Расчет ПДВ котельной

Введение 

   ГОСТ 17.2.3.02-78 определяет, что предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира. Значения ПДВ устанавливаются во всех видах проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий. ПДВ устанавливается как для строящихся, так и для действующих предприятий. Значения ПДВ определяются по единой для всей страны «Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)», утвержденных Госкомгидрометом СССР и согласованных с Госстроем СССР и Минздравом СССР в 1986 году. Величина предельно допустимого выброса (ПДВ) вредных веществ является одним из основных показателей экологической безопасности предприятий. Если на участке строительства (реконструкций) предприятия сумма фонового загрязнения атмосферы и приземных концентраций, создаваемых выбросами данного предприятия, выше ПДК – строительства (реконструкция) не разрешается органами экологической и санитарной инспекций. Чем сильнее фоновое загрязнение воздуха на участке строительства, тем меньше величина ПДВ для проектируемого предприятия. Если  - строительство (реконструкция) не разрешается. Поэтому технологи и проектанты стремятся использовать в проекте предприятия малоотходные, экологически безопасные технологии и оборудование, обеспечивающее минимальную величину выброса вредных веществ (г/с). Уменьшить величину выброса можно также путем улавливания вредных веществ в устье источника выбросов пыле-газоочистными аппаратами. Уменьшить величины приземных концентраций можно путем увеличения высоты выброса (трубы) и увеличения расстояния до границы санитарно-защитной зоны с жилой застройкой, где должно соблюдаться . Во всех случаях решения принимаются по результатам расчета рассеивания вредных веществ в атмосфере после выброса их из источника. Методика расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах, основана на закономерностях диффузии газов и аэрозолей в приземном слое атмосферы и позволяет рассчитывать концентрации, C (мг/), вредного вещества в приземном слое атмосферы на любом расстоянии (до 2 км) от источника выброса. Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных определяется путем сравнения с , рассчитанного значения приземной концентрации вредных веществ, C (мг/), которое устанавливается на границе с жилой застройкой при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях (когда скорость ветра достигает опасного значения ).

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. 

Исходные  данные для котельной:

Номер варианта: 15

Место расположения – Новотроицк

Высота трубы  H=31 м

Диаметр устья  источника D=1,5 м

Температура отходящих  газов T=200˚С

Объем отходящих  газов V=8,8 м/c 

Таблица 1

Концентрации  вредных веществ, измеренные в трубах, C, мг/  

 
 

Таблица 2

Фоновые концентрации вредных веществ 

, мг/  

 

Таблица 3

Среднегодовая повторяемость ветра, в г.Новотроицке, P, % 

 
 

Таблица 4

ПДК максимальные разовые для данных вредных веществ (по CH 24571),

мг/

 

 
 

Ход решения. 

Расчет массы выброса в атмосферу по каждому из вредных веществ, производиться по формуле  M=C^SO2 · V₁  · 10^-3 , г/c 

M=C^SO2 · V₁  · 10^{-3 =}    5,192 г/с    

M=C^NO2 · V₁  · 10^{-3 =}  0,668 г/с

M=C^CO ·  V₁  · 10^{-3 =}   2,684 г/с

M=C^сажи ·V₁  · 10^{-3 =}    0,950 г/с 

Расчет ΔT (разности температур) ∆T= Tг-Tв

где – температура отходящего газа, (по заданию)

 – температура  окружающего воздуха, для расчета  принята средняя температура  наружного воздуха в 13 часов  наиболее жаркого месяца года для г.Новотроицка  Tв = 26,3 ºС 

∆T=200-26,3 = 173,7 ºС

Расчет средней  скорости выхода газовоздушной смеси (отходящих газов) из устья источника  выброса, производиться по формуле: Wo= , м/с 

Wo=

= = 4,982 м/с 

Расчет параметра f, производиться по формуле: f =  10^{3  .}  , м/с

f =  10^{3  .} 

⁼    = 0.223 м/с

Расчет  безразмерного параметра m, производиться по формуле:

m = ;

m = = = 1.08

Расчет  безразмерного параметра  , производиться по формуле:

Vm= 0.65   , м/c.  

Vm= 0.65 =  0.65 = 2.38

Расчет максимальной приземной концентраций вредных  веществ, производимых по формуле:   Cm = , мг/

Cm ^SO2 = = 0,091 мг.

Cm ^NO2  =  = 0.011 мг.

Cm ^CO  =   = 0.047 мг.

Cm^Cажи  =   = 0,050 мг.

Cm ^{прив. NO2}  =   = 0,03 мг/м³

Проверяем условия:

C ^{прив. NO2} + Сф ^NO2  =  0,03+0,013 = 0,043  мг/м³  < ПДК ^NO2 м.р.  = 0,085 мг/м³  Cм^СО + Сф ^СO  =   0,047+1,20 = 1,24 мг/м³  < ПДК ^СO м.р.  =3,0 мг/м³  Cм^Сажи + Сф ^Сажи  =   0,050+0,08 =0,13 < ПДК ^Сажи м.р.  =0,15 мг/м³   

Расчет  ПДВ 

ПДВ_СО = Мсо = 84,5 т/год

ПДВ_Сажи  = М_Сажи - ( М _{Сажи *} Э ) = 0,950- (0,9500 *0,8) = 0,19 = 5,9 т/год 
 

Расчет  безопасного расстояния до жилой застройки  для   

Xm =d*H ;   d= 7 (1+0.28 );  d= 7 (1+0.28*0.606) = 12.5

Xm^сажи  dH = 1/2 * 12.5 *31 =193 метра

Xm (Для SO₂ и NO₂)  = 12,5 * 31 =387 метров 

Приравниваем  и рассчитываем

 

S₁=

= = 1,9

С= S₁ * (C ^{прив. NO2} + Сф ^NO2 ) = 1,9 * (0.03+0.013) = 0.081 

При таком  расстоянии фактический выброс диоксида азота и двуокиси серы является ПДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК.

ПДВ_NО2 =(0.668*3600*24*365)^-6=21 т/год.

ПДВ_SО2 =(5.192*3600*24*365)^-6 = 163 т/год 

Построение  границ санитарно-защитной зоны для и сажи

, м

Где

                       

             
 
 
 
 

 для газов:                                                      для сажи:  

lc= 247 , м  

l_СВ= 433, м

l_В=588, м

l_ЮВ=185, м

l_Ю=402, м

l_ЮЗ=526, м

l_З=495, м

l_СЗ=216, м 

lc=123, м

l_СВ=216, м

l_В=293, м

l_ЮВ=92, м

l_Ю=200, м

l_ЮЗ=262, м

l_З=247, м

l_СЗ=108, м 
 

 Строим две   окружности  R = X c центром по месту расположения источника выброса. Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние L_i, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д. В тех случаях, когда расстояние < L₀ влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние равное L₀ для гарантии безопасности.

H= H= = 5,5 метров

Высота трубы  Н необходима  для соблюдения условия С_м=ПДК определяется путем преобразования основной формулы рассеивания с учетом фонового загрязнения.