Файл: Методичка по КР.doc

Пространство под факелом по мере удаления от источника выброса можно условно разделить на три зоны:

- зону переброса факела, характеризующуюся сравнительно невысоким содержанием вредных веществ;

- зону задымления с максимальным содержанием вредных веществ, которая распространяется на расстояние 10...49 высот трубы (эта зона исключается из селитебной застройки);

- зону постепенного снижения концентрации вредных веществ.

Скорость ветра оказывает неоднозначное влияние на рассеивание вредных веществ. С одной стороны, ее увеличение способствует турбулентному перемешиванию загрязнений с окружающим воздухом и снижению их концентраций. С другой стороны, ветер уменьшает высоту факела над устьем трубы, пригибая его к поверхности земли и способствуя повышению концентраций в приземном слое атмосферы. Скорость ветра, при которой приземные концентрации при прочих равных условиях имеют наибольшие значения, называется опасной скоростью ветра.

Рис.1. Распределение концентрации вредного вещества атмосфере от организованного источника выбросов при наличии фонового загрязнения

Для предотвращения отклонения струи вблизи горловины трубы скорость выбрасываемых газов должна вдвое превышать опасную скорость ветра на уровне горловины трубы.

Величина предельно допустимой концентрации пыли с_п (мг/м³), подвергаемой рассеиванию, ограничена СНиП 2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Значение с_п зависит от расхода выбросов V_г и предельно допустимой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны ПДК_р3.

с_п = 100 k , V_г  15000 м³/ч,

с_п =k(160 – 4V_г ), V_г < 15000 м³/ч, (3)

k = 0,3 при ПДК_р3  2,

k = 0,6 при ПДК_р3  4,

k = 0,8 при ПДК_р3  6,

k = 1 при ПДК_р3  6.

Газы следует подвергать очистке, если концентрация пыли в выбросах превышает с_п или размеры частиц пыли превышают 20 мкм.

Все источники подразделяют на точечные и линейные, затененные и незатененные. Точечными считают трубы, шахты, когда их поля рассеивания не накладываются друг на друга на расстоянии двух высот здания с заветренной стороны.

Линейными считаются источники, имеющие значительную протяженность в направлении, перпендикулярном ветру.

Незатененные, или высокие, источники располагаются в недеформируемом потоке ветра (в 2,5 раза выше высоты здания H_зд).

Затененные, или низкие, источники расположены в зоне подпора или аэродинамической тени; их высота не превышает H_зд.

В документе [1] приведены методики расчета загрязнений атмосферы выбросами:

- одиночного точечного источника;

- линейного источника,

с учетом следующих усложняющих расчет факторов: рельефа местности, группы источников, суммаций действия нескольких вредных источников, фоновых концентраций, а также нормы по определению минимальной высоты источников выбросов, установлению предельно допустимых выбросов.

Рассмотрим методику расчета загрязнений атмосферы с учетом суммации вредного действия загрязняющих веществ.

2.2. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м на расстоянии х_м (м) от источника с круглым отверстием при неблагоприятных метеоусловиях определяется по формуле

, (4)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации (расслоения) атмосферы;

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (г/с);

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ;

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из устья источника;

 – коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (при перепаде высот менее 50 м на 1 км длины  = 1);

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м (для наземных источников Н = 2 м);

Т – разность температур между температурой выбрасываемых газов Т_г и температурой окружающего воздуха Т_в, С, Т = Т_г - Т_в;

V_г – расход газов,

, (5)

где D – диаметр устья источника выбросов, м;

w₀ – средняя скорость выхода газов из устья источника, м/с.

Поясним методику определения параметров, входящих в формулу (4).

Коэффициент А принимается для неблагоприятных метеоусловий, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна. Для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Ивановской, Калужской областей А = 140.

Величины М, V_г, Т_г определяются расчетом в технологической части проекта. Для изменяющихся во времени значений М, V_г, Т_г принимаются такие их величины (усредненные в 2030-минутном интервале), при которых с_м максимально.

Температура воздуха Т_в принимается равной средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца по СНиП 2.01.01–82 или средней температуре самого холодного месяца для отопительных котельных.

Значение коэффициента F для вредных газообразных веществ принимается равным единице (F = 1), а для пыли и золы в зависимости от степени предварительной их очистки  (F = 2 при   9 F = 2,5 при 7590 и F = 3 при    .

Напомним, степенью очистки называют отношение в процентах уловленной массы пыли и золы к поступившей.

Значения коэффициентов m и n определяют в зависимости от параметров f, v_М, v и f_e:

, (6)

, (7)

, (8)

. (9)

Коэффициент m (m = 0,4...1,6) определяется в зависимости от f :

(10)

Для f_e < f < 100 коэффициент m вычисляется по формуле (10) при f = f_е. Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от v_м :

;; (11)

.

Для f100 (или ) (холодные выбросы) при расчете с_м вместо формулы (4) используется формула

, (12)

где . (13)

Причем n рассчитывается по формулам (11) при v_м = v.

В случае предельно малых опасных скоростей ветра при f < 100 и v_м<0,5 или f  100 и v < 0,5 расчет с_м также выполняется по другой формуле:

, (14)

где m_н = 2,86  m при f < 100, v_м < 0,5,

m_н = 0,9 при f  100, v < 0,5 . (15)

Расстояние x_м от источника выбросов, при котором достигается максимальное значение концентрации с_м (мг/м³), определяется по формуле

, (16)

где безразмерный коэффициент d находится по формуле

при v_м 0,5 ,

при 0,5 < v_м 2 ,

при v_м > 2 . (17)

При f >100 или значениеd находится по формуле:

d = 5,7 при v 0,5 ,

d = 11,4v при 0,5 < v2 ,

d = 16  v^1/2 при v > 2 . (18)

Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение с_м, в случае f < 100 определяется по формуле

u_м = 0,5 при v_{м } 0,5,

u_м = v_м при 0,5 < v_м 2,

при v_м > 2. (19)

При f  100 или значениеu_м находится по формуле

u_м = 0,5 при v < 0,5 ,

u_м = v при 0,5 v2 , (20)

u_м = 2,2 при v > 2 .

При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

c = s₁  c_м, (21)

где s₁ - безразмерный коэффициент, зависящий от X = x/x_м и коэффициента F,

S₁ = 3X⁴ - 8X³ + 6X² при X 1 ,

S₁ = при 1 < X 8 ,

S₁ = при F 1,5 и X > 8 ,

S₁ = при F > 1,5 и X > 8 . (22)