Задача 4. Тепловая электростанция выбрасывает 15 т сернистого ангидрида в 1 ч. Объем отходящих газов 2,2´106 м3/ч с температурой 150 0C, высота трубы 200 м, диаметр устья 3 м. Электростанция расположена в центральной части европейской территории РФ. Перепад высот в радиусе 10 км от трубы не превышает 50 м на 1 км. Для SO2 ПДКмр = 0,5 мг/м3; ПДКсс = 0,05 мг/м3. Фоновая концентрация SO2 в районе расположения электростанции Сф = 0,015 мг/м3.
Требуется рассчитать максимальную приземную Cм SO2 и расстояние Xм по оси факела, на котором она достигается. Полученное значение Cм сравнить с величиной ПДК Сф. В случае, если Cм < ПДК – Сф, рассчитать контрольное и годовое значения ПДВ с целью оценки возможного увеличения мощности станции.
Ход решения.
1. Определим величину вспомогательного параметра f:
Средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника
При определении разности температур принимаем температуру воздуха окружающей среды Тв, равной его средней температуре в 13 ч дня наиболее жаркого месяца года (по СНиП 23-01-99), для европейской территории страны Тв = 23 ºС.
ΔТ = Тг – Тв = 150 – 23 = 127;
Поскольку полученное значение параметра f < 100, то дальнейший расчет ведем по формулам для нагретых выбросов.
2. Рассчитаем величину Cм:
Значение коэффициента А для европейской территории РФ составляет 120 (прил. 2).
Мощность выброса:
Значение безразмерного коэффициента, учитывающего скорость оседания примеси в атмосферном воздухе, F= 1.
Значение безразмерного коэффициента, учитывающего влияние рельефа местности на рассеивание примеси при перепаде высот менее 50 м/км, h = 1.
Величина безразмерного коэффициента т, учитывающего условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:
|
|
Для расчета безразмерного коэффициента п, также учитывающего условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, определим вспомогательный параметр Vм:
Так как Vм > 2 м/с, поэтому п = 1:
3. Рассчитаем расстояние по оси факела выброса от источника выброса, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации SO2: XM = d · H.
Для рассматриваемого периода осреднения (t = 20 мин) все направления ветра равновероятны и роза ветров близка к круговой.
Поскольку в рассматриваемом случае VM > 2м/с, величину вспомогательного периода d определяем по формуле
d = 7 · VM · (1 – 0,282 · f) = 7 · 4,6 · (1 – 0,282 · 4,5) = 21,5;
XM = 21,5 · 200 = 4292 м.
3. Поскольку найденное значение
Cм = 0,21 мг SО2/м3 < ПДКмр – Сф= 0,5 – 0,015 = 0,485 мг SО2/м3,
существующий выброс ангидрида 4167 г/с может быть принят за величину ПДВ.
Контрольное значение ПДВ, при котором Cм = ПДКмр – Сф:
Рассчитанное контрольное значение ПДВ при условии
Cм = ПДКмр – Сф более чем в два раза превышает существующую возможность выброса по SO2, что делает допустимым соответствующие кратковременные превышения разовых концентраций в устье источника выброса.
Возможное годовое значение ПДВ, при котором Cм = ПДКСС – Сф, определяем по формуле
Величину показателя вытянутости среднегодовой розы ветров для центральной части территории страны находим в соответствии с картой-схемой при P/P 0 = 2:
Полученное значение ПДВГ практически не отличается от существующей годовой мощности выброса тепловой электростанцией сернистого ангидрида при условии, что он осуществляется равномерно:
|
|
Поэтому дальнейшее увеличение мощности станции без ввода в эксплуатацию газоочистных сооружений невозможно. Для более точной оценки величины ПДВГ в расчете необходимо брать среднегодовую температуру окружающего воздуха.
Ответ: Расстояние по оси факела Xм = 4292 м. Максимальная приземная концентрация Cм = 0,21 мг SО2/м3.