1. Расчет выбросов в атмосферузагрязняющих веществ
Расчет загрязненийатмосферного воздуха производится на основе «Методики расчета концентраций ватмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий»(ОНД-86).
Основные задачи расчетов.
1. Определение допустимых нормативов(лимитов) выбросов для каждого загрязняющего вещества по известному составу ирасходу дымовых газов при заданных условиях выбросов от источника загрязнений(ИЗ).
2. Определение количества вредныхвеществ, которые могут поступить от данного источника за время работы (ИЗ) втечение года Мфi(т/год).
3. Расчет ПДВ. ПДВ – это максимальныевыбросы в единицу времени для данного природопользователя по данномукомпоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этоговещества Сi, не превышающую ПДКМРi, с учетом фонового загрязнения Сфi.
Для газов с избыточнойтемпературой ДТ ПДВ определяется по формуле:
/>, г/с
Здесь ПДКМРi– максимальная разовая предельнодопустимая концентрация i-тоговещества в приземном слое атмосферы, мг/мі;
Сфi – фоновая концентрация вредноговещества в приземном слое атмосферы, мг/мі;
А – коэффициентатмосферной температурной стратификации, определяющий условия вертикальногоперемещения слоев (240 – для субтропиков, 200 – для Нижнего Поволжья, СеверногоКавказа, Сибири, 160 – для Севера, 120 – для центра РФ);
F – коэффициент, учитывающий скоростьоседания частиц (для газов – 1, для пыли при разных степенях очистки – 2…3);
m,n – коэффициенты, учитывающие условия выбросов (при оценочныхрасчетах их произведение может быть принято равным 1);
о – коэффициент, характеризующийместность (для равнины – 1, для пересеченной – 2);
Н – высота трубы, м;
VДГ – объемный расход дымовых газов,мі/с;
ДТ – разность температуруходящих газов и наружного воздуха, °С.Вредные примеси в воздухе Химич. формула Коэффициенты Разовая доза ПДК, мг/мі Класс опасн. F m n Максим. Ср./сут. Пыль, зола - 3 1 1 0,5 0,15 3 Окись углерода СО 1 1 1 5 0,5 3 Окись азота NO 1 1 1 0,6 0,06 3 Сернистый ангидрид
SO2 1 1 1 0,5 0,05 3 Двуокись азота
NO2 1 1 1 0,085 0,009 3
Полученные значения ПДВпересчитываются в массу допустимых выбросов за общее время работы ИЗ (фраб)в течение года МiПДВ (т/год) по формуле:
МiПДВ=ПДВi * фраб.
Масса фактическихвыбросов за год Мфi определяется поформуле:
Мфi = а * МiПДВ, т/год
Здесь а – степеньпревышения фактических выбросов над ПДВ.
Задача №1
Цель расчета: определитьнормативы допустимых выбросов и количество фактических вредных выбросов ватмосферу при сжигании углеводородного топлива в котельной за год для пятивредных веществ: SO2, CO, NO, NO2 и золы.
Расчет произвести длядвух вариантов:
1. Масса выброса равна массе ПДВ.
2. Масса выброса превышает ПДВ в а раз.
Сопоставить результатырасчетов и сделать выводы.
Котельная работает безаварий в течение отопительного сезона.
Исходные данные.№ п/п
Расход дым. газов Vдг, мі/с Высота трубы Н, м Характ. местности о ДТ, °С Степень превышения норматива а
Фон. конц. загр. Сфi, мг/мі Город Краснодар А Кэс 44 6,0+0,015*44 15+0,1*44 1 333 2,5+0,01*44 0,37*ПДК 200 1,92
Для газов с избыточнойтемпературой ДТ ПДВ определяется по формуле:
/>, г/с
Составим вспомогательнуютаблицу:Вредные примеси в воздухе Химич. формула
ПДКМРмг/мі
СФi мг/мі /> /> Зола - 0,5 0,185
Окись углерода СО 5 1,85
Окись азота NO 0,6 0,222
Сернистый ангидрид
SO2 0,5 0,185
Двуокись азота
NO2 0,085 0,031
ПДВзола =/>=2,58 г/с
ПДВCO = />=77,30 г/с
ПДВNO = />=9,28 г/с
ПДВSO2 = />=7,73 r/c
ПДВNO2 = />1,33 г/с
Полученные значения ПДВпересчитываются в массу допустимых выбросов за общее время работы ИЗ (фраб)в течение года МiПДВ (т/год) по формуле
МiПДВ = ПДВi * фраб.
Так как время работы ИЗпо условию 1 год, то для варианта 1 МiПДВ = ПДВi, а для 2-го варианта МiПДВ = а * ПДВi.
М1золаПДВ= ПДВзола = 2,58 г/с
М1COПДВ = ПДВCO = 77,30 г/с
М1NOПДВ = ПДВNO = 9,28 г/с
М1SO2ПДВ = ПДВSO2 = 7,73 r/c
М1NO2ПДВ = ПДВNO2 = 1,33 г/с
М2золаПДВ=a*ПДВзола =2,94*2,58= 7,58г/с
М2COПДВ=a*ПДВCO=2,94*77,30=227,27 г/с
М2NOПДВ =a*ПДВNO =2,94*9,28= 27,27 г/с
М2SO2ПДВ=a*ПДВSO2 =2,94*7,73=22,73 r/c
М2NO2ПДВ =a*ПДВNO2 =2,94*1,33=3,90 г/с
Масса фактическихвыбросов за год Мфiопределяется по формуле:
Мфi= а * МiПДВ, т/год.
Здесь а – степеньпревышения фактических выбросов над ПДВ.
1 вариант.
М1фзола = 2,94*2,58=7,58т/год
М1фCO = 2,94*77,30=227,27 т/год
М1фNO = 2,94*9,28= 27,27 т/год
М1фSO2 =2,94*7,73= 22,73 т/год
М1фNO2 = 2,94*1,33= 3,90 т/год
2 вариант.
М2фзола = 2,94*7,58=22,27т/год
М2фCO = 2,94*227,27=668,17 т/год
М2фNO = 2,94*27,27=80,18 т/год
М2фSO2 =2,94*22,73= 66,82 т/год
М2фNO2 = 2,94*1,33=11,45 т/год
При превышении массыдопустимых выбросов над ПДВ масса фактических выбросов растет в геометрическойпрогрессии.
2. Расчет платы за загрязнение средывыбросами котельной
Суммарная плата зазагрязнение среды выбросами складывается из
— платы за ПДВ по базовойцене (Пi, руб./год), включаемой всебестоимость, и
— платы за превышение ПДВпо нормативу платы в пределах установленных лимитов ( ПiЛ, руб./год)
2.1. Расчет платы ПУ(руб./год) за фактические выбросы Мфi от данного ИЗ может производиться для двух случаев:
Вариант 1. Если выбросыне превышают ПДВ, то есть Мфi
/>, руб./год
Здесь Ки – коэффициентиндексации (установленный на 2006 г. Ки = 1,3)
Кэс — коэффициентэкологической ситуации для данной местности (из Прил. 2 к пост. Правит. РФ №344от 12.06.2003 г.: для Северо-Кавказского региона – 1,6, для городов Кэс*1,2,для Краснодара 1,92)
Пi – нормативная плата за выброс 1-ой тонны ПДВ i-того вещества, руб./т(из Прил. 1 кпост. Правит. РФ №344 от 12.06. 2003 г.) (SO2-40, CO-0,6,NO-35, NO2-52, зола-55)
Мфi – величина фактического выброса i-того вещества, т/год.
Вариант 2. Если выбросыпревышают ПДВ, но находятся в пределах установленных лимитов, то суммарнаяплата за загрязнение определяется по формуле:
/>.
Ки – коэффициентиндексации (установленный на 2006 г. Ки = 1,3)
Кэс — коэффициентэкологической ситуации для j-тогоИЗ
Пi – нормативная плата за выброс 1-ой тонны ПДВ i-того вещества, руб./т
МiПДВ – масса ПДВ i-тоговещества в атмосферу, т/год
ц – штрафной коэффициент:в настоящее время равен 5.
Мфi – величина фактического выброса i-того вещества, т/год
а – степень превышенияфактических выбросов над ПДВ.
Плата за превышение ПДВпроизводится за счет прибыли.
Выводы. На основе этихрасчетов
– делают вывод онеобходимости очистки выбросов,
— даюттехнико-экономическую оценку вариантов систем очистки.
Задача №2
Цель расчета: Рассчитатьплату за годовые выбросы из котельной пяти для 5-ти вредных веществ: SO2, CO, NO, NO2 и золы по данным задачи №1.
Расчет произвести длядвух вариантов:
1. Масса выброса равна массе ПДВ.
2. Масса выброса превышает ПДВ в а раз.
Выбросы находятся впределах допустимых лимитов.
Сопоставить результатырасчетов и сделать выводы.
Решение.
Если выбросы превышаютПДВ (как в наших случаях), но находятся в пределах установленных лимитов, тосуммарная плата за загрязнение определяется по формуле:
/>.
Ки – коэффициентиндексации (установленный на 2006 г. Ки = 1,3)
Кэс — коэффициентэкологической ситуации для j-тогоИЗ (для Краснодара 1,92)
Пi – нормативная плата за выброс 1-ой тонны ПДВ i-того вещества, руб./т (SO2-40, CO-0,6,NO-35, NO2-52, зола-55)
МiПДВ – масса ПДВ i-тоговещества в атмосферу, т/год
ц – штрафной коэффициент:в настоящее время равен 5.
Мфi – величина фактического выброса i-того вещества, т/год
а – степень превышенияфактических выбросов над ПДВ.
1 вариант.
П1У =1,3*1,92*(1516,9+496,29+3474,8+3309,2+737,36) = 23798,24 руб/год
2 вариант.
П2У =1,3*1,92*(4458,3+1459,06+10213,35+9727,2+2167,88) = 69952,37 руб/год
При превышении выбросовсверх ПДВ плата возрастает в геометрической прогрессии.
Для уменьшения платы зазагрязнение атмосферы стоит добиваться эффективного снижения выбросов вредныхвеществ, а также, по возможности, возврата их в исходный технологическийпроцесс.
4. Расчет шумовых характеристикдвижущегося поезда и эквивалентного шума от потока поездов
Для железнодорожныхсоставов обычно решается одна из двух задач:
1. Определяется уровень шума на заданномрасстоянии от магистрали при различных возможных скоростях движения.
2. Находится расстояние от магистрали,на котором уровень шума от проездов для наихудших условий не превыситдопустимого.
3. Расчет шумовых характеристикединичного движущегося поезда.
Расчет проводят дляединичного типового (пассажирского, грузового, маневрового) поезда длиной li,м, при скорости Vi, м/с, нарасстоянии r0, м.
1. Подсчитывают шумовую характеристикупоезда Lwi по формуле
/>/>, дБ.
В практических расчетахпринимается: V0= 1 м/с.
Аконстр – характеристикаконструктивного совершенства поезда по шумам (для ж/д сети РФ в настоящее времяимеем А=63 дБ);
В – параметр, зависящийлот состояния рельсового пути и др. характеристик ( для ж/д сети РФ имеем:В=25).
2. С учетом величины Lwiопределяют максимальный уровень шумаединичного поезда i-того типа вмомент прохождения непосредственно перед наблюдателем по формуле:
/>, дБ.
Где l0=1м,
1i – длина i-тогожелезнодорожного состава, м;
r0– расстояние от наблюдателя до магистрали, м.
4. Эквивалентный уровень шума отдельногопоезда i-того типа определяется величинойобщей звуковой энергии за 1 рабочий день по формуле:
/>, дБ.
Суммарный эквивалентныйуровень шума потока поездов является нормируемым параметром шума иподсчитывается по формуле:
/>, дБ.
Здесь ni – количество однотипных поездов за 8часов.
Именно этот уровень шумаследует сравнить с нормативным значением (СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96).
Допустимый уровень шума вразное время суток, дБ.Зона действия звука Допустимый урвень звука в разное время суток, дБ 7.00-23.00 23.00-7.00 Эквивал. Максим. Эквивал. Максим. Учебные помещения 40 55 - - Жилые комнаты 40 55 30 45 Номера гостиниц, общежитии, территории больниц и санаториев 45 60 35 50 Залы столовых, кафе 55 70 - - Площадки отдыха, жилых домов 45 60 - - Залы ожидания вокзалов, аэропортов 60 75 - - Территории, прилегающие к жилым домам, пансионатам, детсадам и т.д. 55 70 45 60
Определение максимальнодопустимой скорости движения поезда в данной точке производитсяграфоаналитическим способом.
1. В координатах проводится прямая LэквУ=f(V) через началокоординат и точку, соответствующую расчетным значениям LэквУ и V.
2. Максимально допустимая скоростьдвижения поезда в данной точке Vдоп соответствует допустимому уровнюзвука для данного объекта LдопэквУ.
Задача №3
Цель расчета:
1. Определить суммарный эквивалентныйуровень шума LэквУ от потока составов грузовых ипассажирских поездов, имеющих одинаковую среднюю длину и движущихся со среднейскоростью, в районе заданной точки в течение рабочего дня. Количество составов,проходящих за 8 ч: nгр. =nпс = 9 сост.
2. Сравнить полученное значение сдопустимым уровнем шума для данного объема, находящегося на расстоянии отколеи.
3. Определить графоаналитическимспособом максимально допустимую скорость движения поезда в данной точке.
4. Сделать выводы.
Исходные данные:№ п/п Скорость, км/ч Длина состава, м Расстояние до объекта, м 44 20+0,1*44 300+5*44 25+44
Объект: учебный класс,день.
Решение:
1. Шумовая характеристика поезда:
Lw=63+25*lg24,4= 97,75 дБ
2. Максимальный уровень шума:
Lmax=97,75+10 lg{1/8*3,14[3*520/(4761+258064)+0,14*1,31]}=97,75-20,97=76,78 дБ
3. Эквивалентный уровень шума отдельногопоезда:
Lэкв=76,78+10 lg (1,3*69+520)/24,4*333)= 76,78+10 lg 0,075=76,78-11,25=65,53 дБ.
4. Суммарный эквивалентный уровень шумапри одинаковой длине и скорости движущихся составов поездов можно записать как:
LэквУ=10 lg (nпс+nгр) +Lэквi, дБ
LэквУ =10 lg 18 + 65,53 = 12,55+65,53 =78,08 дБ
5. Сравнение действительныхэквивалентных уровней звука заключается в определении уровня шумовогодискомфорта в ночное и дневное время:
ДL= LэквУ – Lдопэкв
ДL= 78,08 – 40 = 38,08 дБ
6. Максимально допустимая скорость:
/>
/>