4577
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования Воронежский государственный лесотехнический университет им. Ф.Г. Морозова
Инженерные сооружения и экологическая безопасность предприятий автосервиса
Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов,
профиль подготовки – Автомобильный сервис
ВОРОНЕЖ 2016
2
УДК 629.1
Прохорова, Н.Л. ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕДПРИЯТИЙ АВТОСЕРВИСА. Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, профиль подготовки – автомобильный сервис/ Н.Л. Прохорова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 41 с.
Печатается по |
решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО |
«ВГЛТУ» (протокол № |
от мая 2016 г.) |
Рецензент: директор ФГБУ «ВНИИЛГИСбиотех», кандидат биологических наук, доцент Корчагин О.М.
3
Оглавление |
|
Введение…………………………………………………………………….. |
4 |
Практическая работа № 1. Расчет выброса загрязняющих веществ от |
|
стационарных источников…………………………………………………. |
5 |
Практическая работа № 2. Расчет массы выбросов загрязняющих |
|
веществ от автотранспортных средств на территории |
8 |
автопредприятия…………………………………………………………… |
|
Практическая работа № 3. Расчет выбросов загрязняющих веществ от |
|
производственных объектов автопредприятий………........................ |
11 |
Практическая работа № 4. Исследование вентиляционных систем на |
21 |
предприятиях авторемонта и автосервиса ..…………………………….… |
|
Практическая работа № 5. Исследование систем водоснабжения и |
|
водопотребления на предприятиях автосервиса …………………………. |
25 |
Практическая работа № 6. Исследование систем очистки промстоков |
28 |
предприятий автосервиса ……………………………….............................. |
|
Приложение 1...……………………………………………………………... |
32 |
Приложение 2...……………………………………………………………... |
33 |
Приложение 3 ..……………………………………………………………... |
35 |
Приложение 4 ..……………………………………………………………... |
36 |
Приложение 5 ..……………………………………………………………... |
38 |
Список рекомендуемой литературы..……………………………………... |
39 |
Список использованной для составления методических указаний |
|
литературы …...……………………………………………………………... |
40 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Экологическая безопасность предприятий автомобильного сервиса отличается от других видов безопасности тем, что в данном случае деятельность самого предприятия может представлять собой угрозу для объектов окружающей природной среды, имущества, здоровья и жизни людей.
Важность учета экологических аспектов деятельности предприятия подтверждается следующим примером. В атмосферу, водоемы и почву в мире ежегодно выбрасывается более 3 млрд. тонн твердых промышленных отходов, 500 км3 опасных сточных вод и около 1 млрд. т аэрозолей, разных по крупности частиц и химическому составу. Номенклатурный состав ядовитых загрязнений содержит более 800 веществ (в том числе мутагены, влияющие на наследственность, канцерогены – на зарождение и развитие злокачественных новообразований, нервные и кровяные яды – на функции нервной системы, состав крови и кроветворение, аллергены – на отдельные органы и организмы и др.). Содержание их в воздухе в ряде случаев в 3-10 раз превышает предельно допустимые концентрации.
Экологическая деятельность на предприятии, как правило, осуществляется в следующих сферах: охрана природной среды, рациональное природопользование, обеспечение экологической безопасности продуктов и процессов.
Данные методические указания для практических занятий составлены с учетом методик для расчета выбросов загрязняющих веществ, направлены на приобретение и развитие навыков самостоятельной работы по решению задач обеспечения экологической безопасности существующего, проектируемого или реконструируемого предприятия.
5
Практическая работа № 1 (2 час.)
Расчет выброса загрязняющих веществ от стационарных источников (при сжигании топлива в котлоагрегатах котельной)
Цель работы: ознакомление с методикой расчета выбросов газообразных загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах котельной. Котлоагрегаты котельных работают на различных видах топлива (твердом, жидком и газообразном), поэтому выбросы от них будут различными.
К учитываемым загрязняющим веществам, выделяющимся при сгорании топлива, относятся: твердые частицы, углерода оксид, азота оксиды (в пересчете на NO2), ангидрид сернистый, мазутная зола в пересчете на ванадий.
При наличии на базах дорожной техники собственной котельной, производительностью до 30 т/час, выбросы от нее (максимально разовые и валовые за год) рассчитываются в соответствии с действующей методикой по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/час. (М., Гидрометеоиздат, 1985).
При расчете максимально разового выброса берется расход топлива за самый холодный месяц года.
Настоящая методика предназначена для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках промышленных и коммунальных котлоагрегатов и теплогенераторов производительностью до 30 т/ч.
При сжигании твердого топлива наряду с основными продуктами сгорания (CO2, H2O) в атмосферу поступают твердые частицы (летучая зола с частицами несгоревшего топлива), оксиды серы, углерода и азота.
При сжигании мазутов с дымовыми газами выбрасываются оксиды углерода, серы, азота и мазутная зола (в пересчете на соединения ванадия).
При сжигании газа с дымовыми газами выбрасываются диоксид азота, оксид углерода.
Выбросы загрязняющих веществ зависят от количества, вида топлива и от типа котлоагрегата.
При расчете используются расходы топлива: годовой - тыс. м3/год (газообразное топливо), т/год - (жидкое и твердое топливо) и секундный – 10-3 м3/с (газообразное топливо) и кг/с - жидкое и твердое топливо.
Масса загрязняющих веществ определяется для двух временных промежутков – годовой (валовый) выброс, т/год и секундный (максимальный разовый) выброс, г/с. Годовой выброс, загрязняющих веществ необходим для
6
экономических расчетов, в том числе платы за загрязнение, а секундный – для расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.
Исходные данные для выполнения заданий:
Астраханская область. Блочно-модульная водогрейная котельная «КоМБАТ-В-2,5» с двумя водогрейными котлами марки REX-120 (оба рабочих) с общим часовым расходом газа Q = 275,5 м3/час (0,07653 м3/сек).
Режим работы котельной – 173 дн/год, по 24 ч/сут. (4152 час/год) – отопительный период. Топливо – природный газ. Аварийное топливо – дизельное топливо. С дымовыми газами с температурой 185о С через металлическую дымовую трубу диаметром 0,515 м на высоту Н = 17,0 м будут выбрасываться: оксид углерода, диоксид серы (сернистый ангидрид), диоксид азота, оксид азота, бенз(а)пирен.
Задание 1. Рассчитать выбросы окислов серы в пересчете на SO2 (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами по формуле:
M = 0,02 m S (1− η′SO2) ( 1− η′′SO2 ),
Максимально разовый выброс оксида серы, г/с
GSO2 = 0,02 m S (1− η′SO2) ( 1− η′′SO2 ),
где S – содержание серы в топливе, % (табл. 1.); m – количество израсходованного топлива, т/год, (тыс.м3/год) (твердого и жидкого топлива); η′SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива, (эстонских и ленинградских сланцев принимается равной - 0,8; остальных сланцев – 0,5; углей Канско-Ачинского бассейна – 0,2 (Березовских - 0,5); торфа - 0,15; Экибастузский - 0,02; прочих углей - 0,1; мазута - 0,02; газа – 0); η″SO2 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.
* Расход натурального топлива за рассматриваемый период, (г/с, т/г), 54,7 г/с; b = 275,5нм3/ч , р - плотность газа, 0,702 кг/нм3 (согласно паспорту); содержание серы в топливе
на рабочую массу, S= 0,002% для газа (по паспорту); доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле; η′SO2 = 0 для газа;
Задание 2. Рассчитать выбросы оксида углерода в единицу времени по соотношению:
MСO = 10-3 m Q` КСО (1 − q4 /100) 10-3
Максимально разовый выброс оксида углерода, г/с,
где m - расход топлива, принимается по предыдущему расчету, (790 т/год), Q`, низшая теплота сгорания натурального топлива, 34,2 МДж/нм3 =
34,2/0,702= 48,7 МДж/кг;
7
CCO = q3 R Qн ,
где q3 - потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %; КСО – количество оксида углерода, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, кг/ГДж, принимается по таблице Ксо= 0,1 для газа;
Задание 3. Рассчитать выбросы твердых частиц летучей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени при сжигании твердого топлива:
Валовый выброс твердых частиц в дымовых газах, т/год
M = A m χ (1 − η/100) (т/г),
Максимально разовый выброс твердых частиц в дымовых газах, г/с
G = A m` χ (1 − η/100), г/с
где m – расход топлива, т/год; m` – расход топлива в самый напряженный месяц, г/с, (например, январь для отопительных котлов); A - зольность топлива на рабочую массу, %; χ - безразмерный коэффициент, характеризующий долю уносимой с дымовыми газами летучей золы, зависит от типа топки и топлива
(табл. 2); η - эффективность золоуловителей, % (при отсутствии золоуловителя
η=0.)
Максимальный расход топлива (г/с, л/с) определяется по формуле:
m′ = П 106 / Qн КПД 3,6 ,
где П – суммарная теплопроизводительность котлов, Гкал/час, Qн – низшая теплота сгорания топлива, Ккал/кг, Ккал/м
8
Практическая работа № 2 (4 часа)
Расчет массы выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории автопредприятия
Цель работы: ознакомление с методикой расчета выбросов загрязняющих веществ от подвижных источников загрязнения.
Методика оценки выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух может быть использована при проведении расчетов выброса загрязняющих веществ автомобильным транспортом и разработки мероприятий по их снижению на всех уровнях планирования, учета и контроля за исключением инвентаризации выбросов загрязняющих веществ на территории автотранспортных и других предприятий. На территории предприятий автосервиса к передвижным источникам относятся легковые.
Расчет валовых и максимально разовых выбросов от всех групп автомобилей проводится в соответствии с действующей методикой по расчету выбросов загрязняющих веществ от подвижных источников загрязнений.
Расчет выбросов загрязняющих веществ при работе и движении автомобилей по территории.
Выброс загрязняющих веществ одним автомобилем данной группы в день при движении и работе на территории предприятия рассчитывается по формуле:
M1 = Ml ´ L1 + 1,3 ´ Ml ´ L1n + Mxx ´ Txs , г
где: Ml – пробеговый выброс вещества автомобилем при движении по территории авто предприятия, г/км;
L1 – пробег автомобиля без нагрузки по территории предприятия, км/день;
1,3 – коэффициент увеличения выбросов при движении с нагрузкой;
L1n – пробег автомобиля c нагрузкой по территории предприятия, км/день;
Mxx – удельный выброс вещества при работе двигателя на холостом ходу, г/мин;
Txs – суммарное время работы двигателя на холостом ходу в день, мин. Максимальный разовый выброс от 1 автомобиля данной группы
рассчитывается по формуле:
M2 = Ml ´ L2 + 1.3 ´ Ml ´ L2n + Mxx ´ Txm , г/30 мин где: L2 – максимальный пробег автомобиля без нагрузки за 30 мин, км; L2n – максимальный пробег автомобиля с нагрузкой за 30 мин, км;
9
Txm - максимальное время работы на холостом ходу за 30 мин, мин. Валовый выброс вещества автомобилями (дорожными машинами) данной
группы рассчитывается раздельно для каждого периода по формуле:
M = A ´ M1 ´ Nk ´ Dn ´ 10-6, т/год где: A - коэффициент выпуска (выезда);
Nk - общее количество автомобилей данной группы;
Dn - количество рабочих дней в расчетном периоде (теплый, переходный, холодный).
Для определения общего валового выброса валовые выбросы одноименных веществ от разных групп автомобилей и разных расчетных периодов года суммируются
Максимальный разовый выброс от автомобилей данной группы рассчитывается по формуле:
G = M2 ´ Nk1 / 1800, г/cек
где Nk1 - наибольшее количество машин данной группы, двигающихся (работающих) в течение получаса.
Из полученных значений G для разных групп автомобилей и расчетных периодов выбирается максимальное.
Если одновременно двигаются (работают) автомобили разных групп, то их разовые выбросы суммируются.
Таблица 1 – Пробеговые выбросы легковых автомобилей
Рабочий |
|
|
Удельные выбросы загрязняющих веществ ( |
), г/км |
|
|||||
объем |
Тип |
|
|
|||||||
|
СО |
|
СН |
|
NOX |
SO2 |
|
|||
двигателя,двигателя |
|
|
|
|
||||||
Т |
X |
Т |
X |
Т |
X |
Т |
X |
|||
л |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
до 1,2 |
Б |
13,8 |
17,3 |
1,3 |
1,9 |
0,23 |
0,23 |
0,04 |
0,05 |
|
свыше 1,2 |
Б |
15,8 |
19,8 |
1,6 |
2,3 |
0,28 |
0,28 |
0,06 |
0,07 |
|
до 1,8 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
свыше 1,8 |
Б |
17,0 |
21,3 |
1,7 |
2,5 |
0,4 |
0,4 |
0,07 |
0,09 |
|
до 3,5 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
свыше 3,5 |
Б |
24,0 |
30,0 |
2,4 |
3,6 |
0,56 |
0,56 |
0,105 |
0,13 |
Пр и м е ч а н и е 1 - В весенне-осенний период значения выбросов CO, CH и SО2 должны умножаться на коэффициент 0.9 от значений холодного периода. Выбросы NOX, равны выбросам в холодный период.
Пр и м е ч а н и е 2 - Пробеговые выбросы загрязняющих веществ для современных легковых автомобилей с улучшенными экологическими характеристиками принимаются по таблице 3.5.
10
Таблица 2 – Пробеговые выбросы современных легковых автомобилей, с улучшенными экологическими характеристиками
Рабочий объем |
Тип двигателя |
Удельные выбросы загрязняющих веществ ( |
), г/км |
|||||||||
|
СО |
|
СН |
NOX |
|
С |
SO2 |
|||||
двигателя, л |
|
|
|
|||||||||
|
|
Т |
X |
Т |
X |
Т |
X |
Т |
X |
Т |
X |
|
|
Б |
7,5 |
9,3 |
1,0 |
1,5 |
0,14 |
0,14 |
- |
- |
0,036 |
0,045 |
|
до 1,2 |
5,3 |
6,6 |
0,8 |
1,2 |
0,14 |
0,14 |
0,032 |
0,041 |
||||
|
|
|
||||||||||
|
Д |
0,8 |
0,9 |
0,1 |
0,2 |
0,8 |
0,8 |
0,04 |
0,06 |
0,143 |
0,178 |
|
свыше |
Б |
9,4 |
11,8 |
1,2 |
1,8 |
0,17 |
0,17 |
- |
- |
0,054 |
0,068 |
|
6,6 |
8,3 |
1,0 |
1,5 |
0,17 |
0,17 |
0,049 |
0,061 |
|||||
1,2 до 1,8 |
|
|
|
|||||||||
Д |
1,0 |
1,2 |
0,2 |
0,3 |
1,1 |
1,1 |
0,06 |
0,09 |
0,214 |
0,268 |
||
|
||||||||||||
свыше |
Б |
13,2 |
16,5 |
1,7 |
2,5 |
0,24 |
0,24 |
- |
- |
0,063 |
0,079 |
|
9,3 |
11,7 |
1,4 |
2,1 |
0,24 |
0,24 |
0,057 |
0,071 |
|||||
1,8 до 3,5 |
|
|
|
|||||||||
Д |
1,8 |
2,2 |
0,4 |
0,5 |
1,9 |
1,9 |
0,10 |
0,15 |
0,25 |
0,313 |
||
|
||||||||||||
|
Б |
18,8 |
23,5 |
2,4 |
3,6 |
0,34 |
0,34 |
- |
- |
0,097 |
0,121 |
|
свыше 3,5 |
13,3 |
16,6 |
2,0 |
3,0 |
0,34 |
0,34 |
0,087 |
0,109 |
||||
|
|
|
||||||||||
|
Д |
3,1 |
3,7 |
0,7 |
0,8 |
2,4 |
2,4 |
0,15 |
0,23 |
0,35 |
0,481 |
Пр и м е ч а н и е 1 - В числителе приведены данные для автомобилей, оснащенных двигателями с карбюраторами, в знаменателе - с системой впрыска топлива.
Пр и м е ч а н и е 2 - В весенне-осенний период значения выбросов CO, CH, C и SO2 должны умножаться на коэффициент 0.9 от значений холодного периода. Выбросы NOX, равны выбросам в холодный период.
Пр и м е ч а н и е 3 - Для автомобилей, оборудованных сертифицированными каталитическими нейтрализаторами и работающих на неэтилированном бензине, значения выбросов должны умножаться на коэффициенты:
- для СО - на 0.2, СН и NOX - на 0.3 при установке 3-х компонентных нейтрализаторов;
- для СО - на 0.2, СН - на 0.3 при установке 2-х компонентных нейтрализаторов с дополнительной подачей воздуха (окислительного типа).
Таблица 3 – Варианты заданий
Показатели |
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Время прогрева двигателя, мин |
5 |
7 |
10 |
12 |
6 |
9 |
Пробег по территории АТП одного автомобиля |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
в день при выезде (возврате), км |
|
|
|
|
|
|
Время работы двигателя на холостом ходу при |
2 |
3 |
4 |
2 |
3 |
4 |
выезде (возврате) на территорию АТП, мин |
|
|
|
|
|
|
Рабочий объем ДВС, л |
все |
все |
все |
все |
все |
все |
Грузоподъемность, т |
все |
все |
все |
все |
все |
все |
Класс автобуса |
все |
все |
все |
все |
все |
все |
Оснащение двигателя (к-карбюратор, в-впрыск) |
к в |
к в |
к в |
к в |
к в |
к в |
Период года (т- теплый, х-холодный, п-перех) |
т |
х |
п |
т |
х |
п |
Стоянка (сп-с подогревом, бпбез подогрева) |
бп |
сп |
бп |
бп |
бп |
бп |