ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
| СОГЛАСОВАНО: | УТВЕРЖДАЮ: |
| Выпускающая кафедра Техносферная безопасность | Проректор по учебно-методической работе – директор РОАТ |
| Зав. кафедрой Аксенов В.А. (подпись, Ф.И.О.) | Апатцев В.И.. (название института, подпись, Ф.И.О.) |
| «___» ___________ 2013 г. | «___»___________ 2013 г. |
Кафедра Техносферная безопасность
(название кафедры)
Авторы: Зубрев Н.И., к.т.н., доцент.; Устинова М.В., к.т.н., Матвеева Т.В.
(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)
Курсовая работа по дисциплине
«Физико-химические процессы в техносфере»
(название дисциплины)
Направление/специальность: 280700.62 Техносферная безопасность
(код, наименование специальности /направления)
Профиль/специализация: Безопасность жизнедеятельности в техносфере (БЖ)
Квалификация (степень) выпускника: Бакалавриат
Форма обучения: Заочная
| Одобрена на заседании Учебно-методической комиссии Протокол №_______ «____» _______________ 2013 г Председатель УМК Горелик А.В. (подпись, Ф.И.О.) | Одобрена на заседании кафедры Протокол №_______ «___»_______________ 2013 г. Зав. кафедрой Аксенов В.А. (подпись, Ф.И.О.) |
Москва 2013 г.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
По дисциплине «Физико-химические
процессы в техносфере»
Курсовая работа по дисциплине «Физико-химические процессы в техносфере» – это комплексная самостоятельная работа обучающегося. Целью выполнения курсовой работы является обзор теоретического материала и получение практических навыков по дисциплине «Физико-химические процессы в техносфере». Номер варианта студента соответствует номеру в списке группы.
Курсовая работа должна состоять из содержания, введения, двух частей, заключения, списка используемых источников. Во введении указываются основные особенности рассматриваемого предприятия – локомотивного депо и формируется задача курсовой работы.
В первой части приводятся результаты расчета загрязнения атмосферы в жилой зоне котельной локомотивного депо (по заданию 1) на основании исходных данных (Приложение 1). В этой части следует привести расчет выбросов загрязняющих веществ из дымовой трубы котельной, оценить уровень загрязнения атмосферы в жилой зоне, расположенной вблизи предприятия.
Во второй части приводятся результаты расчета нормативно допустимых сбросов веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами (по заданию 2) локомотивного депо на основании исходных данных (Приложение 2).
В заключении даются основные выводы по полученным результатам.
Условия всех заданий переписывают полностью, без сокращений. Расчеты, вывод формул и ответы на теоретические вопросы должны быть коротко, но четко обоснованы. При проведении расчетов нужно приводить весь ход решения и математические преобразования. Формулы набираются в редакторе формул. Графики и рисунки должны быть выполнены аккуратно с использованием чертёжных инструментов или компьютерной технологии. Работа должна иметь подпись студента и дату. Курсовая работа представляется в бумажном и электронном виде: в бумажном виде на листах А4 и на СД-диске.
1 Расчет загрязнения атмосферы в жилой зоне
котельной локомотивного депо
ЗАДАНИЕ 1. Провести расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферы из дымовой трубы котельной при сжигании твердого или жидкого топливаНа основании выбросов в приземном слое атмосферы провести анализ уровня загрязнения атмосферы в контрольных точках селитебной зоны. Исходные данные для расчета приведены в Приложении 1.
1.1 Краткая характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы
Исходные данные для задания 1 для курсовой работы выбираются согласно списочного состава студентов группы по таблицам, приведенным в Приложении 1.
Предприятие Локомотивное депо проводит техобслуживание и ремонт электро- и тепловозов. Город расположения Локомотивного депо приводится в таблице 1 Приложения 1, а карта-схема предприятия и его района расположения – на рисунке 1. В таблице 1 Приложения 1 для каждого варианта также приводится перечень объектов, расположенных в восьми направлениям от границы предприятия (на север, северо-запад, запад и т.д.): жилая зона, промпредприятие, парк, сады, лес.
Котельная предприятия осуществляет обогрев производственных помещений и подачу пара для производственных нужд, работает круглосуточно. Исходные данные для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из дымовой трубы котельной предприятия приведены в таблице 2. В таблице 3 даны характеристики источников загрязнения атмосферы, необходимые для проведения расчетов рассеивании выбросов загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.
1.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в дымовых газах котельной при сжигании твердого или жидкого топлива
Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю приходится до 80% суммы выбросов всех загрязняющих веществ). Паровые котлы котельной вырабатывают пар для технологических нужд и обогрева производственных помещений. Для котельных, в зависимости от вида топлива, на котором они работают, нормируемыми являются массы выбросов следующих видов загрязняющих веществ:
- оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, бенз(а)пирен, твердые частицы для котельных, работающих на твердом или жидком топливе (летучая зола – сажа; коксовые остатки или мазутная зола в пересчете на ванадий);
- оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, бенз(а)пирен (для котельных, работающих на газообразном топливе: природный, доменный газ).
Расчет выбросов продуктов сгорания (оксида углерода, оксидов азота, бенз(а)пирена и т.д.) от котельных осуществляется по «Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал/ч» [4]. В соответствии с методикой проводится расчет валового и максимально-разового выбросов по каждому виду учитываемого загрязняющего вещества.
Ниже приводятся расчетные формулы для определения выбросов загрязняющих веществ дымовой трубой котельной Локомотивного депо.
1.2.1 Валовые и максимально-разовые выбросы твердых частиц
При сжигании твердого топлива (угля, кокса, торфа) с дымовыми газами в атмосферу выбрасываются твердые частицы: летучая зола и несгоревшее топливо.
Суммарное количество твердых частиц (летучей золыи несгоревшего топлива) Мтв, поступающих в атмосферу с дымовыми газами котлов (г/с, т/год), вычисляют по формуле:
(1.1)
где В – расход натурального топлива, г/с (т/ год), указан в задании на курсовой проект (Приложение 1, таблица 2)[1];
Аr – зольность топлива на рабочую массу, %; для бурых углей принять Аr = 40%, для каменных углей – Аr = 43%, для антрацитов – Аr = 30%, для торфа – Аr = 14%;
aун – доля золы, уносимой газами из котла (доля золы топлива в уносе), таблица 5;
– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях; если золоуловители отсутствуют =0;
q4 – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %; при отсутствии данных можно использовать ориентировочные значения, приведенные в таблице 1.1;
– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (таблица 1.2);
32,68 – теплота сгорания углерода, МДж/кг.
Количество летучей золы (Мз) в г/с (т/год), входящее в суммарное количество твердых частиц, уносимых в атмосферу, вычисляют по формуле:
(1.2)
Количество коксовых остатков при сжигании твердого топлива и сажи при сжигании мазута (Мк) в г/с (т/год), образующихся в топке в результате механического недожога топлива и выбрасываемых в атмосферу, определяют по формуле:
(1.3)
В обязательном порядке осуществляется расчет максимально разовых (г/с) и валовых (т/год) выбросов твердых веществ в атмосферу при сжигании твердого топлива.
Таблица 1.1 – Характеристика топок котлов малой мощности
| Вид топок и котлов | Топливо | q3, % | q4, % |
| С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива | Бурые угли Каменные угли Антрациты AM и АС | 2,0 2,0 1,0 | 8,0 7,0 10,0 |
| Топки с цепной решеткой | Донецкий антрацит | 0,5 | 13,5 |
| Шахтно-цепные топки | Торф кусковой | 1,0 | 2,0 |
| Топки с пневмомеханическим забрасывателем и цепной решеткой прямого хода | Угли типа кузнецких Угли типа донецкого Бурые угли | 1,0 1,0 1,0 | 5,5 6 5,5 |
| Топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода | Каменные угли Бурые угли | 1,0 1,0 | 5,5 6,5 |
| Топки с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой | Донецкий антрацит Бурые угли типа подмосковных, бородинских Угли типа кузнецких | 1,0 1,0 1,0 1,0 | 13,5 9 6 5,5 |
Таблица 1.2 – Характеристика твердых топлив
| №№ п/п | Наименование топлива | qT, % | Sr, % | , МДж/кг
|
| 1. | Подмосковный бассейн (бурый уголь) | 39,0 | 4,2 | 9,88 |
| 2. | Печорский бассейн (каменный уголь) | 31,0 | 3,2 | 17,54 |
| 3. | Челябинский бассейн (бурый уголь) | 29,9 | 1,0 | 14,19 |
| 4. | Кузнецкий бассейн (каменный уголь) | 13,2 | 0,4 | 22,93 |
| 5. | Антрацит | 29,9 | 1,9 | 16,39 |
