Методические указания к расчету

Расчетно-графическая работа № 1.

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

Методические указания к расчету

   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:

См =  ,                         (1)

где A – коэффициент температурной стратификации; для Казахстана          А=200;

M – масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с;

F - коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;

  F = 1 для газообразных веществ; при среднем эксплуатационном

         коэффициенте очистки выбросов не менее 90% – 2; от 75-90% - 25;

         менее 75% и при отсутствии очистки – 3;

η – коэффициент рельефа местности; η = 1 для ровной поверхности;

H – высота источника, м;

V₁- расход газовоздушной смеси, м³/с;

∆Т- Т_гв – Т_ос, ⁰С.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, υ_м, υ_м^' иf_е:

                                   f = 1000 ;                           (2)

 

υ_м= 0,65 ;                        (3)

 

υ_м^' = 1,3 ;                               (4)

 

f_е = 800 (υ_м^')³.                               (1.5)

 

   Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам:

 

m = , при f<100 (6)

 

                         m=       при f≥100.                              (7)

 

  Для f_е< f< 100 значение коэффициента m вычисляется при f = f_е.

  Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от υ_м по формулам:

                                       n =1 при υ_м≥ 2;                              (8)

      n =0,532 υ_м² – 2,13 υ_м + 3,13  при 0,5 ≤ υ_м ≤ 2             (9)

 

      n = 4,4 υ_м,  при υ_м ≤ 0,5                                      (10)

 

   Расстояние Х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле:

 

                        х_м= ,                                                (11)

где безразмерный коэффициент d приf< 100 находится по формулам:

 

d = 2,48 (1+0,28 ) при υ_м ≤ 0,5;                     (12)

d = 4,95υ_м(1+0,28 )при 0,5 <υ_м ≤ 2;            (13)

 

d = 7 υ_м(1+0,28 ) при υ_м>2.                            (14)

При f>100 или ∆Т≈0 значение d находится по формулам:

 

d = 5.7 приυ_м^' ≤ 0,5;                              (15)

 

d= 11,4υ_м^' при 0,5 <υ_м ≤ 2;             (16)

 

d = 16    при υ_м^'>2.                       (17)

 

  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, в случае f< 100 определяется по формулам:

 

u_м = 0,5 при u_м ≤ 0,5;                      (18)

 

u_м =υ_м при 0,5 <υ_м ≤ 2;                  (19)

 

u_м =υ_м(1+0,12 ) при υ_м>2.          (20)

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

 

                                             с = s₁c_м.                                         (21)

 

где s₁ – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/х_м и коэффициента F по формулам:

 

          s₁ = 3(х/х_м)⁴ – 8(х/х_м)³ + 6(х/х_м)² при х/х_м  ≤ 1;               (21а)

 

          s₁ =   при 1 < х/х_м  ≤ 8;                           (21б)

 

 

        s₁ = при F≤ 1,5 и х/х_м>8;  (22)

 

 

        s₁ =    при F> 1,5 и х/х_м>8;   (23)

 

    Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий производится по формуле:

 

,                                                   (24)

 

где L(м) – расчетный размер С33; L₀ (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; Р₀ (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьми румбовой розе ветров Р₀= =12,5 %. Значения  иL₀ отсчитываются от границы источников.

 

 

Содержание расчетно-графической работы

1 Выбрать номер варианта по заданию преподавателя.

2 Определить максимальные концентрации примесей в атмосфере с  

учетом веществ, обладающих эффектом суммации.

    3 Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация.

4 Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить L_0.

    5 Определить санитарно-защитную зону станции.

    6 Построить «Розу ветров» и санитарно-защитную зону станции.

    7 Сделать выводы и предложения по работе.

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. и 2.

 

Таблица 1. - Исходные данные

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Высота, Н, м	40	60	100	100	100	150	35	70	80	100
Диаметр устья, Д, м	4,5	4,5	4,5	6	6	6	4,5	4,5	4,5	6
Скорость выхода газов W0м/с	15	15	15	15	25	25	15	15	25	25
Тг, 0С	180	160	150	180	175	165	160	180	200	190
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	260	190	310	1000	1100	1250	350	340	400	800
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	520	600	650	2000	2500	2300	700	650	680	1400
Выброс окси- дов азота, МNOX, г/с	25	30	32	90	110	115	42	32	38	75
Степень очистки воздуха, %	0	90	95	96	84	80	90	72	84	0
Район расположен.	Алматы	Т-К	Караганда	Астана	Актобе	Жезказган	Шымкент	Усть-Кам	Петроп-к	Атырау

 

Продолжение таблицы 1.

Варианты	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Высота, Н, м	100	125	100	120	100	120	125	125	100	60
Диаметр устья, Д, м	6	6	4,5	4,5	4,5	6	6	6	6	1,0
Скорость выхода газов W0м/с	25	25	15	15	15	15	25	25	25	10
Тг, 0С	165	175	185	150	160	165	167	181	185	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	20
Выброс золы, Мз, г/с	1000	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	250
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2000	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	450
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	100	112	59	37	44	65	105	117	30	45
Степень очистки воздуха, %	96	94	91	90	94	0	98	98	0	80
Район расположен.	Актау	Тараз	Алматы	Т-К	Караганда	Астана	Актюбинск	Жезказган	Шымкент	Атырау

 

Продолжение таблицы 1.

Варианты	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Высота, Н, м	50	80	80	80	125	30	60	70	90	90
Диаметр устья, Д, м	4,5	4,5	6	6	6	4,5	4,5	4,5	6	6
Скорость выхода газов W0м/с	15	15	15	25	25	15	15	25	25	25
Тг, 0С	160	150	180	175	165	160	180	200	190	165
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	190	310	1000	1100	1250	350	340	400	800	1000
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	600	650	2000	2500	2300	700	650	680	1400	2000
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	30	32	90	110	115	42	32	38	75	100
Степень очистки воздуха, %	90	95	96	84	80	90	72	84	0	96
Район расположен.	Т-К	Караганд	Астана	Актюб	Джез.	Шымк.	Усть-Кам	Петропавл	Атырау	Актау

 

Продолжение таблицы 1.

Варианты	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Высота, Н, м	100	90	100	90	100	130	130	100	35	50
Диаметр устья, Д, м	6	4,5	4,5	4,5	6	6	6	6	4,0	4,0
Скорость выхода газов W0м/с	25	15	15	15	15	25	25	25	10	10
Тг, 0С	175	185	150	160	165	167	181	185	180	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	260	190
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	520	600
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	112	59	37	44	65	105	117	30	25	30
Степень очистки воздуха, %	94	91	90	94	0	98	98	0	0	90
Район расположен.	Тараз	Алматы	Т-К	Карг.	Астана	Актюбинск	Джезк.	Шымк.	Алматы	Т-К

 

Продолжение таблицы 1.

Варианты	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50
Высота, Н, м	80	80	80	125	40	30	60	70	90	90
Диаметр устья, Д, м	4,0	5,0	5,5	5,0	3	4,0	4,0	4,0	5,5	5,5
Скорость выхода газов W0м/с	10	10	15	15	12	15	10	15	15	15
Тг, 0С	150	180	175	165	170	160	180	200	190	165
Тв, 0С	23	23	23	23	20	23	23	23	23	23
Выброс золы, Мз, г/с	310	1000	1100	1250	370	350	340	400	800	1000
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	650	2000	2500	2300	650	700	650	680	1400	2000
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	32	90	110	115	50	42	32	38	75	100
Степень очистки воздуха, %	95	96	84	80	0	90	72	84	0	96
Район расположен.	Карган.	Астана	Актюб	Джез.	Тараз	Шымк	Усть-Кам	Петропавл	Атырау	Актау

 

Продолжение таблицы 1.

Варианты	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60
Высота, Н, м	100	90	100	90	100	130	130	100	40	60
Диаметр устья, Д, м	5,5	4,0	4,0	4,0	5,0	5,0	5,0	5,0	1,5	2
Скорость выхода газов W0м/с	15	10	10	10	10	15	15	15	12	15
Тг, 0С	175	185	150	160	165	167	181	185	150	160
Тв, 0С	23	23	23	23	23	23	23	23	21	18
Выброс золы, Мз, г/с	1150	350	400	450	700	1200	1300	300	100	250
Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с	2100	700	800	900	1300	2050	2350	500	200	450
Выброс оксидов азота, МNOX, г/с	112	59	37	44	65	105	117	30	30	60
Степень очистки воздуха, %	94	91	90	94	0	98	98	0	0	75
Район расположен.	Тараз	Алматы	Т-К	Карг.	Астана	Актюб	Джез.	Шым.	Атырау	Актау

 

 

Таблица 2. - Значение Р, %

Направление/ город	С	СВ	В	Ю В	Ю	Ю З	3	С З
Алматы	9	12	7	23	16	20	7	6
Талды-Корган	17	10	6	8	4	9	16	30
Караганда	12	18	10	9	10	15	14	12
Астана	12	19	10	10	8	11	14	16
Актюбинск	12	16	10	8	7	8	14	25
Джезказган	23	18	11	3	5	8	15	17
Шымкент	9	22	25	12	3	6	8	15
Усть-Каменогорск	2	1	3	48	10	7	5	24
Петропавловск	17	16	11	8	6	13	12	17
Атырау	8	11	19	23	7	8	13	11
Актау	24	17	9	7	6	9	10	18
Тараз	24	14	7	24	6	6	6	13