическим заданиям по курсу «основы промышленно-транспортной экологии», М./МАДИ(ТУ), 1977г.
2. Ставров О. А. Методические указания к расчётно-практическим работам по курсу «экология», М/ МАДИ(ТУ) 1998г.
Примечание.
Допускается текущая проверка на любой стадии готовности для своевременного устранения ошибок.
Кафедра
«Техносферная безопасность» ауд. 285
Тел.каф. 155-07-45 Ю.П. Бакатин
Тел. 8-903-712-99-80
[1] - Используется при расчете маршрутных автобусов, « м »
[2] - Используется при расчете прочих автобусов, « п »
ТЕМА №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ