Глава 2. Расчет рассеивания выбросов в атмосфере

2.1Условия задачи

Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу M=80г\с оксид серы (SO2). Температура воздуха Tv=25 ⁰С. Температура газовоздушной смеси Tг=40⁰С. Высота трубы H=35 м. Диаметр устья D=4,0м. Средняя скорость выхода газовоздушной смеси W0=2,5 м\с. Принять коэффициент n=1, так как ТЭЦ расположена в равнинной местности. ТЭЦ расположен в городе Октябрьский Республике Башкортостан(А=160).

1. Определить С_м, Х_м. Определить С_мu, Х_мu при скоростях ветра u₁ 2 м/с, u₂ 10 м/с.

2. Определить L₀, I по восьми направлениям (румбам) среднегодовой розы ветров. Розу ветров и санитарно-защитную зону вычертить в произвольном масштабе.

2.2 Решение задачи

1) Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии x_м (м) от источника и определяется по формуле:

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f.

Следовательно, m находим по формуле

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров v_м.

V₁ (м³/с) - расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле

n=1;

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³).

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

Найдем безразмерный коэффициент d

2) Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_ми (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u (м/с)=2, отличающейся от опасной скорости ветра u_м (м/с), определяется по формуле:

с_ми = r c_м,

Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера

с_ми =0,58*2,75=1,5

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_ми (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u (м/с)=10, отличающейся от опасной скорости ветра u_м (м/с), определяется по формуле:

с_ми =0,83*2,75=2,2

Расстояние от источника выброса x_ми (м), на котором при скорости ветра u(м/с)=2 и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения с_ми (мг/м³), определяется по формуле:

х_ми = p x_м,

при скоростях ветра . u₁ =2 м/с

х_ми =2,05*567=1162,35

Расстояние от источника выброса x_ми (м), на котором при скорости ветра u(м/с)=2 и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения с_ми (мг/м³), определяется по формуле:

х_ми =1,5*567=850,5

3) ) 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 = s₁ c_м,

С=ПДК-Сф=1,5-0,1=1,4,

=0,5;

;

;

L₀=Х= 1765,91

Отсюда полученные размеры СЗЗ уточняют отдельно для различных направлений ветра в зависимоси от среднегодовой розы ветров по формуле:

L= L₀*P/P₀

Направление ветра	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость ветра	8	7	5	11	14	19	29	7
P/P0	0,64	0,56	0,40	0,88	1,12	1,52	2,32	0,56
I	1130,1	988,9	706,3	1554,0	1977,8	2684,1	4096,9	988,9

Санитарно-защитная зона

Роза ветров

Вывод

В ходе работы были получены следующие результаты:

1. При неблагоприятных метеорологических условиях максимальное значение приземной концентрации C_m (NO₂) = 2,75 мг/м³ достигается на расстоянии X_m =567 м и превышает ПДК_мр (NO₂)= 0.085 мг/м³ в 0.32 раз;

2. При неблагоприятных метеорологических условиях и скоростях ветра u₁ и u₂, отличающихся от опасной скорости u

• при u₁=2 м/с, С_mu1=1,5 мг/м³ достигается на X_mu1 =1162.35 м

• при u₂=10 м/с, С_mu2=2,2 мг/м³ достигается на X_mu2 =850,5 м

3. С учетом среднегодовой розы ветров размеры санитарно-защитной зоны:

I(северное)=1130,1

I(восточное)=706,3I(южное)=1977,8 I(западное)=4096,9

Максимальный и минимальный размеры СЗЗ составляют: I_max=4096,9 м при западном ветре; I_min=706,3 м при восточном ветре.

ПДК выбросов NO₂ соблюдаются в пределах СЗЗ ТЭЦ, и установленная СЗЗ может использоваться данной тепловой электростанцией.

Заключение

Признаки определения класса опасности вредных веществ установлены стандартом ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности".

По ГОСТу вредное вещество – вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

«Лисий хвост» — жаргонное название выбросов в атмосферу оксидов азота на химических предприятиях (иногда — из выхлопных труб автомобилей). Название происходит от оранжево-бурого цвета диоксида азота. При низких температурах диоксид азота димеризуется и становится бесцветным. В летний сезон «лисьи хвосты» наиболее заметны, так как в выбросах возрастает концентрация мономерной формы.

Оксиды азота, улетучивающиеся в атмосферу, представляют серьёзную опасность для экологической ситуации, так как способны вызывать кислотные дожди, а также сами по себе являются токсичными веществами, вызывающими раздражение слизистых оболочек.

Двуокись азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

В специальной литературе также указывается на то, что воздействие на организм человека диоксида азота снижает сопротивляемость к заболеваниям, вызывает кислородное голодание тканей, особенно у детей. Усиливает действие канцерогенных веществ, способствуя возникновению злокачественных новообразований.

Образующаяся в результате взаимодействия диоксида азота с водой азотная кислота является сильным коррозионным агентом.

Защита атмосферы от тепловых выбросов должна быть направлена на снижение объёмов газовых выбросов и их очистку и включать следующие мероприятия: - контроль за состоянием окружающей среды; - применение методов, способов и средств, ограничивающих объёмы выбросов газа и подачи его в промысловую газосборочную сеть; - использование в аварийных случаях факельных устройств, обеспечивающих полное сгорание сбрасываемого газа; - обеспечение соблюдения экологических нормативов проектируемыми объектами и сооружениями; - применение системы автоматических блокировок технологических потоков в нефтепереработке, позволяющей герметизировать опасные участки в аварийных ситуациях и осуществить разрядку этого звена в факельную систему;- максимально возможное изменение топливных режимов тепловых энергетических установок в пользу экологически чистых видов топлива и режимов его снижения; - достижение основного объёма снижения газовых выбросов в нефтепереработке путём строительства установок по подготовке попутного и нефтяного газа и систем газопроводов, обеспечивающих утилизацию. Снижение объёмов вредных выбросов и нефтепереработке достигается в процессе реконструкции и модернизации нефтеперерабатывающего производства, сопровождаемых строительством природоохранных объектов.

Список литературы

Безопасность жизнедеятельности: Учеб. Для вузов / Под ред. С.В. Белова; 6-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2006. – 606 с.

Безопасность жизнедеятельности. Учеб. для средних проф. учеб. заведений / Под ред. С.В. Белова; 5-е изд., исп. и доп. – М.: Высш. шк., 2006. – 424 с.

Глебова Е.В. Производственная санитария и гигиена труда. Учеб. пос. для вузов. – М.: Высш. шк., 2005. – 383с.

Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Учеб. для вузов. – М.: Издат. центр «Академия», 2003. – 336 с.

Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М.: Медгиз, 1988.

Безопасность жизнедеятельности: Учеб. / Под ред. С. В. Белова. М.: Высш. шк., 1999.

Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пос. / Под ред. О. Н. Русака. СПб.: ЛТА, 1997.

ОНД-86: «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Экологический котел. Энергетика и теплоснабжение: [Электронный ресурс]. URL: http://www.ecokotel.ru/.