Технологічний моніторинг

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛТЕХНІКА”

графічно-розрахунковА роботА

з дисципліни:

“ТЕХНОЛОГІЧНИЙ  МОНІТОРИНГ”

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                     Виконав:

Ст. гр. АТПс-11

Возьний А.М.

Перевірив:

Теплюх З.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛЬВІВ - 2012

Варіант №11

Завдання  №1.

 

Для визначення забруднення від продуктів горіння за вихідні дані прийняти тип палива та тип топки, що задається викладачем.

1. Визначити  характеристики палива з таблиць  1-4 наведених у додатку.

2. Вибрати  графіків та з таблиць 5-8 коефіцієнти,  які характеризують топку.

3. Визначити  орієнтовні та точні значення  викидів забруднювачів, що утворюються  при горінні палива за методикою  наведеною у методичних вказівках.

 

Завдання  №2.

 

Для визначення сумарних максимальних концентрацій шкідливих  речовин від комплексу джерел забруднення за вихідні дані прийняти характеристики джерел викиду, їх кількість  та перелік забруднювачів відповідно до заданого варіанту в таблиці 9.

2.1. Визначити  показники небезпеки викидів  і обгрунтувати необхідність розрахунку максимальної концентрації одного із забруднювачів або їх сумарної максимальної концентрації відповідно до параметрів джерел викидів та отриманих показників небезпеки.

2.1. Провести  попередні розрахунки, а саме: визначити  об`ємну витрату газоповітряної суміші, її перегрів, основний розрахунковий коефіцієнт f.

2.2. Визначити  гранично-допустимі викиди шкідливих речовин.

2.3. Визначити  максимальну концентрацію забруднювача  та відстань, на якій вона спостерігається,  для кожного з джерел викиду.

2.4. Визначити  сумарну максимальну концентрацію  та порівняти її з гранично-допустимою.

 

Завдання №3.

 

Для розрахунку максимальних концентрацій шкідливих речовин від джерела  викиду при несприятливих погодних умовах за вихідні дані прийняти характеристики джерела викиду та характеристики будинку  відповідно до заданого варіанту в  таблиці 10.

2.2. Визначити  небезпечну швидкість вітру за  швидкісним параметром v_M та основним розрахунковим параметром f, обчисленими для кожного джерел викиду в попередньому завданні_.

2.4. Розрахувати  коефіцієнти, що враховують вплив  забудови.

2.5. Визначити  максимальну концентрацію забруднювачів  в умовах забудови. Зробити висновки  порівнявши її із значенням,  отриманим для відкритої місцевості, обчислену в попередній частині  завдання.

 

№ Варіанту	11
Номер джерела викиду	1	2
ВисотаДжерела Викиду, Н,м	30	55
Відстань між джерелами x12, м	240
Діаметр гирла викиду D, м	0.8	2
Об`ємна витрата газоповітряної суміші V, м3/с	-	-
Швидкість виходу газоповітряної суміші ,м/с	6	7
Температура викиду Т, оС	140	150
Температура оточуючого середовища ТС, оС	17	17
Фонова концентрація SO2    Сф SO2, мг/м3	0.07	0.07
Фонова концентрація NO2    Сф NO2, мг/м3	0.02	0.02
Фонова концентрація CO     Сф CO, мг/м3	0.05	0.05
Об`ємна концентрація SO2   Соб SO2, %	0.6	0.4
Об`ємна концентрація NO2 Соб NO2, %	0.7	0.8
Об`ємна концентрація CO  Соб CO, %	0.3	0.5
Нб	30
MЗ	1.44

 

 

Тема 1: Визначення забруднення від продуктів горіння.

 

А.Розрахунок викидів  оксиду вуглецю:

Кількість оксиду вуглецю, що викидається в  одиницю часу (т/рік, г/с) при спалюванні палива в котлах, розраховують за формулою :

G_co=0,001C_coB(1-q₄/100)                                                  (1)

B=10( т/р)   q₃ =2.0% k_co=1.9 (кг/кДж)

R=1.0    q₄ =8.0%         

Q_н^р =10508                      q_хн =4%

С^Р=29.1% 

С_со - вихід оксиду вуглецю при спалюванні палива, кг/т або кг/тис.м³ палива;

C_co =q₃RQ_H^P =2*1*10508=21016( кг/т )                                                          (2)

G_co=0,001*21016*10*(1-8/100)=193.35( кг/т)

Для орієнтовної  оцінки викидів оксиду вуглецю використовують формулу, г/с:

G_co=0,001BQ_H^Pk_co(1-q₄/100)                                          (3)

G_co=0,001*10*10508*1.9*(1-8/100)=217.013(г/с)

а також  формулу  г/кг:

G_co=0,253С^Р q_х.н.                                                       (4)

G_co=0,253*29.1*4=29.45( г/кг)

де С^р - масова частка вуглецю в паливі, %;

q_х.н. - хімічна неповнота згоряння палива, %; для дров, бурого вугілля q_х.н. =4 %;

Б.Розрахунок викидів діоксиду азоту:

Вважають, що в атмосферу викидається в  основному оксид NO, який поступово  окислюється до NO₂ під час руху в атмосферному повітрі.

 Кількість  оксидів азоту (в перерахунку  на NO₂ ), що викидається в одиницю часу (т/рік,  г/с), розраховують за формулою:

G_NO2=0,001BQ_H^Pk _NO2(1-b)                                          (5)

b=0.7;  k_NO2=0.22; 

G_NO2=0,001*10*10508*0.22*(1-0.7)=6.935( т/рік)

В.Розрахунок викидів оксидів сірки:

Кількість оксидів  сірки SO₂ і SO₃ у перерахунку на SO₂, що викидається а атмосферу з димовими газами при спалюванні твердого чи рідкого палива, розраховують за формулою:

 

G_SO2=0,02BS^P(1-h¢_SO2)(1-h¢¢_’SO2)                                      (6)

S^P=1.7%; h¢_SO2=0.1;   h¢¢_SO2=0

G_SO2=0,02*10*1.7*(1-0.1)*(1-0)=0.306( т/рік)

Г.Розрахунок викидів в атмосферу  твердих частинок:

При спалюванні твердого палива порід з основними  продуктами згорання (СO₂, H₂O, NO₂) в атмосферу надходять летка зола з частинками палива, що не згоріло.

Кількість золи й палива, що не згоріло і  викидається в атмосферу з  димовими газами при спалюванні твердого палива, розраховують за формулою:

M_TЧ=BA^Pf(1-h_з)                                                  (7)

A^P=23.5%;  h_з=0;   f=0.0023;

M_TЧ=10*23.5*0.0023*(1-0)=5.405

Висновок:

В даному розділі  я визначив забруднення атмосфери  від продуктів горіння, а саме викиди в атмосферу оксиду вуглецю  G_co=217.013 (кг/т), діоксиду азоту G_NO2=6.935 (т/рік), викидів оксидів сірки G_SO2=0.306( т/рік) та викидів в атмосферу твердих частинок, що не згоріли M_TЧ=5.405.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 2:Визначення сумарних максимальних концентрацій шкідливих речовин від комплексу  джерел забруднення.

 

При визначенні максимальних концентрацій викиду високими джерелами достатньо проводити розрахунок по домінуючому компонентові, тобто тому який має найбільший показник небезпеки. Але при наявності високих і низьких джерел викидів необхідно враховувати сумарну концентрацію, що дає весь комплекс джерел забруднення.

Високими вважають джерела викиду вищі від 50м.

Для визначення показника небезпеки (або інакше - показника домінування) треба знати  валовий викид забруднювача та максимальну  разову гранично-допустиму концентрацію цієї шкідливої речовини для населеного пункту.

;                                              ( 8 )

де М-валовий  викид шкідливих речовин, г/с;

- максимально-разова гранично-допустима концентрація шкідливостей для населеного пункту, мг/м³

                                                  мг/м³;

 мг/м³;

        

мг/м³.

Якщо  значення валового викиду шкідливої  речовини М не задане, то його можна  визначити за об`ємною витратою джерела викиду V та масовою концентрацією забруднювача См:

 

А. Розраховуємо масову концентрацію забруднювача:

  ; г/м³

де  - мольна маса речовини, г ( ;

1 труба      2 труба

 г/м³                  г/м³                 

 г/м³                      г/м³                 

 г/м³                  г/м³     

 

 

 

 

           

 
Б.Обчислюємо валовий викид шкідливої речовини:

Якщо не задано обємну витрату газоповітряної суміші, то знаходимо її з виразу: , м³/с

³/с

³/с

 

M = V * Cм, г/с.

1 труба                2 труба

М_1SO2=3,51*17,16=60,34 ( г/с)                       М_2SO2=18,84*11,44 =215,52 ( г/с)

М_1CO=3,51*43,91=154,42( г/с )                      М_2CO=18,84*50,19=945,61( г/с)

M_1NO2=3,51*6,16=21,67( г/с )                         M_2NO2=18,84*10,27=193,48(г/с)

Отримане  значення підставляємо у формулу (8) і таким чином обчислюємо показники  небезпеки шкідливих речовин.

;

1 труба                2 труба

 

                                                             

                        

Для визначення гранично-допустимого викиду та максимальної концентрації забруднювача обчислюємо основний розрахунковий параметр f, швидкісний параметр v_M та швидкість виходу газоповітряної суміші _о (якщо вона не задана) за наступними формулами:

А.Розраховуємо перегрів газоповітряної суміші DТ як різницю температур викидів газів і зовнішнього повітря:

DТ = Т – Т_С , ⁰С;

T₁=140 ⁰С; T₂=150 ⁰С;  T_C=17 ⁰С;

1 труба      2 труба

DТ₁ =140-17=123 ⁰С                        DТ =150-17=133 ⁰С

 

   

 

                                         

 

                             

 

    В.Обчислюємо основний розрахунковий параметр f:

  м/с^2.оС ;

 (м/с^2.оС) ;

 

 (м/с^2.оС);

Г.Відповідно до отриманого основного розрахункового параметру f обчислюємо значення безрозмірного коефіцієнту m:

Д.Знаходимо швидкісний параметр v_M:

  м/с;

 м/с;

 м/с;

 

Е) відповідно до отриманого швидкісного параметру v_M вибираємо значення безрозмірних коефіцієнтів m, n, що залежать від умов виходу викидів газів із гирла труби,

V_m1,V_m2<2   отже n_1,2=1.3

Звідси, розрахунок гранично-допустимого викиду (ГДВ) забруднювача проводимо за формулою:

г/с;                                 ( 9 )

де        А - коефіцієнт стратифікації атмосфери, А=160 для України;

      F - коефіцієнт осідання шкідливої  речовини, для газоподібних речовин  F=1.0 та F=3.0 для золи і твердих часток;

 

  - коефіцієнт, що враховує  рельєф місцевості  =1.0 (відкрита місцевість);

 г/с;

 г/с;

 г/с;

 г/с;

 г/с;

 г/с;

А максимальну концентрацію шкідливих  речовин розраховуємо за наступною  залежністю:

Наступним кроком визначаємо відстань, на якій спостерігається максимальна концентрація шкідливих речовин, окремо для кожного джерела викиду.

Ця формула  відстані, на якій спостерігається  максимальна приземна концентрація забруднювача враховує коефіцієнт швидкості  осідання шкідливої речовини F.

 

А саме:   мг/м³ .                                   ( 10 )

  мг/м³

  мг/м³

 мг/м³

 мг/м³

 мг/м³

 мг/м³

 

    м,                                                ( 11 )

де      d - допоміжна величина, що залежить від v_M і f.

 

_1труба

_2труба

Підствляємо в формулу (11)

  м;

  м;

x_1A=594.88 м

x_2A=240+594.88=834.88 м

 

.                                              ( 12 )

Концентрація  забруднювача на деякій відстані, яка  не рівна визначеній “небезпечній”, визначається за його максимальною концентрацією та допоміжною величиною S_i:

.

Величина S_i визначається співвідношенням відстаней x/x_M і її можна знайти за наступними виразами:

При                             ;

 

При                       .

 

 

1.09*

 

 

 

 

Підставляю отримані значення в  формулу (12)

 

Висновок:       

      В даному розділі ми визначили  сумарні максимальні концентрації  шкідливих речовин від комплексу  джерел забруднення, визначили  показник небезпеки (або інакше - показника домінування) та максимальну  разову гранично-допустиму концентрацію цієї шкідливої речовини для населеного пункту визначив відстань, на якій спостерігається максимальна концентрація шкідливих речовин, окремо для кожного джерела викиду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 3: Розрахунок впливу забудови та погодних умов на максимальні концентрації шкідливих речовин від джерела  викиду

Знаходимо - коефіцієнт зміни структури повітряного потоку при наявності забудови з виразу:

,                                               ( 13 )

де     Н_Б – висота будинку=30 м.

 

 

1 труба      2 труба

                    

Максимальна концентрація шкідливих речовин  в умовах забудови С_МЗ визначається за формулою максимальної концентрації шкідливої речовини С_М (10), але замість коефіцієнта рельєфу для відкритої місцевості підставляємо коефіцієнт впливу забудови .

 

                                            

  мг/м³

  мг/м³

 мг/м³

 мг/м³

 мг/м³

 мг/м³

 

Небезпечна  швидкість вітру V_M визначається за формулою:

                                                 ( 14 )

1 труба      2 труба

м/с            м/с

Висновок:

    В цьому розділі розрахував вплив забудови та погодних умов на максимальні концентрації шкідливих речовин від джерела викиду та максимальну концентрацію шкідливих речовин в умовах забудови також розрахував небезпечну швидкість вітру.

 

Висновок:

Виконавши дану розрахунково-графычну роботу я закріпив знання по дисципліні “Технологічний моніторинг”, удосконалив практичні навички розрахунку можливого забруднення довколишнього середовища об`єктами енергетики, навчився визначати концентрації забруднюючих речовин від джерел викидів, їх залежність від кліматичних умов і рельєфних особливостей території, а також навчився визначати домінуючі забруднюючі речовини, їх кількісний склад та вплив на прилеглі житлові райони.