Донбасский государственный технический университет
(полное название учебного заведения)
Экологии и Безопасность жизнедеятельности
(полное название кафедры)
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине «ЭКОЛОГИЯ»–
(название дисциплины)
Студента (ки) ___1__ курса ___АКТ– 17__ группы
Направление подготовки_
Егоровой Анастасии Викторовны
(фамилия, имя,отчество)
Принял
доц. к.т.н. Павлов В.И.
(должность, ученое звание, научная степень, фамилия, имя, отчество)
Национальная шкала ________________
Количество баллов: __________Оценка:_______
Члены комиссии ________________ ______________________
(подпись) (фамилия, имя. отчество)
________________ ___________________________
(подпись) (фамилия, имя, отчество)
_____________ ___________________________
(подпись) (фамилия, имя, отчество)
Г. Алчевск 2017 год
Задание
на контрольную работу по дисциплине «ЭКОЛОГИЯ»
вариант № 2
Работает котельная, состоящая из (указать количество) котлов, в которых сжигают Донецкий уголь. Рассчитать
− максимальный разовый выброс (г/с) загрязняющего вещества (двуокись серы) содержащегося в дымовых выбросах
− предельно допустимый выброс (ПДВ) двуокиси серы;
− сравнить рассчитанные значения и сделать вывод о целесообразности мероприятий по снижению выбросов заданного загрязняющего вещества. Если необходимо снижать выбросы заданного загрязняющего вещества, то предложить соответственно возможные мероприятия
Исходные данные сведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Исходные данные | Значение |
| Расход топлива В, г/с | |
| Температура газов в устье дымохода Т1, оС | |
| Коэффициент избытка воздуха перед дымоходом ζ | 1.5 |
| Потери теплоты с выносами от механической неполноты сгорания топлива q1, % | 0.9 |
| Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q3, % | 0.7 |
| Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q2, % | |
| Доля золы в выбросах α | 0.9 |
| Доля твёрдых частиц, улавливаемых в золоулавливателе η1 | 0.85 |
| Доля оксидов серы, связываемых летучей золой η2 | 0.05 |
| Доля оксидов серы, улавливаемых в золоулавливателе η3 | 0.1 |
| Коэффициент, учитывающий влияние качества сгораемого топлива на выход оксидов азота β1 | |
| Коэффициент, учитывающий влияние конструкций горелок β2 | 0.85 |
| Коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления β3 | 1.4 |
| Коэффициент, характеризующий эффект влияния рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку ε1 | 0.01 |
| Коэффициент, характеризующий снижение выбросов оксидов азота при двухступенчатом сжигании ε2 | |
| Степень рециркуляции дымовых газов r, % | |
| Коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания оксида углерода R | 1.0 |
| Коэффициент, характеризующий выход оксидов азота ψ | 4.4 |
| Высота дымовой трубы над уровнем земли Н, м | |
| Диаметр устья трубы D, м | 0.6 |
| Коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности η | |
| Скорость ветра U1 | 0.7 |
| Коэффициент, зависящий от температурной стратификации (для Украины), А | |
| Коэффициент, учитывающий скорость осаждения вредных веществ, F | 73.8 |
Сжигание топлива в котельной.
Расчет выбросов оксида серы
= 0,02x3x600x3(1-0,02)(1-0)=35,28 т/год
Объемы продуктов сгорания и воздуха.
Теоретический объем воздуха, необходимого для горения, определяют по формуле:
=0,0889(С+0,375хS)+0,265H-0,0333O (6)
где:
S - содержание серы в топливе, %;
H- содержание водорода
0,0889(49,3+0,275x3)+0,265x3,6-0,0333x8,3=5,16039 
/кг
Теоретические объемы продуктов сгорания топлива рассчитываются по формуле:
, (8)
Где:
- объем азота
- объем воды
кг
При этом:
(9)
Где:
С – углерод
S – содержание серы в топливе, %;
N – содержание азот
H – содержание водорода
W – содержание влаги
объем воздуха необходимого для горения
4,08471
0,63976
Расходы газов (
/с), поступающие в дымоход при рабочих условиях рассчитывают по формуле:
(11)
где:
- коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой
В - затраты топлива, т/год или г/с.
- объем продуктов сгорания топлива
- объем воздуха необходимого для горения
- температура газов в горле дымоходов, 
С
= 7,56673 ( /с)
Максимальное значение приземной концентрации газовоздушной смеси 
(мг/ 
) из одиночного источника с круглым отверстием исчисляется по формуле:
= 
(12)
где:
А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации,
определяющий условия вертикального и горизонтального
рассеяния;
М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу (г/с);
F – коэффициент, что учитывает скорость оседания вредных
веществ;
Ƞ - коэффициент, что учитывает влияние рельефа местности (для
местности с перепадом высот до 50 м на 1 км ƞ = 1);
- расходы газовоздушной смеси
∆Т = 
- разность температур газовоздушной смеси ()
окружающей среды, что выбрасывае (
) ( С);
Н – высота источника выброса над уровнем земли (м);
m,n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной
смеси из устья трубы.
Коэффициенты m и n определяются таким образом:
m = 
(13)
где:
= 100 
- параметр;
= 
- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья (м/с)
Чтобы вычислить максимальную приземную концентрацию загрязняющего вещества, необходимо определить ∆Т, m, n.
∆Т = 
120 – 24 = 96 С
Найдем среднюю скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы
= 
= 0,00150 (м/с),
= 100 = 100х 
= 0,00225
m = 
= 1,49779
Для определения коэффициента n необходимо вычислить параметр 
:
= 0,65 
1,96734
Тогда, если:
≤ 0,3 n=3 (14)
0,3< 
n=3-√ 
- 0,3)(4,36- 
)
>2 n=1
Поскольку попадает в интервал 0,3< ≤2, то
n = 3-√1,96734 - 0,3)(4,36-1,96734) = =1,00265
Таким образом, максимальное значение приземной концентрации оксида углерода за неблагоприятных метеорологических условий будет ровно:
= 28,42593
= 
= 43,69791
= 
= 71,82658
= 
= 6321036,906
Величина максимальной приземной концентрации вредных веществ 
при неблагоприятних метеорологических условиях возникает на оси факела на расстоянии 
от источника выбросов:
= 
dxH. (15)
где:
d –
x –
H -
Для определения 
Параметр d рассчитывается в зависимости от значения :
если
≤ 0,5 d=2,48(1+0,28∛f) (16)
0,35< d=4,95 (1+0,28∛f)
>2 d=7√ (1+0,28∛f)
Поскольку значение попадает в интервал от 0,5 до 2, то:
d=4,95 
х(1+0,28х 
) = 9,74037
В этом случаи получим:
x 9,74037x80=779,2296
Величина опасной скорости ветра 
, при которой имеет место наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ, определяют из условия:
≤ 0,5 
=0,5 (17)
0,5< =
>2 = (1+0,12∛f)
Тогда:
0,12 х 
)= 1,96751
Максимальное значение приземной концентрации 
при скорости ветра 
отличается от определяется по формуле:
= 
(18)
Значение коэффициента ٦ вычисляется в зависимости от отношения 
=
1,5/1,96751= 0,76238
если 
= 0,67 
(19)
= 0,67 
= 0,88767
если 
1 
= 
= 1,90229
Поэтому, максимальное значение приземной концентрации углерода при заданной скорости ветра будет равна
= 0,88767 x 28,42593 = 25,23285 (мг/ 
)
Такая концентрация углерода будет возникать на расстоянии 
на котором при скорости ветра 
приземная концентрация вредных веществ достигает значения 
, вычисляется по формуле:
= 
(20)
где:
–
-
Параметр определяется в зависимости от отношения 
:
если:
0,25 
= 3 (21)
0,25 
1 =8,43 
+ 1
1 =0,32 +0,68
=8,43 
^5 + 1 = 7,25880
= 0,32 x 
+ 0,68 = 0,92396
Тогда получаем:
= 7,25880 x 779,2296 = 719,977
Для определения характера рассеяния загрязняющих веществ вдоль оси факела выбросов, необходимо вычислить величину приземной концентрации на различных расстояниях от источника выбросов:
= 
(22)
где:
– величина параметра
– максимальное значение приземной концентрации
= 0,09542 x 25,23285 = 2,40771
Поскольку по мере удаления от источника выбросов величина приземной концентрации вредных веществ изменяется, то для ее определения используют коэффициент . Величина параметра определяется в зависимости от отношения x/ 
, где x - расстояние от источника выбросов, на котором определяется концентрация загрязняющих веществ. При этом, если:
1 
= 3 
- 8 
^3 + 6 
(23)
1 
8 = 
8 
24 = 
Тогда получаем:
= 3 x 
– 8 x 
+ 6 x 
= 0,09542
= 
= 1,21220
= 
= 9,33388
Для того, чтобы определить рассеяние загрязняющих веществ в направлении перпендикулярном оси факела выбросов на расстоянии х от источника выбросов, используется формула:
= 
(24)
= 0,09542 x 9,62115 x 25,23285 = 23,16502
где:
– величина параметра
– максимальное значение приземной концентрации
где: параметр 
авный:
= 
(25)
= 9,62115
При этом, если:
5 t= 
(26)
5 t = 
где:
х, у - координаты точек, в которых определяется концентрация загрязняющих веществ.
X = 100 м
У = 100 м
t = 
= 1,5
t = 
= 5
ВЫВОДЫ