Лабораторная работа №5
Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стоянок автомобилей
Цель работы: изучить методику определения массовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от гаражей и стоянок автомобилей.
Основные сведения
Расчеты валовых и максимально разовых выбросов загрязняющих веществ производится с использованием удельных показателей:
- количества выделяемых загрязняющих веществ, приведенных к единицам использованного оборудования;
- времени работ автотранспортных средств или оборудования;
- пробега автотранспортных средств;
- массы расходуемых материалов.
Полученные величины выбросов загрязняющих веществ используются при:
1) оценке воздействия на окружающую среду;
2) разработке проектной документации на строительство, реконструкцию, расширение, техническое перевооружение, модернизацию, изменение профиля производства, ликвидацию объектов и комплексов;
3) инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
4) нормировании выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
5) определении объемов разрешенных (лимитируемых) выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
6) контроле за соблюдением установленных норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
7) ведении первичного учета воздействий на атмосферный воздух;
8) ведении отчетности о выбросах загрязняющих веществ;
9) исчислении и уплате экологического налога;
10) выполнении иных мероприятий по охране атмосферного воздуха.
Под стоянкой автомобилей понимается территория или помещение, предназначенные для хранения автомобилей в течение определенного периода времени. Автомобили могут размещаться:
- на обособленных открытых стоянках или в отдельно стоящих зданиях и сооружениях (закрытые стоянки), имеющих непосредственный въезд и выезд на дороги общего пользования (рисунок 5.1, расчетная схема 1);
- на открытых стоянках или в зданиях и сооружениях, не имеющих непосредственного въезда и выезда на дороги общего пользования и расположенных в границах объекта, для которого выполняется расчет (рисунок 5.1, расчетная схема 2);
Валовой и максимальный выброс загрязняющих веществ при выбранной схеме 1 определяется только для территории или помещения стоянки, при схеме 2 – для каждой стоянки автомобилей и для каждого внутреннего проезда.
- многоэтажные стоянки (расчетная схема 3).
| 
|
| Рисунок 5.1 – Варианты размещения стоянок автомобилей: А - расчетная схема 1; Б - расчетная схема 2. 1-территория или помещение стоянки; 2-дороги общего пользования; 3-въезд с дороги общего пользования; 4-выезд на дороги общего пользования; 5-внутренние проезды; 6-здания и сооружения, не предназначенные для стоянки автомобилей |
Для автомобилей с карбюраторными двигателями на бензине рассчитывается выброс СО, СН, NOx, SO2, Pb (Pb – только при использовании этилированного бензина); на сжатом и сжиженном газах – СО, СН, NOx, SO2; с дизельными двигателями – СО, СН, NOx, С, SO2.
Расчет выбросов загрязняющих веществ от автостоянок по расчетной схеме 1
Выбросы i -го вещества в граммах одним автомобилем k -й группы в сутки при выезде с территории или помещения стоянки (M 1ik) и возврате (M 2ik) рассчитывается по формулам
| M 1ik = m прik ∙ t пр + m Lik ∙ L 1 + m ххik ∙ t хх1; | (5.1) |
| M 2ik = m Lik ∙ L 2 + m ххik ∙ t хх2, | (5.1) |
где m прik – удельный выброс i -го загрязняющего вещества при прогреве двигателя автомобиля k -й группы;
m Lik – пробеговый выброс i -го загрязняющего вещества автомобилем k -й группы при движении со скоростью 10-20 км/ч, г/км;
m ххik – удельный выброс i -го загрязняющего вещества при работе двигателя автомобиля k -й группы на холостом ходу, г/мин;
t пр – время прогрева двигателя, мин;
L 1, L 2 – пробег автомобиля по территории стоянки, км;
t хх1, t хх2 – время работы двигателя на холостом ходу при выезде с территории стоянки и возврате на нее, мин.
Значения удельных выбросов загрязняющих веществ m прik, m Lik, m ххik для различных типов автомобилей представлены в таблицах П1–П18.
При установке на автомобилях каталитических нейтрализаторов к данным удельных выбросов, приведенных в таблицах П1-П18, применяются понижающие коэффициенты, указанные в примечаниях к таблицам.
При использовании на АТС двигателей, работающих по газодизельному циклу, удельные выбросы принимаются равными выбросам при работе на дизельном топливе.
Приведенные в таблицах П1-П18 удельные выбросы загрязняющих веществ при прогреве и работе двигателя на холостом ходу соответствуют ситуации, когда не осуществляется регулярный контроль и регулирование двигателей в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.2.03-87 и ГОСТ 21393-75.
При проведении регулярного экологического контроля и регулировки ДВС удельные выбросы автомобилями загрязняющих веществ в граммах в минуту снижаются, и тогда m прik и m ххik должны рассчитываться по формулам
| m прik = m прik ∙ k снi, | (5.3) |
| m ххik = m ххik ∙ k снi, | (5.4) |
где k снi – коэффициент, учитывающий снижение выброса i -го загрязняющего вещества при проведении экологического контроля. Определяется по таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Значения коэффициентов снижения удельных выбросов
| Тип двигателя | Значения k снi | |||||
| СО | СН | NOx | С | SO2 | Pb | |
| Б | 0,80 | 0,90 | 1,00 | – | 0,95 | 0,95 |
| Д | 0,90 | 0,90 | 1,00 | 0,80 | 0,95 | – |
Периоды года (холодный, теплый, переходный) условно определяются по величине среднемесячной температуры. месяцы со среднемесячной температурой ниже -5°С относятся к холодному, со среднемесячной температурой выше +5°С – к теплому, с температурой от -5°С до +5°С – к переходному периодам. Длительность расчетных периодов и среднемесячные температуры определяются по Справочнику по климату.
Время прогрева двигателя t пр в минутах зависит от температуры воздуха и определяется по таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Время прогрева двигателя в зависимости от температуры воздуха (открытые и закрытые
неотапливаемые стоянки), мин)
| Категория АТС | Время прогрева tпр, мин | ||||||
| выше 5° | от 5° до -5° | от -5° до -10° | от -10° до -15° | от -15° до -20° | от -20° до -25° | ниже -25° | |
| Легковой автомобиль | |||||||
| Грузовой автомобиль и автобус |
Необходимо учесть, что:
1) при хранении автомобилей на теплых закрытых стоянках принимаются значения t пр = 1,5 мин.
2) для маршрутных автобусов, хранящихся на открытых стоянках без средств подогрева при температуре воздуха ниже -10°С, принимается t пр = 8 мин при условии периодического прогрева двигателя по 15 мин. Этот дополнительный выброс должен учитываться при расчете выбросов по формуле (5.1).
3) при хранении грузовых автомобилей и автобусов на открытых стоянках, оборудованных средствами подогрева, при температуре воздуха ниже -5°С t пр = 6 мин, при хранении легковых автомобилей t пр = 4 мин.
4) в неучтенных ситуациях t пр может приниматься по фактическим замерам.
Средний пробег автомобилей в километрах по территории или помещению стоянки L 1 при выезде и L 2 при возврате рассчитываются по формулам
| L 1 = (L 1б + L 1д)/2; | (5.5) |
| L 2 = (L 2б + L 2д)/2, | (5.6) |
где L 1б, L 1д – пробег автомобиля от ближайшего к выезду и наиболее удаленного от выезда места стоянки до выезда со стоянки, км;
L 2б, L 2д – пробег автомобиля от ближайшего к въезду и наиболее удаленного от въезда места стоянки автомобиля до въезда на стоянку, км.
Продолжительность работы двигателя на холостом ходу в минутах при выезде (въезде) автомобиля со стоянки t хх1 = t хх2 = 1 мин.
Валовой выброс i -го вещества 
автомобилями, т/год, рассчитывается раздельно для каждого периода года по формуле
| = a b∙(M 1ik + M 2ik)∙ N k∙ D p∙10-6,
| (5.7) |
где a b – коэффициент выпуска (выезда);
N k – количество автомобилей k -й группы на территории или в помещении стоянки за расчетный период;
– количество дней работы в расчетном периоде (холодном, теплом, переходном);
j – период года: Т – теплый, П – переходный, Х – холодный.
Влияние холодного и переходного периодов года на выбросы загрязняющих веществ учитывается только для выезжающих автомобилей, хранящихся на открытых и закрытых неотапливаемых стоянках.
Общий валовой выброс M i, т/год, рассчитывают путем суммирования валовых выбросов одноименных веществ по периодам года по формуле
| M i = M iт + M iп + M iх. | (5.8) |
Максимальный выброс i -го загрязняющего веществ G i, г/с, рассчитывается для каждого месяца по формуле
| G i = M 1ik ∙ N / k / 3600, | (5.9) |
где N / k – количество автомобилей k -й группы, выезжающих со стоянки за один час, характеризующейся максимальной интенсивностью выезда автомобилей.
Из полученных значений G i выбирается максимальное.
Исходные данные:
Таблица 5.3 – Исходные данные для расчета выбросов загрязняющих веществ от автостоянок
| Первая цифра № варианта | Тип стоянки | Непосредственный въезд/выезд на дороги общего пользования | L 1Б, км | L 1Д, км | L 2Б, км | L 2Д, км | a b | 
|
| БП | имеется | 0,03 | 0,3 | 0,03 | 0,3 | 0,8 | ||
| БП | имеется | 0,04 | 0,4 | 0,04 | 0,4 | 0,9 | ||
| СП | имеется | 0,02 | 0,2 | 0,02 | 0,2 | 0,8 | ||
| ТЗ | имеется | 0,05 | 0,4 | 0,05 | 0,4 | 0,7 | ||
| Примечание: БП – открытая или закрытая неотапливая стоянка без средств подогрева; СП – открытая стоянка, оборудованная средствами подогрева; ТЗ - теплая закрытая стоянка. |
Таблица 5.4 – Дополнительные исходные данные для расчета выбросов загрязняющих веществ от автостоянок
| Характе-ристики АТС | Вторая цифра номера варианта | |||||||||
| Марка АТС | КамАЗ 5320 (8т, Д)* | МАЗ-103 (12 м, Д)* | МАЗ-152 (12 м, Д) | МАЗ 5551 (10т, Д) | КамАЗ 5320 (8т, Д) | МАЗ 5551 (10т, Д) | МАЗ-103 (12 м, Д) | КамАЗ 5320 (8т, Д) | МАЗ-152 (12 м, Д) | МАЗ 5551 (10т, Д) |
| N, шт. | ||||||||||
| t хх, мин. | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
| Примечание: в скобках даны характеристики АТС: Д – дизель; грузоподъемность в тоннах для грузовых АТС, габаритная длина в метрах для автобусов. |
Задание:
На основании исходных данных, приведенных в таблицах 5.3 – 5.4, рассчитать годовой выброс
М, т/год, и максимальный выброс G, г/с, загрязняющих веществ в атмосферу от стоянок автотранспортных средств. Учесть, что в АТП производится регулярный контроль и регулировка двигателей АТС.
Расчеты выполнять в соответствии с методикой, приведенной выше. При определении исходных данных использовать номер варианта, назначенный преподавателем.
Результаты расчетов привести в виде таблицы 5.5.
Таблица 5.5 – Результаты расчета выбросов загрязняющих веществ от автостоянок
| Предприятие автомобильного транспорта | Наименование загрязняющего вещества | Валовой выброс, т/год | Максимальный выброс, г/с |
Таблица П4
Таблица П6
Таблица П8
Таблица П10
Таблица П12
Таблица П14
Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами,
произведенными в странах СНГ, г/мин
| Класс автобуса (габаритная длина, м) | Тип двигателя | Удельные выбросы загрязняющих веществ (mLik) | |||||||||||||
| СО | СН | NOx | C | SO2 | Pb | ||||||||||
| АИ-93 | А-92; А-76 | ||||||||||||||
| Т | Х | Т | Х | Т | Х | Т | Х | Т | Х | Т | Х | Т | Х | ||
| Особо малый (до 5,5) | Б | 22,7 | 28,5 | 2,8 | 3,5 | 0,6 | 0,6 | - | - | 0,09 | 0,11 | 0,040 | 0,054 | 0,021 | 0,026 |
| Д | 2,3 | 2,8 | 0,6 | 0,7 | 2,0 | 2,2 | 0,15 | 0,20 | 0,33 | 0,41 | - | - | - | - | |
| Малый (6,0-7,5) | Б | 29,7 | 37,3 | 5,5 | 6,9 | 0,8 | 0,8 | - | - | 0,15 | 0,19 | - | - | 0,035 | 0,043 |
| Д | 3,5 | 4,3 | 0,7 | 0,8 | 2,6 | 2,6 | 0,20 | 0,30 | 0,39 | 0,49 | - | - | - | - | |
| Средний (8,0-10,0) | Б | 47,4 | 59,3 | 8,7 | 10,3 | 1,0 | 1,0 | - | - | 0,18 | 0,22 | - | - | 0,044 | 0,054 |
| Д | 5,1 | 6,2 | 0,9 | 1,1 | 3,5 | 3,5 | 0,20 | 0,30 | 0,45 | 0,56 | - | - | - | - | |
| Большой (10,5-12,0) | Б | 55,3 | 68,8 | 9,9 | 11,9 | 1,2 | 1,2 | - | - | 0,22 | 0,26 | - | - | 0,053 | 0,065 |
| Д | 5,1 | 6,2 | 0,9 | 1,1 | 3,5 | 3,5 | 0,25 | 0,35 | 0,45 | 0,56 | - | - | - | - | |
| Особо большой (сочлененный) (16,5-24,0) | Д | 7,5 | 9,3 | 1,1 | 1,3 | 4,5 | 4,5 | 0,30 | 0,40 | 0,78 | 0,97 | - | - | - | - |
| Примечание: 1. В переходный период значения выбросов СО, СН, С, SO2, Pb должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений холодного периода. Выбросы NOx равны выбросам в холодный период. 2. При комплектации автобусов дизелями, удовлетворяющим требованиям Правил ЕЭК ООН №49-02А и 49-02В (ЕВРО-1 и ЕВРО-2) по токсичности, значения выбросов загрязняющих веществ принимаются по таблице П17. 3. Для автобусов, оборудованных сертифицированными двухкомпонентными нейтрализаторами с дополнительной подачей воздуха (окислительного типа) и работающих на неэтилированном бензине, значения выбросов СО должны умножаться на коэффициент 0,2, значения выбросов СН – на 0,3. |
Таблица П15
Удельные выбросы загрязняющих веществ на холостом ходу автобусами,
произведенными в странах СНГ, г/мин
| Класс автобуса (габаритная длина, м) | Тип двигателя | Удельные выбросы загрязняющих веществ (mххik) | ||||||
| СО | СН | NOx | C | SO2 | Pb | |||
| АИ-93 | А-92; А-76 | |||||||
| Особо малый (до 5,5) | Б | 4,5 | 0,40 | 0,05 | - | 0,012 | 0,007 | 0,003 |
| Д | 0,8 | 0,20 | 0,16 | 0,01 | 0,054 | - | - | |
| Малый (6,0-7,5) | Б | 10,2 | 1,70 | 0,20 | - | 0,020 | - | 0,005 |
| Д | 1,5 | 0,25 | 0,50 | 0,02 | 0,072 | - | - | |
| Средний (8,0-10,0) | Б | 13,5 | 2,20 | 0,25 | - | 0,029 | - | 0,006 |
| Д | 2,8 | 0,30 | 0,60 | 0,03 | 0,090 | - | - | |
| Большой (10,5-12,0) | Б | 17,2 | 2,80 | 0,30 | - | 0,029 | - | 0,007 |
| Д | 3,5 | 0,40 | 0,80 | 0,04 | 0,100 | - | - | |
| Особо большой (сочлененный) (16,5-24,0) | Д | 3,5 | 0,40 | 0,80 | 0,04 | 0,100 | - | - |
| Примечание: 1. При комплектации автобусов дизелями, удовлетворяющими требованиям Правил ЕЭК ООН №49-02А и 49-02В (ЕВРО-1 и ЕВРО-2) по токсичности, значения выбросов загрязняющих веществ принимаются по таблице П18. 2. Для автобусов, оборудованных сертифицированными двухкомпонентными нейтрализаторами с дополнительной подачей воздуха (окислительного типа) и работающих на неэтилированном бензине, значения выбросов СО должны умножаться на коэффициент 0,2, значения выбросов СН – на 0,3. |
Таблица П18
