Некоммерческое акционерное общество 

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра охраны труда и  окружающей среды

 

 

 

 

 

ЭКОЛОГИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ 

методические указания и задания к расчетно-графической работе

для студентов всех специальностей

 

 

Алматы 2010

СОСТАВИТЕЛИ: Т.С. Санатова,  С.Е. Мананбаева. Экология и устойчивое развитие. Методические указания и задания к расчетно-графической работе для студентов всех специальностей - Алматы: АУЭС, 2010 -  26 с.

 

Методические указания содержат материал для подготовки и решения  задания к расчетно-графической работе. В них дана методика решения задания, варианты заданий к расчетно-графической работе, перечень рекомендуемой литературы. Методические указания рекомендуется для студентов всех специальностей.

Содержание

Общие методические указания                                                               4

1Вариант. Расчет рассеивания вредных примесей

в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны                                   4

1.1Методические указания к расчету                                                      4

1.2  Содержание расчетно-графической работы                                             6

1.3  Задание на расчетно-графическую работу                                                7

2 Вариант. Определение минимальной высоты

   источника выброса                                                                              10

2.1 Методические указания к расчету                                                     10

2.2  Содержание расчетно-графической работы                                             12

2.3 Задание на расчетно-графическую работу                                        12

3 Вариант.  Расчет категории опасности производства                         16

3.1  Методические указания к расчету                                                    16

3.2 Содержание расчетно-графической работы                                              22

3.3 Задание на расчетно-графическую работу                                        23

4 Список литературы                                                                              26

 

         1 Вариант. Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны

 

1.1.         Методические указания к расчету

         Процесс рассеивания примеси в атмосфере зависит от многих факторов,

к которым относятся: состояние самой атмосферы, высота источника, масса выброса, рельеф местности и т.д.

        Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м³) определяется по формуле:

                                                    См =                                           (1.1)

где A – коэффициент температурной стратификации; для Казахстана               А=200;

M – масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с;

F  - коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;

F = 1 для газообразных веществ; при среднем эксплуатационном

коэффициенте очистки выбросов не менее 90% – 2; от 75-90% - 25;

менее 75% и при отсутствии очистки – 3;

η – коэффициент рельефа местности; η = 1 для ровной поверхности;

H – высота источника, м;

V₁- расход газовоздушной смеси, м³/с;

∆Т- Т_гв – Т_ос,  ⁰С.

     Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, υ_м, υ_м^'  и f_е:

                                                    f = 1000;                                                 (1.2)

 

                                                  υ_м = 0,65;                                              (1.3)

 

                                                    υ_м^' = 1,3;                                                    (1.4)

 

                                                    f_е = 800 (υ_м^')³.                                                   (1.5)

 

        Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам:

 

                                         m = ,    при f<100                     (1.6)

 

                                         m=        при f≥100.                                              (1.7)

 

       Для f_е < f < 100 значение коэффициента m вычисляется при f = f_е.

         Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от υ_м по формулам:

                                                    n =1 при υ_м ≥ 2;                                                (1.8)

                          n =0,532 υ_м² – 2,13 υ_м + 3,13  при 0,5 ≤ υ_м ≤ 2                         (1.9)

 

                         n = 4,4 υ_м,       при     υ_м  ≤ 0,5                                                   (1.10)

 

        Расстояние Х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле:

 

                                                         х_м = ,                                                   (1.11)

где безразмерный коэффициент d  при  f < 100 находится по формулам:

 

                                   d = 2,48 (1+0,28 )  при υ_м  ≤ 0,5;                           (1.12)

                                 d = 4,95 υ_м(1+0,28 )   при 0,5  < υ_м  ≤ 2;                  (1.13)

 

                                  d = 7υ_м(1+0,28 )  при υ_м>2.                                (1.14)

При f >100 или ∆Т≈0 значение d находится по формулам:

 

                                          d = 5.7  при υ_м^'  ≤ 0,5 ;                                              (1.15)

 

                                          d = 11,4 υ_м^' при  0,5 < υ_м  ≤ 2;                                  (1.16)

 

                                          d = 16    при υ_м^' >2.                                            (1.17)

 

         Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ с_м, в случае f < 100 определяется по формулам:

 

                                            u_м  = 0,5   при u_м ≤ 0,5 ;                                          (1.18)

 

                                            u_м  = υ_м  при  0,5 < υ_м  ≤ 2;                                     (1.19)

 

                                            u_м  = υ_м(1+0,12)  при υ_м >2.                              (1.20)

         При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

                                                  с = s₁ c_м                                                              (1.21)

где s₁ – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/х_м и коэффициента F по формулам:

                    s₁ = 3(х/х_м)⁴ – 8(х/х_м)³ + 6(х/х_м)²  при х/х_м  ≤ 1;                            (1.21а)

 

                    s₁ =   при 1 < х/х_м  ≤ 8;                                        (1.21б)

 

 

             s₁ =    при  F ≤ 1,5  и х/х_м  >8;                 (1.22)

 

 

             s₁ =    при F > 1,5  и х/х_м  >8;                  (1.23)

 

         Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий производится по формуле:

 

                                                                                                               (1.24)

 

где L(м) – расчетный размер С33;

L₀ (м) – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации от других источников) превышает ПДК;

Р (%) – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба;

Р₀ (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьми румбовой розе ветров Р₀= =12,5 %. Значения  и L₀ отсчитываются от границы источников.

 

         1.2  Содержание расчетно-графической работы

1.   Выбрать номер варианта по заданию преподавателя.

2.  Определить максимальные концентрации примесей в атмосфере с  

учетом веществ, обладающих эффектом суммации.

         3. Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация.

         4.  Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить L_0.

         5.  Определить санитарно-защитную зону станции.

         6.   Построить «Розу ветров» и санитарно-защитную зону станции.

         7.   Сделать выводы и предложения по работе.    

         1.3  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.

 

Т а б л и ц а 1.1- Исходные данные

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Высота, Н, м	40	60	100	100	100	150	35	70	80	100
Диаметр устья, Д, м	4,5	4,5	4,5	6	6	6	4,5	4,5	4,5	6
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	15	15	15	25	25	15	15	25	25
Тг, 0С	180	160	150	180	175	165	160	180	200	190
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	260	190	310	1000	1100	1250	350	340	400	800
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	520	600	650	2000	2500	2300	700	650	680	1400
Выброс окси- дов азота, МNOX, г/с	25	30	32	90	110	115	42	32	38	75
Степень очистки воздуха,     %	0	90	95	96	84	80	90	72	84	0
Район расположен.	Ал-ма-ты	Т-К	Карг.	Астана	Актб.	Джез.	Шым.	Усть-Кам	Петроп	Атырау

    

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Высота, Н, м	100	125	100	120	100	120	125	125	100	60
Диаметр устья, Д, м	6	6	4,5	4,5	4,5	6	6	6	6	1,0
Скорость выхода  газов W0  м/с	25	25	15	15	15	15	25	25	25	10
Тг, 0С	165	175	185	150	160	165	167	181	185	160
Выброс золы, Мз, г/с	1000	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	250
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2000	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	450
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	100	112	59	37	44	65	105	117	30	45

 

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	100	112	59	37	44	65	105	117	30	45
Степень очистки воздуха,  %	96	94	91	90	94	0	98	98	0	80
Район расположен.	Актау	Тараз	Алматы	Т-К	Карг.	Астана	Актюб.	Джез.	Шымк.	Актюб.

 

 

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Высота, Н, м	50	80	80	80	125	30	60	70	90	90
Диаметр устья, Д, м	4,5	4,5	6	6	6	4,5	4,5	4,5	6	6
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	15	15	25	25	15	15	25	25	25
Тг, 0С	160	150	180	175	165	160	180	200	190	165
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	190	310	1000	1100	1250	350	340	400	800	1000
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	600	650	2000	2500	2300	700	650	680	1400	2000
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	30	32	90	110	115	42	32	38	75	100
Степень очистки воздуха,  %	90	95	96	84	80	90	72	84	0	96
Район расположен.	Т-К	Караганд	Астана	Актюб	Джез.	Шымк.	Усть-Кам	Петропавл	Атырау	Актау

 

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Высота, Н, м	100	90	100	90	100	130	130	100	35	50
Диаметр устья, Д, м	6	4,5	4,5	4,5	6	6	6	6	4,0	4,0
Скорость выхода  газов  W0  м/с	25	15	15	15	15	25	25	25	10	10
Тг, 0С	175	185	150	160	165	167	181	185	180	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23

 

 

 

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Выброс золы, Мз, г/с	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	260	190
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	520	600
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	112	59	37	44	65	105	117	30	25	30
Степень очистки воздуха,  %	94	91	90	94	0	98	98	0	0	90
Район расположен.	Тараз	Ал-ма-ты	Т-К	Карг.	Астана	Актюбинск	Джезк.	Шымк.	Алматы	Т-К

 

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50
Высота, Н, м	80	80	80	125	40	30	60	70	90	90
Диаметр устья, Д, м	4,0	5,0	5,5	5,0	3	4,0	4,0	4,0	5,5	5,5
Скорость выхода  газов W0  м/с	10	10	15	15	12	15	10	15	15	15
Тг, 0С	150	180	175	165	170	160	180	200	190	165
Тв, 0С	23	23	23	23	20	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	310	1000	1100	1250	370	350	340	400	800	1000
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	650	2000	2500	2300	650	700	650	680	1400	2000
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	32	90	110	115	50	42	32	38	75	100
Степень очистки воздуха,  %	95	96	84	80	0	90	72	84	0	96
Район расположен.	Карган.	Астана	Актюб	Джез.	Тараз	Шымк	Усть-Кам	Петропавл	Атырау	Актау

 

Продолжение таблицы 1.1

Варианты	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
Высота, Н, м	100	90	100	90	100	130	130	100	40	60
Диаметр устья, Д, м	5,5	4,0	4,0	4,0	5,0	5,0	5,0	5,0	1,5	2
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	10	10	10	10	15	15	15	12	15
Тг, 0С	175	185	150	160	165	167	181	185	150	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	21	18
Выброс золы, Мз, г/с	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	100	250
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	200	450
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	112	59	37	44	65	105	117	30	30	60
Степень очистки воздуха,  %	94	91	90	94	0	98	98	0	0	75
Район расположен.	Тараз	Ал-ма-ты	Т-К	Карг.	Астана	Актюб	Джез.	Шым.	Атырау	Актау

Т а б л и ц а 1.2-  Значение  Р, %

Направление/ город	С	СВ	В	Ю В	Ю	Ю З	3	С З
Алматы	9	12	7	23	16	20	7	6
Талды-Корган	17	10	6	8	4	9	16	30
Караганда	12	18	10	9	10	15	14	12
Астана	12	19	10	10	8	11	14	16
Актюбинск	12	16	10	8	7	8	14	25
Джезказган	23	18	11	3	5	8	15	17
Шымкент	9	22	25	12	3	6	8	15
Усть-Каменогорск	2	1	3	48	10	7	5	24
Петропавловск	17	16	11	8	6	13	12	17
Атырау	8	11	19	23	7	8	13	11
Актау	24	17	9	7	6	9	10	18
Тараз	24	14	7	24	6	6	6	13

 

         2 Вариант. Определение минимальной высоты источника выброса

 

         2.1 Методические указания к расчету

         Минимальная высота одиночного источника выброса (трубы) H (м), если установлены значения M (г/с), ω₀ (м/с), V₁ (м³/с), D (м), в случае ΔΤ≈ 0 определяется по формуле:

                                      Η =                                                     (2.1)

 

        Если вычисленному по формуле (2.1) значению H соответствует значение ν^'_м ≥ 2, рассчитанное по формуле (1.5), то указанное значение Н является окончательным.

       Если ν^'_м < 2, то необходимо при найденном значении Н = Н₁, определить величину n = n₁ по формулам (1.8) и последовательными приближениями найти Н = Н₂ по Н₁ и n₁ ….., Н = Н_{i + 1} по Н_i и n_i с помощью формулы

                                      Н_{i + 1} = Н_i ()^3/4                                                          (2.2)

где n₁ и n_{i –1} – значения безразмерного коэффициента n, определенного соответственно по значениям Н₁ и Н_{i – 1}.

         Уточнение значения Н необходимо производить до тех пор, пока два последовательно найденных значения Н₁ и Н_{i + 1} практически не будут отличаться друг от друга (с точностью до 1 м).

         При ΔΤ > 0 значение Н сначала рассчитывается также. Если при этом найденное значение

                                      H ≤ ω₀                                                                  (2.3)

то оно является окончательным.

         Если найденное значение H > ω₀, то предварительное значение минимальной высоты выбросов (трубы) определяется по формуле

 

                                      H =                                              (2.4)

         По найденному таким образом значению Н = Н₁ определяются на основании формул главы 1 значения f‚ υ_м,  υ^'_м, f_с и устанавливаются в первом приближении коэффициенты  m=m₁  и  n=n ₁. Если m₁ n ₁ ≠ 1, . по m₁ и n ₁ определяется второе приближение Н = Н₂, по формуле

 

                                      Н₂ = Н₁                                                        (2.5)

В общем случае (i + 1)-е приближение Н_{i + 1}  определяется по формуле

 

                                      Н_{i + 1} = Н                                                      (2.6)

где m₁ , n ₁  - соответствуют Н_i,  а m _{i –1}, n _{i –1} - Н_{i – 1}. Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н, которые определены для каждого вещества в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием.

 

         2.2  Содержание расчетно-графической работы

         1  Выбрать номер варианта по заданию преподавателя.

         2  Произвести расчет min высоты трубы ТЭС.

         3 Определить максимальную концентрацию примесей в атмосфере с 

   учетом веществ однонаправленного действия.

  4. Сделать выводы и предложения.

 

2.3 Задание на расчетно-графическую работу

         Определить минимальную высоту дымовой трубы тепловой электрической станции при сжигании твердого топлива. Принять фоновые концентрации:

                                 SO₂ – С_ф = 0,35 мг/м³;

                                 NO_х – С_ф = 0,001 мг/м³;

                                 Зола – С_ф = 0,15 мг/м₃.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.1.

 

Т а б л и ц а 2.1- Исходные данные

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Диаметр устья, Д, м	4,5	4,5	4,5	6	6	6	4,5	4,5	4,5	6
Продолжение таблицы 2.1
Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	15	15	15	25	25	15	15	25	25
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	15	15	15	25	25	15	15	25	25
Тг, 0С	180	160	150	180	175	165	160	180	200	190
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	260	190	310	1000	1100	1250	350	340	400	800
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	520	600	650	2000	2500	2300	700	650	680	1400
Выброс окси- дов азота, МNOX, г/с	25	30	32	90	110	115	42	32	38	75
Степень очистки воздуха,     %	0	90	95	96	84	80	90	72	84	0

    

Продолжение таблицы 2.1

Варианты	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Диаметр устья, Д, м	6	6	4,5	4,5	4,5	6	6	6	6	1,0
Скорость выхода  газов W0  м/с	25	25	15	15	15	15	25	25	25	10
Тг, 0С	165	175	185	150	160	165	167	181	185	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	20
Выброс золы, Мз, г/с	1000	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	250
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2000	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	450
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	100	112	59	37	44	65	105	117	30	45
Степень очистки воздуха,  %	96	94	91	90	94	0	98	98	0	80

 

 

 

Продолжение таблицы 2.1

Варианты	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Диаметр устья, Д, м	4,5	4,5	6	6	6	4,5	4,5	4,5	6	6
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	15	15	25	25	15	15	25	25	25
Тг, 0С	160	150	180	175	165	160	180	200	190	165
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	190	310	1000	1100	1250	350	340	400	800	1000
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	600	650	2000	2500	2300	700	650	680	1400	2000
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	30	32	90	110	115	42	32	38	75	100
Степень очистки воздуха,  %	90	95	96	84	80	90	72	84	0	96

 

Продолжение таблицы 2.1

Варианты	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Диаметр устья, Д, м	6	4,5	4,5	4,5	6	6	6	6	4,0	4,0
Скорость выхода  газов W0  м/с	25	15	15	15	15	25	25	25	10	10
Тг, 0С	175	185	150	160	165	167	181	185	180	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	260	190
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	520	600
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	112	59	37	44	65	105	117	30	25	30
Степень очистки воздуха,  %	94	91	90	94	0	98	98	0	0	90

 

Продолжение таблицы 2.1

Варианты	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50
Диаметр устья, Д, м	4,0	5,0	5,5	5,0	3	4,0	4,0	4,0	5,5	5,5
Скорость выхода  газов W0  м/с	10	10	15	15	12	15	10	15	15	15
Продолжение таблицы 2.1
Варианты	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50
Тг, 0С	150	180	175	165	170	160	180	200	190	165
Тв, 0С	23	23	23	23	20	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	310	1000	1100	1250	370	350	340	400	800	1000
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	650	2000	2500	2300	650	700	650	680	1400	2000
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	32	90	110	115	50	42	32	38	75	100
Степень очистки воздуха,  %	95	96	84	80	0	90	72	84	0	96

 

Продолжение таблицы 2.1  

Варианты	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
Диаметр устья, Д, м	5,5	4,0	4,0	4,0	5,0	5,0	5,0	5,0	1,5	2
Скорость выхода  газов W0  м/с	15	10	10	10	10	15	15	15	12	15
Тг, 0С	175	185	150	160	165	167	181	185	150	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	21	18
Выброс золы, Мз, г/с	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	100	250
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	200	450
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	112	59	37	44	65	105	117	30	30	60
Степень очистки воздуха,  %	94	91	90	94	0	98	98	0	0	75

        

         3 Вариант.  Расчет категории опасности производства       

 

         3.1  Методические указания к расчету

Состав и количество планируемых выбросов в атмосферный воздух

определяется расчетом на основе анализа рабочего процесса. При механической обработке материалов выделяются пыль, туманы и пары масел и смазочно-охлаждающих жидкостей, различные газообразные вещества. Валовое выделение вредных веществ определяется, исходя из норма-часов       работы станочного парка. В таблице 2.1 приведены удельные показатели выделения веществ в единицу времени на единицу основного технологического оборудования механической обработки материалов. Расчет выбросов при механической обработке производится по формуле (т/год):

 

                            М = 3600 х q х t х N х 10^-6,                                                    (3.1)

                       где  q – удельное выделение пыли (г/с), (таблица 3.1.-3.2);

                        t – число часов работы в день, час;

                        N – число рабочих дней в году.

 

Т а б л и ц а 3.1- Удельное выделение (г/с) пыли при механической обработке   металлов

Оборудование	Опред. харак-ка оборуд.	Вещество	Количество
1	2	3	4
Круглошлифовальные станки	диаметр шлифовальн. круга, мм  150 300 350 400 600 750 900	Абразивная и металл. пыль	0,117 0,155 0,170 0,180 0,235 0,270 0,310
Заточные станки	100 150 200 250 300 350 400 450 500 550		0,040 0,062 0,085 0,110 0,135 0,160 0,182 0,205 0,230 0,255
Токарные станки:   - средних размеров -крупных размеров -револьверные -токарно-карусель. станки -вертикально-сверлильные станки -продольно-строгальные станки -Фрезерные станки	Мощность оборудования кВт 0,65-14 10-200 2,8-14 20-150 1-10 40-100 2,8-14	Аэрозоли масла при охлаждения маслом 0,13-2,80 2,0-40,0 0,56-2,80 4,0-30,0 0,2-20 8,0-36,0 0,56-2,80	Аэрозоли эмульсии при  охлажд. СОЖ 0,004-0,088 0,063-1,260 0,017-0,088 0,126-0,945 0,06-0,063 0,252-1,134 0,017-0,088

         Цеха и участки сварки и резки металлов. Удельные показатели выделения вредных веществ, образующихся в процессе сварки и наплавки, с учетом применяемых сварочных материалов приведены в таблице 3.2.

        Расчет выбросов производится по формуле, т/год

                                      М_i = q_i x m x 10^-6                                                       (3.2)

         где  q_i – удельное выделение i вредного вещества, г/кг (таблица 3.2);

         m – масса расходуемого материала, кг/год.

 

Т а б л и ц а 3.2- Удельное выделение вредных веществ при сварке и наплавке  металлов (г/кг расходуемых сварочных или наплавочных

                           материалов)

Электроды (сварочный или наплавочный материал и его марка)	Сварочный аэро-золь	В том числе					Газ
		марганец и его ок- сиды	окси-ды хрома	Соедин крем-ния	прочие		Фтористый во- дород	Оксиды азота	Оксиды углерода
					наименование	кол-во
Ручная дуговая сварка сталей штучными электродами
ИОНИ-13/45 ИОНИ-13/55 ИОНИ-13/65 ИОНИ-13/80 ЭА-606/11 ЭА-395/9 ЭА-981/15 АНО-1 АНО-3 АНО-4 АНО-5 АНО-6 АНО-7 АНО-9 АНО-11 АНО-15 ОМЛ-2 КНЗ-32 ОЭС-3 ОЭС-4 ОЭС-6 Э/18-М/18	14,0 18,6 7,5 11,2 11,0 17,0 9,5 7,1 17,0 6,0 14,4 16,3 12,4 16,0 22,4 19,5 9,2 11,4 15,3 10,9 13,8 10,0	0,51 0,95 1,41 0,78 0,68 1,10 0,70 0,43 1,85 0,69 1,87 1,95 1,45 0,90 0,87 0,99 0,83 1,36 0,42 1,27 0,86 1,00	0,60 0,43 0,72                             1,43	1,40 1,0 0,80 1,05	фториды фториды фториды фториды                     фториды фториды           фториды	1,40 2,60 0,80 1,05                   0,13 2,62 2,28           1,50	1,00 0,93 1,17 1,14 0,004   0,80 2,13           0,47 0,96 0,43         1,53 0,001	1,30	1,40

 

         Гальванические цеха. При расчете количества вредных веществ, выделяющихся при гальванической обработке, принят удельный показатель q, отнесенный к площади поверхности гальванической ванны (см. таблицу 3.3.). Количество загрязняющего вещества (Т/год), отходящего от единицы технологического оборудования определяется по формуле:

 

                                      М = 10^-6 х q х Т х F х К₃ х К_у                                                (3.3)

         где F – площадь зеркала ванны, м²;

          К_у – коэффициент укрытия ванны: при наличии в составе поверхностно-активных веществ (ПАВ) К_у = 0,5; при отсутствии ПАВ К_у = 1;

          К₃ – коэффициент загрузки ванны.

 

Т а б л и ц а 3.3 - Удельное количество вредных веществ, выделяющихся с  поверхности гальванических ванн при различных   технологических процессах

Процесс	Вещество	Количество, г/(ч*кв.м)
1.     Обезжиривание изделий: а)органическими растворителями             б) химическое в растворах в) щелочи г) электрохимическое 2.     Химическое травление изделий: а) в растворах хромовой кислоты и     ее солей при t > 50 C. б) в растворах щелочи при t >50 C. в) в разбавленных нагретых t>50 C          и концентрированных          растворах серной кислоты.      г) в растворах соляной кислоты          концентрацией, г/л.                       < 200 200-250 250-300 300-350 350-500                     500-1000	Бензин Керосин Уайт-спирт Бензол Трихлорэтилен Тетрахлорэтилен Трифтортрихлорэтан   Едкая щелочь Едкая щелочь     Хромовый ангидрид Едкая щелочь Серная кислота         Хлористый водород  Хлористый водород Хлористый водород Хлористый водород Хлористый водород Хлористый водород	4530 1560 5800 2970 3940 4200 14910   1,0 39,6     0,02 198,0 25,2         1,1 3,0 10,0 20,0 50,0 288,0

 

         Выбросы от автотранспорта предприятия. Масса выброшенного за расчетный период i-го вредного вещества при наличии в группе автомобилей с различными двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные, газовые) определяются по формуле (т/год):

 

                                      Мi = q_i x x n x R x 10^-6                                          (3.4)

 

где q_i  - удельный выброс i-го вредного вещества автолюбителем , г/км,  

              (таблица 3.4).

τ – пробег автомобиля за расчетный период, км;

 n  - коэффициент влияния среднего возраста парка на выбросы

        автомобиля;

 R -  коэффициент влияния технического состояния автомобиля.

 

Т а б л и ц а 3.4- Удельные выбросы вредных веществ для различных групп   автомобилей на 1990 год и коэффициенты влияния факторов

Группа автомобилей	Удельный выброс вред-ных веществ,  г/км			Коэффициент влияния
	СО	СН	NOx	n	R
Грузовые и специальные грузовые с бензиновым ДВС и работающие на сжиженном нефтяном газе (пропан, бутан). Грузовые и специальные грузо-вые дизельные. Грузовые и специальные грузо-вые, работающие на сжатом при-родном газе Автобусы с бензиновым ДВС Автобусы дизельные Легковые служебные и специальные Легковые,  индивидуального пользования.	55,5   15,0     25,0 51,5 15,0   16,5   16,1	12,0   6,4     7,5 9,6 6,4   1,6   1,6	6,8   8,5     7,5 6,4 8,5   2,23   2,19	1,33   1,33     - 1,32 1,27   1,28   1,28	1,69   1,80     - 1,69 1,80   1,63   1,62

 

Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива  в котлах

производительностью до 30 т/ч.

        Методика предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторов.

        Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц печей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:

 

                                      Птв = В х А^r Х (1 – ŋ)                                                (3.5.)

 

где  В – расход натурального топлива (т/год, г/с);

А^r – зольность топлива на рабочую массу (%);

 ŋ – доля твердых частиц, удавливаемых в золоуловителях;

 Х = a_ун/(100-Гун); a_ун – доля золы топлива в уносе;

 Гун – содержание горючих в уносе (%).

        Значения А^r , Гун, a_ун, ŋ  принимаются по фактическим средним  показателям: при отсутствии этих данных А^r определяется по характеристикам сжигаемого топлива (см. таблицу 2.1.); ŋ – по техническим данным применяемых золоуловителей, а Х – по таблице  3.5.

 

Т а б л и ц а 3.5- Значения коэффициентов Х и Ксо в зависимости от типа топки  и топлива

Тип топки	Топливо	Х	Ксо,кг/ГДЖ
1	2	3	4
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые и каменные угли	0,0023	1,9
Шахтная	Твердое топливо	0,0019	2,0

       Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле:

 

                            П_SO2 = 0,02 ВS^r (1-η_SO2) (1 - η′_sо2)                                         (3.6)

 

        где S^r – содержание серы в топливе на рабочую массу (Х); для газообразного топлива мг/куб.м;

        η′_sо2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для сланцев – 0,5% торфа – 0,15; экибастузских углей – 0,02; прочих углей – 0,1; мазута – 0,02; Sгаза – 0,0; η′_sо2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды.

       При наличии в топливе сероводорода расчет выбросов дополнительного количества оксидов серы в пересчете на SO₂ ведется по формуле:

 

                            П _SO2 = 1,88 х 10^-2                                                       (3.7)

где - содержание сероводорода в топливе (%).

       Ориентировочная оценка выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может проводиться по формуле:

                            Псо = 0,001ВQ^r_iКсо(1 - )                                               (3.8)

где Ксо – количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж); принимается по таблице 3.5.

       Оксиды азота. Количество оксидов азота ( в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

                            П_NO2 = 0.001 B Q^r_i K_NO2(1-β)                                                (3.9)

где Q^r_i – теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг, МДж/куб.м);

K_NO2 – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж);

β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

 

Т а б л и ц а  3.6- Характеристика топок котлов малой мощности

Тип топки и котла	Топливо	α	g 3	g 4
1	2	3	4	5
Топка с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые угли Каменные угли Антрациты	1,6 1,5 1,7	2,0 2,0 1,0	8,0 7,0 10,0
Топка с пневмо-механическими забрасывателями и цепной решеткой прямого хода	Угли типа кузнецких Угли типа донецких Бурые угли	1,3-1,4 1,3-1,4 1,3-1,4	0,5-1 0,5-1 0,5-1	5,5/3 6/3,5 5,5/4
Шахтная топка с наклонной решеткой	Бурые угли Каменные угли	1,4	2	2

        

Т а б л и ц а  3.7- Характеристика топлив Республики Казахстан

Бассейн, место-рождение	Марка, класс	Wr,%	Ar,%	Sr, %	Qi r, МДж/кг	Uro м3/кг
1	2	3	4	5	6	7
Сарыадырское месторождение Карагандинский бассейн. Куучекинское месторождение Экибастузский бассейн    -   в целом    -   по группам    -   зольности Ленгерское месторождение Сарыкольское месторождение	ГР   КР КСШ   К2Р     ССР-1 ССР-2 ССР-3 Б3Р, Б3СШ Б3	5,0   8,5 9,5   7,0     6,0 5,0 5,0   28,0 23,3	41,8   37,5 32,6   40,9     42,3 40,4 45,6   14,4 23,0	0,66   0,82 0,81   0,74     0,56 0,56 0,57   1,80 0,18	15,57   17,12 18,55   16,79     15,49 16,12 14,61   15,33 14,53	4,78   4,89 5,33   4,90     4,47 4,65 4,23   4,87 4,54

       

         Расчет категории опасности предприятия производится по формуле:

                                      КОП = ^ai                                               (3.10)

где  M_i – масса выброса i-го вещества, т/год;

ПДКi – среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м²;

n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

ai – константа, позволяющая соотнести вредность i-го вещества с

             вредностью диоксида серы, определяется по таблице 3.5.

 

Т а б л и ц а 3.8

Константа, ai	Класс опасности
	1	2	3	4
	1,7	1,3	1,0	0,9

 

       Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно-гигиенических критериев с учетом класса опасности вещества.

       Значение КОП рассчитывается при условии, когда M_i/ПДК > 1. При M_i/ПДК < 1 КОП не рассчитывается и приравнивается к нулю.

 

Т а б л и ц а  3.9

Категория опасности предприятия	Значение КОП
1 2 3 4	КОП ≥ 106                        106>КОП≥104                                  104>КОП≥103                                     КОП < 103

 

         При отсутствии информации о классе опасности вещества его приравнивают к 3-ему классу, а значение a_i берут равным 1. Если есть только класс опасности вещества в рабочей зоне, то используют его.

 

         3.2  Содержание расчетно-графической работы

1        Выбрать номер варианта задания по двум признакам: первой букве фамилии и последней цифре зачетной книжки.

2        Определить валовые выбросы предприятия.

3        Рассчитать КОП по цехам и по предприятию в целом. Данные свести в таблицу.

 

Наименование цеха	Наименование вещества	Класс опасности вещества	ПДКм.р.            мг/м3	ПДКс.с.   мг/м3	Выброс    т/год	КОП

4        Сделать выводы и предложения по работе.

        

         3.3  Задание на расчетно-графическую работу

На предприятии размещены следующие цеха и производства:

котельная, гальванический, механический цеха, сварочный участок и гараж. Определить категорию опасности производства, если предприятие работает в две смены по 8 ч. каждая 260 дней в году.

        Исходные данные приведены в таблицах 3.10.

 

Т а б л и ц а 3.10  -   Исходные данные для расчетно-графической работы

цех	Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки	А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О, Р, С
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Механический	Наименование станка, количество
	Круглошли-фовальные	100	120	98	200	50	175	30	140	160	150
	заточные	20	25	23	40	15	51	20	75	70	50
	токарные	50	150	130	50	100	125	50	80	110	80
	Время работы	2000	1850	1700	1300	1500	2100	4000	3500	3000	3400
Сварочный участок	Марка электродов	УОНИ-13/45	АНО-1	АНО-3	АНО-4	АНО-5	АНО-6	АНО-7	АНО-9	АНО-11	АНО-15
	Масса расход. мат-ов, кг/год	1000	800	850	350	450	500	1200	1400	900	970
гальванический	Общ.площадь ванн. при про-цессе обезжи-ривания; м2.
	а) орг.раств-лем	80	70	90	100	85	75	65	60	55	70
	б) электрохим.-е	80	65	55	60	85	70	80	110	95	70
	в)время работы	4300	3260	4160	4000	3900	4100	3950	3500	3600	3650

 

Продолжение таблицы 3.10

цех		Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки	А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О, Р, С
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
гараж		Пробег, км
		а)грузовые бенз. ДВС	15000	20000	16000	17000	18000	19000	21000	22000	23000	24000
Продолжение таблицы 3.10
гараж	Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки		А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О, Р, С
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	б)автобусы с бенз.ДВС		13500	17000	18000	19000	20000	13000	14000	15000	16000	12000
	г) автобусы  дизельные		10000	12000	11000	13000	11500	12500	13500	14000	14500	15000
	в) служебные легковые		35000	25000	27000	28000	29000	30000	31000	32000	33000	34000
Котельная	Расход натуральн. топлива		40	45	50	55	60	65	70	75	80	85
	Марка топлива		БЗ	ГР	КР	КСШ	К2Р	ССР-1	ССР-2	ССР-3	БЗР	БЗСШ
	Коэф.очистки воздуха ЗУ		0	75	63	64	68	70	71	72	73	74
	Вид топки: а) шахтная		+		+		+		+		+
	б) с неподвижной решеткой, ручным выбросом топлива			+		+		+		+		+
	КNO2		0.25	0,2	0,15	0,17	0,19	0,21	0,23	0,24	0,16	0,17

 

 

Продолжение таблицы 3.10           

цех	Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки	Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я
		1	2	3	4	5	6	7	8			9	10
Механический	Наименование станка количество
	Кругло шлифовальные	95	115	93	185	70	160	45	147			151	90
	заточные	40	37	34	31	29	27	25	23			39	36
	токарные	65	68	72	75	77	80	83	86			89	92
	Время работы	2000	1850	1700	1300	1500	2100	4000	3500			3000	3400
Сварочный участок	Марка электродов	УОНИ-13/45	АНО-1	АНО-3	АНО-4	АНО-5	АНО-6	АНО-7		АНО-9	АНО-11			АНО-15
	Масса расход. мат-ов, кг/год	800	850	900	950	1000	500	550		600	650			700

         Окончание таблицы 3.10           

цех	Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки	Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я
		1	2	3	4	5	6	7	8		9	10
Гальванический	Общ.площадь ванн. при про-цессе обезжи-ривания; м2.
	а) орг.раств-лем	95	120	115	105	95	98	87	93	48			53
	б) электрохим.-е	87	40	43	45	47	49	51	53	55			57
	в)время работы	4150	3160	4460	4010	3950	4150	3950	3500	3600			3650
Гараж	Пробег, км
	а) грузовые бенз.ДВС	25000	27000	29000	31000	43000	50000	44000	45000	46000			47000
	б) автобусы с бенз.ДВС	12500	17500	18500	19500	20500	13500	14500	15500	16500			12500
	г) автобусы  дизельные	15500	30000	32000	33000	34000	35500	36500	37000	38000			39000
	в) служебные легковые	36000	37000	38000	39000	40000	41000	42000	43000	44000			45000
Котельная	Расход натуральн. топлива	90	43	41	43	47	49	51	53	57			59
	Марка топлива	БЗ	ГР	КР	КСШ	К2Р	ССР-1	ССР-2	ССР-3	БЗР			БЗСШ
	Коэф.очистки воздуха ЗУ	78	80	83	85	87	89	91	69	67			65
	Вид топки: а) шахтная	+		+		+		+		+
	б) с неподвижной решеткой, ручным выбросом топлива		+		+		+		+				+
	КNO2	0,23	0,25	0,24	0,22	0,21	0,2	0,19	0,18	0,17			0,23

 

 Список  литературы 

1. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. – М.:Госкомгидромет, 1987.-94с.