Расчёт рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны
Значение опасной скорости u (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ См, в случае f<100 определяется по формуле: Расстояние ХМ (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения СМ, определяется… Читать ещё >
Расчёт рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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
- 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, м | ||
Диаметр устья, Д, м | ||
Скорость выхода газов, W0, м/с | ||
ТГ, ОС | ||
ТВ, ОС | ||
Выброс золы, МЗ, г/с | ||
Выброс двуокиси серы, МSO2, г/с | ||
Выброс оксидов азота, МNOx, г/с | ||
Степень очистки, % | ||
Район располежения | Жезказган | |
Таблица 1.2 — Значение Р,%
С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ | |
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;
s — 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 м по формуле:
n=1, прим2;, при, (9)
n=4.4, при<0,5
В нашем случае n = 1 т.к. м =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 10 м 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/xм1, (14)
при 1м< 8, (15)
при F>1,5 и x/xм>8, (16)
Таблица-1. Расчет концентраций золы:
X | Xm | X/Xm | Cmз | Sз | C | |
2786,4 | 0,17 944 | 0,306 | 0,1 886 | 0,577 | ||
0,35 889 | 0,7 363 | 0,2 253 | ||||
0,71 777 | 0,28 033 | 0,8 578 | ||||
0,143 554 | 0,101 254 | 0,30 984 | ||||
0,358 886 | 0,452 769 | 0,138 547 | ||||
1,76 658 | 0,982 015 | 0,300 497 | ||||
1,435 544 | 0,891 236 | 0,272 718 | ||||
Таблица-2. Расчет концентраций SO2:
X | Xm | X/Xm | CmSO2 | SSO2 | C | |
1741,5 | 0,28 711 | 1,4 | 0,4 754 | 0,6 662 | ||
0,57 422 | 0,18 283 | 0,25 622 | ||||
0,114 844 | 0,67 475 | 0,94 554 | ||||
0,229 687 | 0,227 753 | 0,319 126 | ||||
0,574 218 | 0,789 467 | 1,105 772 | ||||
1,722 653 | 0,81 566 | 1,141 596 | ||||
2,296 871 | 0,670 575 | 0,93 841 | ||||
Таблица-3. Расчет концентраций NO2:
X | Xm | X/Xm | CmNO2 | SNO2 | C | |
1741,5 | 0,28 711 | 0.07 | 0,4 754 | 0,333 101 | ||
0,57 422 | 0,18 283 | 0,1 281 105 | ||||
0,114 844 | 0,67 475 | 0,473 | ||||
0,229 687 | 0,227 753 | 0,1 596 | ||||
0,574 218 | 0,789 467 | 0,5 529 | ||||
1,722 653 | 0,81 566 | 0,5 708 | ||||
2,296 871 | 0,670 575 | 0,4 692 | ||||
Таблица-4. Данные расчета
Растояние | Концетрация двуокиси серы | Концетрация оксидов азота | Концетрация золы | |
0,6 662 | 0,333 | 0,577 | ||
0,25 622 | 0,128 | 0,2 253 | ||
0,94 554 | 0,473 | 0,8 578 | ||
0,319 126 | 0,1 596 | 0,30 984 | ||
1,105 772 | 0,5 529 | 0,138 547 | ||
1,141 596 | 0,5 708 | 0,300 497 | ||
0,93 841 | 0,4 692 | 0,272 718 | ||
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
3. Экология. Учебное пособие. М.: Знамя, 1998
4. Основы Экологии. Учебник пособие. М.: Просвещение, 1997
5. Охрана окружающей среды: Учебное пособие под редакции С. В. Белова. — М.: ВШ, 1983.
6. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. — М.: Госкомгидромет, 1987. — с.94.