Расчет предельно-допустимых выбросов котельной

         Безразмерный коэффициент (m) определяется по формуле: 

,                            (3.3) 

         Расчет параметра f производится формуле: 

,                                          (3.4) 

         Значение безразмерного коэффициента (n) определяется в зависимости от параметра ν_m:

• при ν_m < 0,3, n = 3;
• при 0,3 < ν_m < 2:

 

 ,                             (3.5)  

     

• при ν_m > 2, n = 1.

         Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу определяется по формуле (3.6):  

М = С  ∙ V₁,                                                   (3.6) 

где С  – концентрация вредного вещества в выбрасываемой газовоздушной смеси, мг/м³;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

         Средняя линейная скорость выхода газовоздушной смеси из устья  источника выброса (W₀) определяется по формуле (3.7): 

,                                                (3.7) 

где D –  диаметр устья источника выброса, м;

V₁ – расход газовоздушной смеси, м³/с.

         Если в воздухе  содержатся вещества, обладающие эффектом биологической суммации, то определяется одна, приведенная по ПДК к одному из этих веществ концентрация по формуле (3.8). Основным веществом выбирают то, которое относится к наибольшему классу опасности. 

,              (3.8) 

         Например, эффектом суммации действия обладают диоксид  серы (сернистый ангидрид) и диоксид азота. Основным веществом является диоксид азота (второй класс опасности).

         Если по результатам  расчетов Сⁿ_м + Сⁿ_ф > ПДКⁿ_м.р., то расчет продолжается с целью вычисления расстояния, на котором концентрации вредных веществ будут равны ПДК.

         Если Сⁿ_м + Сⁿ_ф < ПДКⁿ_м.р., то величину выброса утверждают как ПДВ и новых воздухоохранных мероприятий не планируют.

         На расстоянии от источника выброса при неблагоприятных  метеорологических условиях по оси  факела выброса, достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ (С_м)_. Это расстояние (X_м) определяется по формуле (3.9): 

,                                        (3.9) 

         При F = 1 расстояние (Х_м) определяется по формуле (3.10): 

X_м = d · H,                                               (3.10)  

где d – безразмерная величина, определяемая по формулам в зависимости от значения ν_m:

• при ν_m ≤ 0,5 величина (d) вычисляется по формуле (3.11):

                                                                                      ,                                   (3.11);                                                 

                                                                                                                                                                                                                                

          –    при 0,5 < ν_m ≤ 2 величина (d) вычисляется по формуле (3.12): 

  ,                             (3.12); 

         –    при ν_m > 2 величина (d) вычисляется по формуле (3.13):                       

 ,                                  (3.13). 

         Величины приземных  концентраций примесей (С) (меньше, чем С_м) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса определяются по формуле (3.14):

          

,                                                   (3.14) 

где S₁ – безразмерная величина, определяемая при опасной скорости ветра в зависимости от отношения X/X_м :

• при X/X_м ≤ 1 величина (S₁) рассчитывается по формуле (3.15):

                                                                                           ,                              (3.15); 

     

• при 1 < X/X_м ≤ 8 величина (S₁) рассчитывается по формуле (3.16):

 

,                                       (3.16); 

     

• при X/X_м > 8 необходимо учитывать параметр F:
• если F ≤ 1,5 величина (S₁) рассчитывается по формуле (3.17):

 

                                                                                                   ,                      (3.17); 

         

• если F > 1,5 величина (S₁) рассчитывается по формуле (3.18):

 

                                                                                                 ,                        (3.18). 

         Если известны С_м и X_м, то приняв С = ПДК можно по формуле (3.13) определить S₁, а затем определить соотношение X/X_м и далее определить Х, то есть, безопасное по оси факела выброса расстояние, на котором С = ПДК (размер санитарно – защитной зоны предприятия).

         Минимальная высота трубы H_min (рис. 3.1) и размеры санитарно – защитной зоны (СЗЗ) определяются из основной формуле рассеивания выбросов (3.2) при фиксированном значении ПДВ [2]. Полученный по расчету размер СЗЗ (Х) должен уточняться в сторону увеличения в зависимости от розы ветров на участке предприятия по формуле (3.19): 

          ,                                                  (3.19) 

где L₀ – расчетное расстояние от источников загрязнения до границ СЗЗ (без учета поправки на розу ветров), до которого концентрации вредных веществ больше ПДК, м;

Р –  среднегодовая повторяемость направлений  ветров рассматриваемого румба, %;

Р₀ – повторяемость направлений ветров одного румба (при восьми румбовой розе ветров Р₀ =12.5^о/_о).

           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.1 - Рассеивание вредных веществ  в атмосфере 

1 – зона неорганизованного загрязнения; 2 – зона переброса факела (небольшие концентрации загрязняющих веществ); 3 – зона задымления (на расстоянии 10 – 40 Hmin);

4 – зона снижения уровня загрязнения. 

         Построение схемы  СЗЗ на карте местности производится в соответствии с выбранным масштабом (например, в 1 мм:5000 мм или 1мм:10000 мм и т.п.), по направлениям, противоположным соответствующему румбу (см. рис. 3.1) (например, восточный ветер вызывает отклонение факела выброса в западную зону).

         Можно определить величину ПДВ по основной формуле рассеивания  выбросов (3.2) на расстоянии Х _м, прировняв С _м = ПДК, а именно по формуле (3.20) [5]: 

,                                   (3.20) 

3. Понятие о  санитарно-защитной зоне

 

         Нормативный документ СН 245-71 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий» определяет размеры СЗЗ (табл. 3.1). 

Таблица 3.1 – Размеры СЗЗ

 

         Увеличение СЗЗ  может быть произведено не более  чем в три раза. Это возможно в четырех случаях:

• при малой эффективности систем очистки выбросов в атмосферу;
• в отсутствие способов очистки выбросов;
• при необходимости размещения жилой застройки с подветренной стороны по отношению к предприятию в зоне возможного загрязнения;
• при строительстве новых, еще недостаточно изученных, вредных в санитарном отношении производств.

         Размеры СЗЗ могут  быть уменьшены при изменении  технологии, совершенствовании технологического процесса и внедрении высокоэффективных  и надежных в эксплуатации очистных устройств.

         Санитарно-защитная зона не может рассматриваться как  резервная территория предприятия  и использоваться для расширения промышленной площадки. Вместе с тем  на территории СЗЗ допускается размещать  производства более низкого класса вредности, чем основное производство, для которого установлена эта  зона, а также пожарные депо, гаражи, склады, административные здания, научно-исследовательские  лаборатории, стоянки транспорта и  т. п.

         Для максимального  ослабления влияния на окружающее население  производственных загрязнений атмосферного воздуха территория СЗЗ быть благоустроена  и озеленена. Озеленение производится газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. Со стороны жилого массива ширина полосы древесно-кустарниковых насаждений должна быть не менее 50 м, а при ширине зоны до 100 м – не менее 20 м. 

1. Озеленение  санитарно-защитной зоны

         Для зон шириной  до 300 м – не менее 60 % территории СЗЗ должно быть озеленено.

         Для зон шириной 300 – 1000 м – не менее 50 % территории должно быть озеленено.

         Для зон шириной 1000 – 3000 м – не менее 40 % территории должно быть озеленено.

         Чтобы озеленение было эффективным, необходимо использовать определенные породы деревьев, кустарников. При этом не менее 50 % смешанных посадок  должна занимать основная порода. При  озеленении санитарно-защитной зоны монокультура не приветствуется.

         Для создания оптимальных  условий проветривания в санитарно-защитной зоне создаются коридоры проветривания, особенно в направлении господствующих ветров. Коридоры не должны быть направлены в сторону жилой застройки. В  качестве коридоров используют автотрассы, железные дороги, высоковольтные линии  электропередач.

         При организации  санитарно-защитной зоны на территориях, покрытых лесом, создаются коридоры проветривания в виде просек шириной 60 – 80 м в направлении господствующих ветров (не в сторону жилой застройки). Со стороны просеки насаждения не должны иметь плотных опушек [2].

 

 

4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

1. Расчет  ПДВ котельной

 

         В данном расчете  проводятся вычисления максимальных приземных  концентраций (С _м) для SO₂, NO_2, CO и сажи; расстояние (X_м) по оси факела, на которой они достигаются. Полученные значения (C_м + C_Ф) сравниваются с величиной ПДК_м.р, в случае превышения ПДК_м.р. необходимо рассчитать расстояние, на котором (С_м + С_Ф) будет равно ПДК, или необходимую высоту трубы котельной.