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

РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

 

 

 

 

Кафедра охраны труда

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа №1

по  дисциплине: Экология и устойчивое развитие

 

 

  на тему: «Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны»

 

 

 

Специальность 050718 – Электроэнергетика

Выполнил: Бердыкулов Н. С. Группа ЭСС-09-2

Руководитель: Сагытаева К. А.

Вариант №3

__________________________ «____ » ____________________________2012г.

 

 

 

 

 

 

 

                                           

 

 

Алматы 2012

Содержание

 

1. Задание………………………………………………………………...…....3

2. Решение……………………………………………………………………..4

3. Вывод……………………………………………………………………....11

4. Список литературы…………………………………………………..……12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             

Задание

 

1. Определить максимальные концентрации примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации;
2. Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация;
3. Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить L₀;
4. Определить санитарно-защитную зону станции;
5. Построить «розу ветров» и санитарно-защитную зону станции.

 

 

 

Данные:

Высота Н = 100 м,

Диаметр устья D = 4,5 м,

Скорость выхода газов  W₀ = 15 м/с,

Т_г = 150 ºС,

Т_в = 23 ºС,

Выброс золы М_з = 310 г/с,

Выброс двуокиси серы Мso₂ = 650 г/с,

Выброс оксидов азота  М_NOx = 32 г/с,

Степень очистки воздуха  – 95 % ,

Район расположения – Каргалы.

 

Направление:

Север = 12 %,

Северо-восток = 18 %,

Восток = 10 %,

Юго-восток = 9 %,

Юг = 10 %,

Юго-запад = 15 %,

Запад = 14 %,

Северо-запад = 12 %,

 

 

 

Решение

 

1 Определение максимальной концентрации примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации

Максимальное значение приземной  концентрации вредного вещества C_М определяется по формуле:

,                                        (1.1)

где А - коэффициент температурной сертификации. Для Казахстана А=200;

М- масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с;

F- коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;

F=1 для газообразных веществ

F=2,5 для золы, т.к. средний эксплуатационный коэффициент очистки выбросов 90%;

- коэффициент рельефа местности;  =1 для ровной поверхности;

H – высота источника, м.

V₁- расход газовоздушной смеси, м³/с;

                                            (1.2)

     

                         (1.3)

Значение  коэффициентов m и n определяется в зависимости от параметров :

 Гц;                           (1.4)

;                        (1.5)

м/с;                               (1.6)

Гц                                (1.7)

Так как  , коэффициент m определяем по следующей формуле:

Так как и , то коэффициент n=1.

 

 

 

Максимальная концентрация золы в  атмосфере:

мг/м³

Максимальная концентрация SO₂ в атмосфере:

мг/м³

Максимальная концентрация NOx в атмосфере:

мг/м³

Максимальная концентрация газов  в атмосфере:

,

где  М_å= М_SO2+5,88∙М_NOx= 650 + 5,88∙32 = 838,23 г/с,

 

 мг/м³.

 

2 Определение расстояния, на котором достигается максимальная концентрация

 

Расстояние  Х_М (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м³) при неприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_М, определяется по формуле:    

,                                              (2.1)

где безразмерный коэффициент d  при и находится по формуле:

            (2.2)

Для газов: (м);

Для золы: (м).

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, определяется по формуле:

 

                    (2.3)

 

 

 

 

 

3 Расчет приземных концентраций на различных расстояниях и определение L₀

 

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

,                                                 (3.1)

где S_i - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/х_М и коэффициента F по формулам:

,                      (3.2)

  ,                              (3.3)

,                       (3.4)

Для золы:

м 

 

Х х/хм S1 Cз ПДК Сз 100 0,124922 0,078768 0,06459 0,3 300 0,374766 0,480789 0,394247 0,3 500 0,62461 0,847977 0,695341 0,3 700 0,874453 0,99283 0,814121 0,3 900 1,124297 0,970519 0,795825 0,3 1100 1,374141 0,907285 0,743974 0,3 1300 1,623985 0,841492 0,690024 0,3 1500 1,873829 0,775854 0,6362 0,3 1700 2,123673 0,71235 0,584127 0,3 1900 2,373517 0,652287 0,534876 0,3 2100 2,62336 0,596412 0,489058 0,3 2300 2,873204 0,545054 0,446944 0,3 2500 3,123048 0,498248 0,408564 0,3 2700 3,372892 0,455841 0,37379 0,3 2900 3,622736 0,417568 0,342406 0,3 3100 3,87258 0,383104 0,314145 0,3 3300 4,122423 0,352105 0,288726 0,3 3500 4,372267 0,324231 0,265869 0,3 3700 4,622111 0,299155 0,245307 0,3 3900 4,871955 0,276576 0,226793 0,3 4100 5,121799 0,25622 0,210101 0,3 4300 5,371643 0,23784 0,195029 0,3 4500 5,621487 0,221215 0,181397 0,3 4700 5,87133 0,206151 0,169044 0,3 4900 6,121174 0,192473 0,157828 0,3 5100 6,371018 0,180031 0,147626 0,3 5300 6,620862 0,168691 0,138326 0,3 5500 6,870706 0,158333 0,129833 0,3 5700 7,12055 0,148855 0,122061 0,3 5900 7,370394 0,140165 0,114935 0,3 100 0,124922 0,078768 0,06459 0,3
Для газов: м                     х х/хм S1 Cг ПДК Cг 0 0 0 0 0,5 100 0,062461 0,021504 0,011569 0,5 300 0,187383 0,161737 0,087015 0,5 500 0,312305 0,370061 0,199093 0,5 700 0,437227 0,587971 0,316328 0,5 900 0,562149 0,774494 0,416678 0,5 1100 0,687071 0,906194 0,487532 0,5 1300 0,811993 1,040791 0,559945 0,5 1500 0,936914 1,014258 0,545671 0,5 1700 1,061836 0,985544 0,530223 0,5 1900 1,186758 0,955125 0,513857 0,5 2100 1,31168 0,923455 0,496819 0,5 2300 1,436602 0,890958 0,479336 0,5 2500 1,561524 0,858019 0,461614 0,5 2700 1,686446 0,824978 0,443838 0,5 2900 1,811368 0,792128 0,426165 0,5 3100 1,93629 0,759716 0,408727 0,5 3300 2,061212 0,727944 0,391634 0,5 3500 2,186134 0,696974 0,374972 0,5 3700 2,311056 0,666931 0,358809 0,5 3900 2,435978 0,637907 0,343194 0,5 4100 2,560899 0,609965 0,328161 0,5 4300 2,685821 0,583144 0,313731 0,5 4500 2,810743 0,557464 0,299916 0,5 4700 2,935665 0,532929 0,286716 0,5 4900 3,060587 0,509529 0,274127 0,5 5100 3,185509 0,487243 0,262137 0,5 5300 3,310431 0,466044 0,250732 0,5 5500 3,435353 0,445898 0,239893 0,5 5700 3,560275 0,426766 0,2296 0,5 5900 3,685197 0,408608 0,219831 0,5
Рисунок 1 – График зависимости приземной концентрации вредных веществ С (мг/м3) от расстояния X (источника выброса Хм )   Из графика находим значение L0 для золы и смеси газов: Вещество L0, м Зола 3100 Смесь 1900 Расчет производим по большему значению L0 (3100).
4 Определить санитарно-защитную зону станции   Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий производится по формуле: ,                                                       (4.1) где L (м) – расчетный размер СЗЗ; Lo (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; Ро (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьми румбовой розе ветров Ро=100/8=12,5 %. Используя формулу (4.1) рассчитаем расчетный размер С33:
5 Построение «Розы ветров» и санитарно – защитной зоны станции
Рисунок 2 - Роза ветров
Рисунок 3 - Санитарно-защитная зона

 

Вывод

 

 

_{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.}

_{Расчетами определено преимущественное направление ветра (северо-восток). То есть вредные вещества преимущественно распространяются и загрязняют территории, расположенные на юго-западе от станции. Все наглядно показано на графиках розы ветров и СЗЗ.}

 

Список использованной литературы

 

 

_{1. Цветкова Л.И., Алексеева  Н.И. Экология. М.: издательство АСВ, 1999}

_{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: Учебник для  технических вузов/ Под ред. Белова С.В. 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Высшая школа, 1991г.

6. Санатова Т. С. Экология. Методические указания и задания к расчётно-графической работе. А.: АИЭС, 2002-25 с.