Воздействие источника на загрязнение атмосферного воздуха определяется:
- характеристикой местности, в которой размещен источник;
- характеристикой источника, загрязняющего атмосферу.
1.1. Характеристика местности
Характеристика местности включает:
- расчетные температуры атмосферного воздуха по месяцам года, в том числе зимний период (январь), летний период (июль);
- продолжительность ветров по румбам и скорости ветров по румбам;
- фоновые концентрации токсичных веществ в атмосферном воздухе (в месте размещения источника загрязнения);
- данные о широте и рельефе местности.
Расчетные температуры наружного воздуха и продолжительность отопительного периода принимаются по СП 131.13330.2012 Строительная климатология [1]. Продолжительность и скорости ветров по румбам при отсутствии данных по регионам в учебном проектировании допускается принимать по СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика.
Широта местности определяется по географическому атласу (кроме областей, перечисленных в [5, раздел 2]) и используется для определения коэффициента А, зависящего от условий рассеивания примесей в атмосферном воздухе.
Рельеф местности определяется по съемке территории в районе размещения источника загрязнения.
Значения фоновых концентраций загрязняющих веществ выдаются территориальными Управлениями Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета по данным наблюдений состояния атмосферного воздуха в районе размещения источника (при учебном проектировании – на основании задания).
1.2. Характеристика источника загрязнения
Если источником загрязнения является котельная установка (далее котельная), то в характеристике следует указать:
- назначение котельной (производственная, отопительная, отопительно-производственная);
- тип котельной (паровая, водогрейная, комбинированная);
- установленную паропроизводительность, т/ч (теплопроизводи-тельность, ГДж/ч) или тепловую мощность, МВт (Гкал/ч);
- число котлов (N 1, N 2), работающих в разные периоды года (летний, зимний для паровой котельной, зимний и переходный – для водогрейной);
- высоту дымовой трубы Н (м) и диаметр устья трубы D (м);
- вид основного топлива и (при необходимости) резервного;
- максимальный расход топлива (основного и резервного) на котельную.
Расход топлива (основного и резервного) на котельную рассчитывается для различных временных промежутков: расход секундный, часовой, годовой (см. табл. 1.1).
При известных марке и рабочих параметрах котла максимальный расход топлива подсчитывается, м3/с, кг/с:
 ,
| (1.1) |
где 
– низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг, кДж/м3 (см. характеристику топлива); 
– коэффициент полезного действия котлоагрегата брутто (принимается по технической характеристике котла); Q к – теплопроизводительность котельного агрегата, кВт (кДж/с). Для водогрейного котла принимается по характеристике котла [15], для парового – рассчитывается по формуле:
 ,
| (1.2) |
где D – паропроизводительность, кг/с; D пр – расход продувочной воды, кг/с h ", h ' – энтальпии насыщенного пара и котловой воды, кДж/кг. h ", h ' принимаются из [15, табл. 3.1, С. 47] по абсолютному давлению в барабане котла. При наличии пароперегревателя в формуле (1.2) h " заменяется наэнтальпию перегретого пара h пп, принимаемой по абсолютному давлению в барабане котла и температуре перегретого пара [15, табл. 3.2, С. 49]; h пв – энтальпия питательной воды, кДж/кг. Энтальпия питательной воды вычисляется по формуле:
 ,
| (1.3) |
где с в = 4,19 кДж/(кг×°С) – удельная теплоемкость воды; t пв – температура питательной воды, °С (принять 70–90°С).
Максимальный секундный расход топлива на котельную установку:
– в зимний период, м3/с, кг/с
 ,
| (1.4) |
– в летний (переходный) период, м3/с кг/с
 ,
| (1.5) |
где N 1 и N 2 – число работающих котлов в зимний и летний период соответственно.
Далее определяется расчетный расход топлива на котельную, кг/с, по формуле:
 ,
| (1.6) |
где q 4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания, % (рекомендуется принять по прил. А. в случае отсутствия эксплуатационных данных)
Для расчета массы выбросов загрязняющих веществ по нормативной методике [2] необходимо заполнить табл. 1.1.
Годовой расход подсчитывается по формуле, т/год (тыс.м3/год):
 ,
| (1.7) |
где n – число часов использования установленной мощности котельной, ч/год.
Если фактическое значение n неизвестно, допускается принять:
– для паровой котельной: n = 5500 ч/год;
– для водогрейной котельной: n = n 1 . 0,7, ч/год,
где n 1 – число часов отопительного периода (см.[1], табл.1); 0,7 – коэффициент одновременной работы котлов.
При наличии резервного топлива принимается его использование в течении 1-3 месяцев (по заданию руководителя).
Таблица 1.1 Расход топлива на котельную установку
| Периоды года | Расход топлива для расчетного периода | ||||
| При сжигании мазута или твердого топлива: | |||||
| Зимний | максимальный |  , кг/с
|
|  , т/ч
| |
| расчетный |  , кг/с
|
|  , т/ч
| ||
| Летний | максимальный |  , кг/с
|
|  , т/ч
| |
| расчетный |  , кг/с
|
|  , т/ч
| ||
| Годовой | максимальный |
| |||
| расчетный |
| ||||
| При сжигании природного газа: | |||||
| Зимний | максимальный |
|
| ||
| расчетный | |||||
| Летний | максимальный |
|
| ||
| расчетный | |||||
| Годовой | максимальный |
| |||
, г/с
, г/с
, г/с
, г/с
, т/год
, т/год
, м3/с
, тыс.м3/ч
, м3/с
, тыс.м3/ч
, тыс.м3/год2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УДАЛЯЕМЫХ В АТМОСФЕРУ
ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
Суммарное количество продуктов сгорания, выбрасываемых из дымовой трубы котельной, рассчитывается двумя способами.
I способ
Расчет выполняется по известному составу топлива (компонентному – для газового, элементному – для твердого и жидкого топлив).
Теоретический объем воздуха, необходимого для полного сгорания единицы топлива:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
V 0 = 0,0889 . (C r + 0,375  ) + 0,265 H r - 0,0333 O r (2.1)
|
– при сжигании газового топлива, м3/м3:
 ,
| (2.1) |
где m – число атомов углерода; n – число атомов водорода.
Теоретический объем азота в продуктах сгорания:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
 ,
| (2.2) |
– при сжигании газового топлива, м3/м3:
 ,
| (2.3) |
Объем трехатомных газов:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
 ,
| (2.4) |
– при сжигании газового топлива, м3/м3:
 ,
| (2.5) |
Примечание: сумму диоксидов углерода и серы принято называть “сухие трехатомные газы” и обозначать RO2 (СО2 + SO2 = RO2).
Теоретический объем водяных паров:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
 ,
| (2.6) |
– при сжигании газового топлива, м3/м3:
 ,
| (2.7) |
где d г.тл – влагосодержание газового топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа, г/м3. В учебном проектировании принимается d г.тл = 5 г/м3.
Действительный объем водяных паров, м3/кг (для твердого и жидкого топлива), м3/м3 (для газового топлива):
 ,
| (2.8) |
где aух – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах. Принимается согласно рекомендациям [17, п. 4-Б, С. 27].
Действительный суммарный объем продуктов сгорания м3/кг (для твердого и жидкого топлива), м3/м3 (для газового топлива):
 ,
| (2.9) |
Расход продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы определяется для двух временных промежутков (зимнего и летнего/переходного) по формуле, м3/с:
 ,
| (2.10) |
где 
– расчетный секундный расход топлива на котельную (см.табл.1.1), кг/с (м3/с) для рассматриваемого периода (зимнего, летнего/переходного); θух – температура газов на выходе из дымовой трубы, °С. Принимается согласно рекомендациям [17], но не ниже значений, указанных в табл. 2.1. Для водогрейных котлов принимается согласно технической характеристике [15].
II способ
Если в характеристике топлива приведены значения 
и 
[15], то расчет расхода удаляемых в атмосферу продуктов сгорания значительно упрощается.
 ,
| (2.11) |
где 
- расчетный секундный расход топлива на котельную (см.табл.1.1), кг/с (м3/с) для рассматриваемого периода (зимнего, летнего/переходного); aух – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, принимается согласно рекомендациям [17]; θух – температура газов на выходе из дымовой трубы, °С. Принимается согласно рекомендациям [17], но не ниже значений, указанных в табл. 2.1. Для водогрейных котлов принимается согласно технической характеристике [15]; 
- теоретически необходимый объем воздуха для сжигания единицы топлива, м3/кг (м3/м3); 
– теоретический объем газов при a = 1, образующихся при сжигании единицы топлива, м3/кг (м3/м3).
Таблица 2.1
Температура уходящих газов для котлов D ≤ 20 кг/с [17]
| Топливо | θух, °С | Топливо | Содержание серы, Sr, % | θух, °С |
Угли с  =1–5*
| 140÷150 | Мазут | до 1,0 | 140 |
| Торф и древесные отходы | 170÷190** | 1,1-2,0 | 150 | |
| Природный газ | 120÷130 | 2,1-3,0 | 160 | |
| свыше 3,0 | 165 |
Примечание: * 
– приведенное содержание влаги в рабочей массе топлива, (кг·%)/МДж; **при наличии воздухоподогревателя.
