Рассмотрим котельную с одиночным источником выбросов. Котельная, работающая на мазуте, производит вредные выбросы, представленные оксидом углерода (СО).
Котельная имеет одну дымовую трубу диаметром устья D =1,4 м и высотой Н= 40 м. Скорость выхода газовоздушной смеси w составляет 7 м/с, ее температура Тг=125°С. Степень очистки пылегазоочистного оборудования Э=80%.
Котельная расположена в Московской области, местность ровная с перепадом высот менее 25м. Средняя температура самого жаркого месяца года Тв равна +25°С.
Фоновые концентрации Cф загрязняющих веществ и климатические характеристики района предоставлены ГУ «Московский ЦГМС-Р». Фоновая концентрация СО = 2 мг/мг3. ПДКМР оксида углерода приведены в табл.1. ПДКмр = 5,0 мг/м3.
В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при восьмиугольной розе ветров) составляет: C-17%, СВ-17%, В-16%, ЮВ-12%, Ю-10%, ЮЗ-7%, З-9%, СЗ-12%.
Решение
1. Определение величины ПДВ для оксида углерода (СО)
Разница температур:
DТ = Тг-Тв =125-25 = 100°С;
расход газовоздушной смеси:
;
Коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:
при
А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, А =140 (для Московской области);
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F =1 так как СО - легкий газ, у которого скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0;
h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, h=1 так как местность ровная, с перепадом высот менее 50м.
Предельно-допустимый выброс равен:
2. Определение максимальной концентрации СО.
Замеренное количество выбрасываемого вещества составило 60% от величины ПДВ
М = 0,6 ×ПДВ = 0,6×348,3 = 209,0 г/с
Максимальная концентрация оксида углерода равна:
Проверим, соблюдается ли требование по охране воздуха:
Сmax + Сф £ ПДК
1,80 + 2,0 = 3,8 мг/м3 < ПДК (5,0 мг/м3)
Расстояние от источника загрязнения, где наблюдается максимальная концентрация оксида углерода:
При аэродинамический коэффициент равен
3. Построение кривой распределение концентрации СО в приземном слое атмосферы.
Для упрощения расчетов величина l принимается равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от l max т.е.
l 1= 1/3× l max = 1/3×467 = 156 м l 2= 2/3× l max = 2/3×467 = 311 м | l 3= 1,33× l max = 1,33×467 = 621 м l 4= 1,66× l max = 1,66×467 = 775 м |
концентрация СО равна:
С1 = S1 × Сmax = 0,41×1,8 =0,74 мг/м3
С2 = S2 × Сmax = 0,89×1,8 =1,6 мг/м3
концентрация СО равна
С3 = S3 × Сmax = 0,96×1,8 =1,73 мг/м3
С4 = S4× Сmax =0,83×1,8=1,49мг/м3
По полученным данным строим кривую распределения концентрации СО по оси факела (рис. 1).
Рис.1 Кривая распределения концентраций СО
в приземном слое атмосферы
Пространство под факелом по мере удаления от источника выброса можно условно разделить на три зоны:
– зону переброса факела, характеризующуюся сравнительно невысоким содержанием вредных веществ;
– зону задымления с максимальным содержанием вредных веществ, которая распространяется на расстоянии 10…49 высот трубы;
– зону постепенного снижения концентрации вредных веществ.
4. Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 котельная относится к V классу предприятий с нормативным размером СЗЗ 50 метров от центра дымовой трубы.
В том случае, когда расчет показывает что Сmax + Сф ³ ПДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до дальней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равна 0,8Сmax.
В данном случае Сmax + Сф < ПДК. Размер СЗЗ по различным румбам составляет:
Если расчетная величина l оказалась менее 50м, то принимается l равная минимальному значению СЗЗ, т.е. 50 м. По полученным данным строим СЗЗ (рис.2) Рис.2 Размер СЗЗ с учетом розы ветров района расположения котельной
Таблица 4
Исходные данные для задания 1
Перечень данных | Последняя цифра учебного шифра | |||||||||
Высота трубы Н, м | ||||||||||
Диаметр устья трубы D, м | 1,5 | 1,5 | 1,4 | 1,4 | 1,3 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,1 | 1,1 |
средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса w, м/с | ||||||||||
Температура газовоздушной смеси Тг, °С |
Перечень данных | Предпоследняя цифра учебного шифра | |||||||||
Температура Окружающего воздуха Тв, °С | ||||||||||
Загрязняющее вещество* | сажа | оксид углерода (СО) | Оксид азота (NO2) | диоксид серы (SO2) | Пятиокись Ванадия (V2O5) | сажа | оксид углерода (СО) | оксид азота (NO2) | диоксид серы (SO2) | пятиокись ванадия (V2O5) |
Фоновые концентрации Сф, мг/м3 | 0,01 | 2,0 | 0,03 | 0,02 | 0,0005 | 0,01 | 2,0 | 0,03 | 0,02 | 0,0005 |
* Значение ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл.1
Продолжение таблицы 4
Исходные данные
Перечень данных | Последняя цифра учебного шифра | |||||||||
Эффективность очистки Э, % | ||||||||||
Повторяемость ветров, % | С-17 | С-10 | С-9 | С-12 | С-12 | С-5 | С-12 | С-15 | С-8 | С-16 |
СВ-17 | СВ-15 | СВ-10 | СВ-10 | СВ-12 | СВ-10 | СВ-12 | СВ-16 | СВ-10 | СВ-12 | |
В-16 | В-17 | В-11 | В-12 | В-12 | В-8 | В-12 | В-15 | В-12 | В-10 | |
ЮВ-12 | ЮВ-17 | ЮВ-14 | ЮВ-12 | ЮВ-12 | ЮВ-10 | ЮВ-12 | ЮВ-12 | ЮВ-15 | ЮВ-9 | |
Ю-10 | Ю-14 | Ю-16 | Ю-11 | Ю-12 | Ю-16 | Ю-10 | Ю-10 | Ю-16 | Ю-7 | |
ЮЗ-7 | ЮЗ-12 | ЮЗ-16 | ЮЗ-14 | ЮЗ-12 | ЮЗ-17 | ЮЗ-12 | ЮЗ-8 | ЮЗ-15 | ЮЗ-11 | |
З-9 | З-7 | З-15 | З-15 | З-16 | З-17 | З-16 | З-11 | З-13 | З-18 | |
СЗ-12 | СЗ-8 | СЗ-9 | СЗ-14 | СЗ-12 | СЗ-17 | СЗ-14 | СЗ-13 | СЗ-11 | СЗ-17 |