Разработка нормативов выброса

РАЗРАБОТКА НОРМАТИВОВ ВЫБРОСА

ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

ОТ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА

 

 

 

Уфа

Издательство УГНТУ

2016

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Е.А. Буйлова, А.К. Мазитова, И.А. Сухарева

 

 

РАЗРАБОТКА НОРМАТИВОВ ВЫБРОСА

 ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

ОТ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА

 

Учебное пособие

 

 

Уфа

Издательство УГНТУ

2016

УДК

ББК

Б

 

Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ

в качестве учебного пособия

 

 

Рецензенты

 

 

Буйлова, Е.А.

Б Разработка нормативов выброса загрязняющих веществ в атмосферу от промышленного источника: учеб. пособие / Е.А. Буйлова, А.К. Мазитова, И.А. Сухарева. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016. – 35 с.

 

    ISBN

 

Учебное пособие предназначено для проведения деловой игры по дисциплине «Экология». Форма игры – моделирование работы творческого коллектива, разрабатывающего проект нормативов ПДВ для промышленного объекта.

В учебном пособии кратко изложены теоретические вопросы, касающиеся рассматриваемой проблемы, приведены необходимые исходные, методические и справочные данные, рекомендации по организации и проведению практического занятия.

    Предназначено для обучающихся по направлениям 08.03.01 «Строительство», 05.03.01 «Геология», 21.05.02 «Прикладная экология», 21.05.03 «Технология геологической разведки».

 

                                                                                    УДК

                                                                                         ББК

 

ISBN                                                    © ФГБОУ ВПО «Уфимский

                                                             государственный нефтяной

технический университет, 2016.

 

© Буйлова Е.А., Мазитова А.К.,

Сухарева И.А., 2016.

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………	4
1. Общие сведения о принципах защиты атмосферного воздуха от техногенного загрязнения………………………………………………...	5
1.1. Нормирование загрязненности атмосферного воздуха…………….	5
1.2. Обеспечение нормативов качества атмосферного воздуха………..	6
1.3. Основные этапы разработки проекта нормативов ПДВ…………...	7
2. Практическая часть………………………………………………………..	1
2.1. Постановка задачи……………………………………………………	1
2.2. Исходные данные……………………………………………………..	10
2.3. Организация работы коллектива…………………………………….	14
2.4. Методические указания к проведению расчетных и проектных работ……………………………………………………………………	15
2.5. Оформление отчета…………………………………………………...
Библиографический список…………………………………………………	18
Приложения…………………………………………………………………..	20
Приложение А. Краткий словарь терминов и понятий, встречающихся в тексте…………………………………………………..	20
Приложение Б. Выдержка из методики расчета загрязнения атмосферы выбросами одиночного точечного источника……………...	22
Приложение В. Выдержка из методики расчета выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью менее 20 Гкал в час……………………………...	27

 

Введение

    Деловые игры – наиболее эффективный, но и наиболее трудоемкий и сложный из методов активного обучения. В зависимости от предназначения деловые игры делятся на учебные, производственные и исследовательские.

    Основными характеристическими признаками учебной деловой игры являются:

1. Моделирование процесса труда (деятельности) руководящих работников и специалистов предприятий и организаций по выработке управленческих решений.

2. Распределение ролей между участниками игры.

3. Различие ролевых целей при выработке решений.

4. Взаимодействие участников игры, исполняющих те или иные роли.

5. Наличие общей цели у всего коллектива.

6. Коллективная выработка решений участниками игры.

7. Реализация в процессе игры «цепочки решений».

8. Многоальтернативность решений.

9. Наличие управляемой эмоциональной напряженности.

10. Наличие разветвленной системы индивидуального или группового оценивания деятельности участников игры.

В предлагаемом варианте деловой игры моделируется работа творческого коллектива, разрабатывающего проект нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу загрязняющих веществ от промышленного объекта.

 

Общие сведения о принципах защиты атмосферного воздуха

От техногенного загрязнения

Рост промышленного производства неизбежно увеличивает опасность загрязнения окружающей среды, особенно атмосферы, выбросами вредных веществ. Очистка промышленных выбросов требует больших затрат, причем с увеличением глубины очистки они непропорционально быстро возрастают. Покрытие этих расходов требует еще большего расширения производства, что приводит к дальнейшему увеличению нагрузки на окружающую среду.

Разрешение этого противоречия возможно только путем установления разумного компромисса, удовлетворяющим все стороны – ограничения загрязнения атмосферы уровнем, не опасным для человека и природы в целом.

 

Практическая часть

    Разработка проекта ПДВ для реального промышленного предприятия – задача весьма непростая и очень объемная. Учитывая это, в данной работе, выполняемой исключительно в учебных целях, для повышения наглядности и облегчения понимания сути процесса, задача была максимально упрощена.

    Студентам предлагается самостоятельно выполнить необходимые расчеты и разработать нормативы ПДВ для простейшего – «классического» случая – котельной, имеющей одиночный горячий источник выброса – дымовую трубу.

        

Постановка задачи

    В рабочем поселке «N», расположенном в юго-западной части Башкортостана, планируется строительство котельной для снабжения теплом местного угольного разреза и жилого комплекса.

    В ходе уточнения и привязки проекта к конкретным условиям требуется:

    - произвести экологическую оценку вариантов работы котельной на разных видах топлива: буром угле (местное топливо), высокосернистом мазуте (Ишимбайский НПЗ) и природном газе;

    - определить необходимую высоту дымовой трубы на разных видах топлива;

- разработать проекты нормативов ПДВ для всех видов топлива;

- уточнить (определить) размер требуемой санитарно-защитной зоны (ССЗ).

 

Исходные данные

    Источник выбросов – дымовая труба котельной теплопроизводительностью 80 Гкал/час (4 котла по 20 Гкал/час), работающая по отопительному графику.

    Численность населения поселка 10 тыс. человек, крупные промышленные предприятия отсутствуют. Местность ровная, открытая. Данные по проектируемой котельной приведены в табл. 1

Таблица 1

    Параметрические данные по проектируемой котельной

Параметры, обозначение	Ед. измерения	Значение
1. Число дымовых труб,                                         N	шт.	1
2. Высота дымовой трубы,                                      H	м	40, 65, 90
3. Диаметр устья трубы,                                           D	м	2,0
4. Температура выхода газовоздушной смеси,      tг	0С	140
5. Температура окружающего воздуха,                   tв	0С	-20х)
6. Коэффициент, зависящий от температурной стратификации,                                                          А	-	160хх)
7. Коэффициент рельефа местности,                      ŋр	-	1,0ххх)
8. Фоновое загрязнение атмосферыхххх): - пыль - оксиды серы (SO2) - оксиды азота (NO2) - оксид углерода (CO)	мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3	0,2 0,02 0,008 0,4
9. Масса выброса загрязняющих веществ:     Mтв, MSO2, MNO2, MCO2	г/с	принять по расчету
10. Характеристика топлива	-	см. табл. 2
11. Максимально разовые предельно допустимые концентрации, ПДКР: - пыль - оксиды серы (SO2) - оксиды азота (NO2) - оксид углерода (CO)	мг/м3 мг/м3 мг/м3 мг/м3	0,5 0,5 0,085 5,0

^х) – принята среднемесячная температура января, поскольку котельная работает по отопительному графику;

^хх) – согласно п. 2.2 [4];

^ххх) – согласно п. 2.1 [4], поскольку перепады высот на 1 км не превышают 50 м;

^хххх) – рекомендуемые РД 52.04.186-89 значения для малых городов без крупных промышленных предприятий.

 

Исходные данные к расчету выбросов при работе котельной приведены в табл. 2.

Таблица 2

Исходные данные к расчету выбросов при работе котельной на разных видах топлива

 

Параметры, обозначения	Ед. измерения	Вид топлива
		бурый уголь	мазут	природный газ
1. Максимальный проектный расход топлива,                  В                  В'	г/с м3/с	5300 -	1975 -	- 1,31
2. Основные характеристики топлива: - зольность,                                                                         Аr - содержание серы,                                                            Sr   - теплота сгорания низшая,                                             QHr   - стехиометрический выход дымовых газов,                    S	% мас. % масс. г/м3 МДж/кг МДж/м3 м3/кг м3/м3	29,9 1,0 - 14,19 - 4,07 -	0,14 2,5 - 39,99 - 11,0 -	0,00 - 0,055 - 31,8 - 6,7
3. Технологические характеристики: - коэффициент избытка воздуха, α - коэффициент, учитывающий переход части золы во взвешенное состояние,                                                     χ - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителяхх)                                                                                           ηоз - доля оксидов серы, связываемых летучей золой,      η'SO2 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителях,                                                                                          η''SO2	-   -   - -   -	1,35   0,0035   0,85 0,1   0,00	1,15   0,010   0 0,02   0	1,1   -   - -   -

Продолжение табл. 2
4. Теплотехнические коэффициенты: - потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания,                                                                           q3 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания,                                                                             q4 - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода,                                                                            R - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1МДж тепла,                                  КNO2 - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов NO2 в результате применения технических решений,                                                                                β	%   %   -   г/МДж     -	0,75   4,5   1,0   0,23     0	0,5   0,5   0,65   0,11     0	0,5   0   0,5   0,11     0

^х) – установка золоуловителей предусмотрена только в варианте работы котельной на буром угле

 

Оформление отчета

    Отчет оформляется на стандартных листах формата А 4 в напечатанном либо рукописном виде, выполненном с соблюдением всех требований, предъявляемых к оформлению отчетных документов. Он должен быть информативным, содержать все необходимые сведения: исходные данные, ссылки на использованные методики, литературные источники, обоснование принятых решений, анализ полученных результатов и т.д. Особое внимание обращаем на необходимость отображения промежуточных вычислений, без которых очень сложно проверить правильность выполненных расчетов и найти сделанные ошибки.

    Для облегчения и ускорения работы в приложении приведены форма титульного листа и рекомендуемые формы некоторых таблиц (приложения Г, Д).

Библиографический список

1. Об охране окружающей среды: Федеральный закон № 7–ФЗ от 10.01.2002.

2. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон № 96–ФЗ от 04.05.1999.

3. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. - М., 2003.

4. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД–86. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

5. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе / сост. Н.С. Буренин, А.Ф. Губанов и др под общим руководством Миляева В.Б. – СПб.: НИИ Атмосфера, 2005.

6. Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосфере при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час. – СПб.: Фирма «Интеграл», 1999.

7. ГОСТ 17.2.3.02-78. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. – М.: Изд-во стандартов, 1978.

8. ГОСТ 17.2.1.04-77. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Основные термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1977.

9. СанПиН 2.2.1/2.2.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. – М., 2003.

10. Справочник инженера по охране окружающей среды (эколога): учеб.-практ. пособие / под ред. Перхуткина В.П. – М.: Инфра-Инженерия, 2006 – 864 с.

11. Квашнин И.М. Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. – 392 с.

12. Экология. Сборник задач, упражнений и примеров: учебное пособие для вузов / Н.А. Бродская и др. – М.: Дрофа, 2006. – 508 с.

13. СНиП 23-01-99^х. Строительная климатология.

14. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

Приложения

Приложение А

Краткий словарь терминов и понятий, встречающихся в тексте [8]

    Загрязняющее атмосферу вещество – примеси в атмосфере, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей и (или) на окружающую природу.

    Инвентаризация выбросов – систематизация сведений о распределении источников на территории, количестве и составе выбросов.

    Источник загрязнения атмосферы – объект, распространяющий загрязняющие атмосферу вещества.

    Линейный источник загрязнения атмосферы – источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества по установленной линии.

    Мощность выброса – количество выбрасываемого вещества в единицу времени.

    Неорганизованный промышленный выброс – промышленный выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта.

    Организованный промышленный вырос – промышленный выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздухоходы и трубы.

    Плоский источник загрязнения атмосферы – источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества с установленной поверхности.

    Потенциал загрязнения атмосферы – сочетание метеорологических факторов, обуславливающих уровень возможного загрязнения атмосферы от источников в данном географическом районе.

    Предельно допустимая концентрация примеси в воздухе – максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом.

    Предельно допустимый выброс – научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира.

    Самоочищение атмосферы – частичное или полное восстановление естественного состава атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов.

    Смог – газообразные и твердые примеси в сочетании с туманом или аэрозольной дымкой, образующиеся в результате их преобразования и вызывающие интенсивное загрязнение атмосферы.

    Стратификация атмосферы – распределение температуры воздуха по вертикали, определяющее условия равновесия в атмосфере, благоприятствующие или неблагоприятствующие развитию вертикальных перемещений.

    Точечный источник загрязнения атмосферы – источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества из установленного отверстия.

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Форма титульного листа

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

 

 

Кафедра прикладных и естественнонаучных дисциплин

 

ОТЧЕТ

по дисциплине «Экология»

 

Разработка нормативов выброса загрязняющих веществ в атмосферу

от промышленного объекта

 

 

    Выполнили:                                                               

 

    Проверил                                                                   

 

Уфа 201..

 

Приложение Д

РАЗРАБОТКА НОРМАТИВОВ ВЫБРОСА