Выполнение типового расчета

Для выполнения типового расчета необходимо проделать следующие расчеты:

По заданным характеристикам источника загрязнения (см. вариант задания из табл. 3):

1) рассчитать максимальную приземную концентрацию вредного вещества. При расчете следует использовать формулы:

(для холодных источников) и

(для горячих источников) применительно к каждому из вредных веществ;

2) рассчитать расстояние, на котором достигается данная концентрация для одиночного точечного источника при заданных направлении и опасной скорости ветра;

3) рассчитать опасную скорость ветра, при которой достигается максимальная приземная концентрация вредного вещества;

4) дать токсикологическую характеристику вещества характеристику вещества в соответствии с представленным планом:

· Применение.

· Получение.

· Физические и химические свойства.

· Общий характер действия.

· Токсическое действие (острое и хроническое отравление человека и животных).

· Действие на кожу.

· Распределение в организме, превращения и выделение.

· Неотложная терапия.

· Предельно допустимая концентрация.

Варианты задания для типового расчета

Таблица 3

Исходные данные для расчета санитарно-защитной зоны. H , D – размер трубы, L – расстояние до границы жилого массива

№ варианта	Вредные вещества в выбросе	М, г/с	ω₀, м/с	Т_г, °С	Н, м	D, м	L, м
1.	Оксиды азота NO_x (в пересчете на NO₂)	50	13	130	80	2.5	1000
2.	Сернистый ангидрид SO₂	75	15	120	80	3	900
3.	Угольная зола теплоэлектростанций	10	10	100	100	6	700
4.	Пыль неорганическая с содержанием более SiО₂ 70%	12	17	28	100	5	600
5.	Сажа (углерод)	20	10	90	100	4	800
6.	Бенз(а)пирен	20	20	120	100	4	1000
7.	Монооксид углерода СО	20	20	50	90	3	1000
8.	Мазутная зола (в пересчете на ванадий)	80	10	80	120	4	800
9.	Монооксид углерода СО	10	15	80	85	3	700
10.	Сероводород	50	20	100	80	2.5	900
11.	Сажа (углерод)	50	10	130	90	2.5	1000
12.	Пыль неорганическая с содержанием SiО₂ от 20 до 70%	20	15	30	80	2.5	800
13.	Сернистый ангидрид SO₂	20	17	40	80	5	1000
14.	Сернистый ангидрид SO₂	14	17,5	30	80	4	1000
15.	Сажа	10	40	80	90	2.5	1000
16.	Бенз(а)пирен	60	15	100	90	3	800
17.	Монооксид углерода СО	20	100	20	100	4	1000
18.	Пыль неорганическая с содержанием SiО₂ более 70 %	10	200	30	90	5	1000
19.	Сажа	10	80	40	100	3	900
20.	Мазутная зола (в пересчете на ванадий)	0,5	90	30	90	3	1000

Из опыта эксплуатации крупных топливосжигающих установок известно, что выбросы ЗВ, получаемых при сжигании различных видов органического топлива существенно различаются. Специалистами были выработаны предложения по маркерным веществам выбросов ТЭС. Для ТЭС, работающих на угле: — оксиды азота (в пересчете на NO₂ ); — зола твёрдого топлива; — ангидрид сернистый (серы диоксид); — углерода оксид. Для мазутных ТЭС: — оксиды азота (в пересчете на NO₂); — ангидрид сернистый (серы диоксид); — зола ТЭС мазутная (в пересчёте на ванадий); — углерода оксид. Для газовых ТЭС: — оксиды азота (в пересчете на NO₂); — углерода оксид.

Пример расчета 1.

Расчет максимальной приземной концентрации и расстояния, на котором достигается данная концентрация, для одиночного точечного источника при заданных направлении и опасной скорости ветра в случае соответствия ПДК

Определить максимальную приземную концентрацию с_м вредных веществ, на каком расстоянии х_м и при какой опасной скорости ветра u_м достигается данная концентрация. Сравнить величину с_м с допустимым значением концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе.

Исходные данные: При сжигании топлива на ТЭС в атмосферу выбрасывают без очистки следующие вредные вещества (см. табл. 3). Максимально разовый выброс вещества М, г/с. Источник загрязнения атмосферы (дымовая труба) высотой H, м и диаметром устья D, м. Скорость выхода газовоздушной смеси из устья ω₀ = 12 м/с. Место расположения источника – Москва и Московская область, местность ровная.

Таблица 4

Исходные данные для примера 1

Вредные вещества в выбросе	М, г/с	ω₀, м/с	Т_г, °С	Н, м	D, м	L, м	F	ПДК, мг/м³	Класс опасности
Сажа	20	12	120	120	4	1000	3	0,15	3

Решение. Величину , определяем по формуле

Расчет выполняем для наиболее невыгодного с позиций рассеивания теплого периода года. Для Москвы температура наружного воздуха наиболее теплого месяца Т_в = 23,5 °С (СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменением N 2)). Температуру выбросов ТЭС принимаем T_г = 120 °С. Тогда

Расход пылевоздушной смеси определяем по формуле (5.2):

V ₁ = ω₀, (5.2)

Для Москвы принимаем коэффициент А=140. Коэффициент, учитывающий влияние рельефа, при ровной местности =1. Коэффициент оседания частиц сажи F=3, т.к. система выбрасывает сажу без очистки. Коэффициенты m и n определяем после нахождения параметров f, соответственно по формулам:

Находим f:

Находим

;

=112,49

Коэффициент m определяют в зависимости от f по формулам:

Так как , то по формуле (5.8)

Коэффициент n=1 при в зависимости от определяют или вычисляют по формулам:

Для и (холодные выбросы) величину n определяют

при

Тогда по формуле (5.1):

Согласно ГН 2.1.6.3492-17 для сажи (углерод) ПДК=0,15 . Следовательно, величина с_м не превышает допустимую величину содержания сажи в приземном слое атмосферного воздуха.

Расстояние х_м, м, на котором приземная концентрация достигает значения с_м , определяем по формуле (5.12)

где d – безразмерный коэффициент, при ,

Безразмерный коэффициент определяем по формуле (13):

Тогда расстояние по формуле (5.12):

Опасную скорость , при которой приземная концентрация достигает максимального значения, при значение по формулам:

Опасная скорость ветра:

Результат. Максимальная приземная концентрация с_м= достигается на расстоянии от источника при опасной скорости ветра равен

Вывод. Величина с_м не превышает гигиенический норматив качества атмосферного воздуха для сажи (углерод черный) ПДК_м.р=0,15_.. Следовательно, максимально разовый выброс М = 20 г/с не превышает ПДВ.

Пример расчета 2.

Исходные данные: При сжигании топлива на ТЭС в атмосферу выбрасывают без очистки бенз(а)пирен. Максимально разовый выброс вещества М, г/с. Источник загрязнения атмосферы (дымовая труба) высотой H, м и диаметром устья D, м. Скорость выхода газовоздушной смеси из устья ω₀, м/с. Место расположения источника – Москва и Московская область, местность ровная. Все данные сведем в (табл. 4).

Таблица 4

Исходные данные для примера 2

Вредные вещества в выбросе	М, г/с	ω₀, м/с	Т_г, °С	Н, м	D, м	L, м	F	ПДК, мг/м³	Класс опасности
Бенз(а)пирен	20	18	120	100	4	1000	3	-	1

Решение.

Величину , , определяем по формуле

Расчет выполняем для наиболее невыгодного с позиций рассеивания теплого периода года. Для Москвы температура наружного воздуха наиболее теплого месяца Т_в = 23,6 °С (СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменением N 2)). Температуру выбросов ТЭС принимаем T_г = 120 °С. Тогда

Расход пылевоздушной смеси определяем по формуле (2):

Подставим численные данные в формулу (2), получим:

Для Москвы принимаем коэффициент А=140. Коэффициент, учитывающий влияние рельефа, при ровной местности =1. Коэффициент оседания частиц F=3, т.к. система выбрасывает бенз(а)пирен без очистки. Коэффициенты m и n определяем после нахождения параметров f, соответственно по формулам:

Находим f:

Находим

=656,02.

Коэффициент m определяют в зависимости от f по формулам:

Так как , то по формуле (7):

Коэффициент n при в зависимости от определяют или вычисляют по формулам:

В нашем случае n =1, так как .

Тогда по формуле (1):

Согласно ГН 2.1.6.3492-17 для бенз(а)пирена ПДК максимально разовой нет, так как это вещество не обладает рефлекторным действием, поэтому воспользуемся среднесуточным значением предельно допустимой концентрации равным 0,1мкг/100 = . Следовательно, величина с_м значительно превышает допустимую величину содержания бенз(а)пирена в приземном слое атмосферного воздуха, в дальнейшем потребуется провести защитные мероприятия.