5349

Занятие 2

Тема: Расчет расхода выбросов от теплогенерирующей установки

Выбросы теплогененирующей установки – продукты сгорания на выходе их дымовой трубы. Расход выбросов от теплогенерирующей установки может быть рассчитан двумя способами:

-по известному составу топлива (компонентному – для газового, элементному – для твердого и жидкого топлив), расходу топлива и температуре уходящих газов [14,16];

-по известным значениям V 0 и Vг0 , расходу топлива и температуре уходящих га-

зов [16,17];

Исходными данными для расчета продуктов сгорания является количество и типоразмер установленных в котельной котлоагрегатов (котлов), расход топлива на котельную, температура дымовых газов на выходе из дымовой трубы.

Занятие 3 Тема: Расчет массы загрязняющих веществ в выбросах топливосжигающей

установки

При проектировании и реконструкции котельных установок с паровыми котлами производительностью менее 30 т/ч и водогрейными котлами мощностью до 35 МВт (30 Гкал/ч) расчет выбросов загрязняющих веществ проводится в соответствии с нормативными документами [3, 4].

Расчет выбросов токсичных веществ (CO, NOх, SO2, твердых частиц, бенз(а)пирена) производится [16] для двух временных промежутков: годовой (валовый) выброс веществ, т/год (необходим для подсчета платы за загрязнение) и секундный выброс загрязняющих веществ, г/c (необходим для расчета рассеивания токсичных веществ в атмосфере).

Результаты расчета массы загрязняющих веществ (г/с, т/год) применительно к основному и резервному топливу сводятся в таблицу.

Занятие 4

Тема: Определение концентрации вредных веществ инструментальными методами

Измерение концентраций вредных веществ осуществляется в процессе проведения режимно-наладочных или пусковых испытаний основного и вспомогательного котельного оборудования. Студенты встречаются с инструментальными методами определения концентраций вредных веществ, как правило, в процессе прохождения различных видов практики, а также на практических занятиях в вузе.

Наибольшее распространение среди компьютерных автоматических газоанализаторов получил измерительный прибор ДАГ–500.

Переносной газоанализатор ДАГ-500 предназначен для измерения концентрации продуктов сгорания - кислорода (О2), оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), а также измерения температуры, давления и коэффициента разбавления сухих продуктов сгорания избыточным воздухом.

10

Большой выбор диапазонов измерения позволяет эксплуатировать его на самых разных объектах промышленности, как с низкими, так и высокими выбросами загрязняющих веществ. Дополнительно к газоанализатору подключается внешний термопринтер «ТП-500» для регистрации результатов измерения на месте и внешний датчик дифференциального давления.

Таблица 3. Метрологические характеристики прибора ДАГ-500

Аналогичный прибор – компьютерный газоанализатор 1М-3000Р фирмы «ДИТАНГАЗ» используется на практических занятиях в ННГАСУ

Занятие 5

Тема: Расчет расхода вентиляционных выбросов. Определение массы загрязняющих веществ в вентиляционных выбросах.

Расход вентиляционных выбросов может быть определен по скорости выхода их вытяжной трубы и ее сечению, а также может быть задан руководителем.

11

Расчет массы загрязняющих веществ в вентиляционных выбросах различных технологических процессов производится по методикам [6-9].

Занятие 6

Семинар-дискуссия

Тема: Основы методики расчета распределения загрязняющих веществ в атмосфере

Для практических расчетов рассеивания вредных веществ в атмосфере используется нормативный метод [11], разработанный геофизической обсерваторией (ОНД–86). Метод основан на математической модели рассеивания газообразных и аэрозольных примесей в атмосфере воздуха.

Используя нормативный метод (ОНД–86) можно:

–рассчитать концентрации вредных и любых других примесей в составе выбрасываемых газов в двухметровом слое над уровнем земли (“ приземные” концентрации);

–рассчитать концентрации вредных веществ в вертикальном и горизонтальном сечениях факела выбросов.

Нормативный метод позволяет рассчитать поля концентраций токсичных веществ, создаваемые как дымовыми трубами, так и плоскостными и линейными источниками.

При проведении дискуссии обсуждаются и анализируются следующие вопросы:

1.Каковы основы расчета рассеивания выбросов от одиночного точечного источника загрязнения?

2.Каким образом подсчитывается максимальная приземная концентрация вредных веществ от источника загрязнения?

3.Что такое значение Хм и как рассчитывается эта величина для горячих и холодных источников?

4.Что такое «зона влияния источника» и как она определяется?

5.Что такое предельно допустимый выброс (ПДВ) вредного вещества от источника загрязнения? Как определяется ПДВ?

6.Проанализируйте разницу в распределении концентраций загрязняющих веществ от горячих и холодных источников загрязнения.

7.Проанализируйте разницу в распределении концентраций загрязняющих веществ от точечных, линейных и площадных источников.

8.Каковы изменения в распределении концентраций, если источник загрязнения размещен в зоне аэродинамической тени?

9.Что такое санитарно-защитная зона и как она устанавливается для промышленного предприятия?

10.Как проверяется расчетом ССЗ, принятая по санитарной классификации

предприятия?

Занятия 7-8

Тема: Расчет рассеивания выбросов топливосжигающей установки и вентиляционных выбросов

Для расчета рассеивания вредных веществ, содержащихся в выбросах котельной и

12

вентиляционных выбросов промышленных цехов, в атмосферном воздухе используется нормативный метод [11]. Дымовая труба и вентиляционные шахты относятся к одиночным источникам загрязнения, поэтому их расчет выполняется в соответствии с формулами, приведенными в разделе 2 методики ОНД-86 [11]. Различие между источниками выбросов заключается в том, что выбросы продуктов сгорания являются горячими источниками (параметр f < 100), а вентиляционные выбросы, как правило, холодными (параметр f > 100 или T ≈ 0 ). Следовательно, при использовании формул раздела 2 на этот фактор следует обратить особое внимание.

Порядок расчета распределения (рассеивания) выбросов в атмосфере приведен в [16] на примере рассеивания выбросов от горячего источника - дымовой трубы. Аналогичный порядок расчета следует использовать и применительно к вентиляционным выбросам.

Занятие 9

Тема: Расчет нормативов предельно допустимых выбросов токсичных веществ теплогенерирующей установкой. Определение степени очистки выбросов из дымовой

трубы.

Расчет нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) токсичных веществ, содержащихся в уходящих газах котельной установки, следует проводить в соответствии с методикой ОНД-86 [11] с обязательным учетом изменений, зафиксированных в методическом письме №335/33 - 07 [4]. Для расчета ПДВ котельной можно использовать учебнометодическое пособие [16], где учтены эти изменения.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) определяется для каждого из вредных веществ, выбрасываемых источниками загрязнения.

Значение ПДВ, г/с от одиночного источника (для веществ, не обладающих эффектом суммации) рассчитывается по формуле 6.1 [16], Полученные значения ПДВ сопоставляются с массой загрязняющих веществ М, выбрасываемых источником.

Если Мi < ПДВi, то данный выброс от источника (по веществу i) считается допустимым (дается разрешение на выброс).

В том случае, когда выброс какого-либо вещества превышает ПДВ, то необходимы природоохранные мероприятия. Степень очистки в этом случае можно определить по формуле 6.1 [16].

ПДВ для одиночного источника, выбрасывающего вещества, обладающие суммацией вредного воздействия, определяется по расчету рассеивания вредных веществ в зависимости от фактора суммации (полная суммация, неполная суммация) по формулам 6.4- 6.9. [16]. Если условия формул не выполняются, то необходимы природоохранные мероприятия, а степень очистки определяется по ф-лам 6.10, 6.11 [16].

Занятие 10

Семинар-дискуссия

Тема: Технологические методы снижения токсичности продуктов сгорания

На семинаре дискуссии рассматриваются и анализируются технологические методы очистки продуктов сгорания от оксидов углерода, сажи, бенз(а)пирена, оксидов азота и серы [15, 18-20, 22]. Приводятся схемные решения технологических методов очистки.

13

В процессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Какие методы снижения загрязнения названы «технологическими»?

2.Назовите технологические методы снижения выброса соединений углерода при сжигании различных топлив?

3.Приведите экологические преимущества установки энергосберегающего оборудования в котельной.

4.Проанализируйте технологические методы очистки продуктов сгорания от оксидов азота.

5.Какие из горелочных устройств предназначены для снижения выброса оксидов азота?

6.Какими путями можно снизить содержание серы в мазуте?

Занятие 11

Семинар-дискуссия Тема: Методы очистки продуктов сгорания от вредных веществ

На семинаре дискуссии рассматриваются и анализируются методы очистки продуктов сгорания от оксидов углерода, сажи, бенз(а)пирена, оксидов азота и серы, золы [15, 18-25]. Приводятся схемные решения очистки.

Впроцессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Проведите анализ способов очистки дымовых газов от продуктов неполного сгорания и назовите экозащитное оборудование.

2.Проанализируйте способы очистки дымовых газов от оксидов азота и назовите экозащитное оборудование.

3.Какие способы очистки дымовых газов от оксидов серы Вы знаете. Проанализируйте оборудование.

4.Назовите способы очистки дымовых газов от золы и приведите примеры золоулавливающего оборудования.

Занятия 12-13 Тема: Выбор и обоснование метода очистки выбросов теплогенерирующей

установки и разработка комплексной схемы очистки

В том случае, когда расчетами степени очистки выбросов из дымовой трубы (см. занятие №9) определена необходимость очистки продуктов сгорания топлива, выбирается комплексная схема очистки выбросов котельной и набор природоохранного оборудования.

Выбор природоохранных мероприятий (в том числе комплексных) проводится путем анализа известных методов очистки [15, 18-25 и др.], учитывая предварительно полученную по формулам (6.10), (6.11)[16] степень очистки.

В том случае, когда для снижения токсичных веществ приняты сухие методы снижения выбросов токсичного вещества (рециркуляция продуктов сгорания, ступенчатое сжигание, адсорбция, катализ и др.), вычисленная ранее ηоч можно принять как необходимую степень очистки.

Если же приняты мокрые методы (например, известковая очистка, пенные уловители, конденсационные теплообменники и др.), то снижение приземных концентраций окажется значительно меньшим. Это обусловлено изменением температуры продуктов сгорания в процессе мокрой очистки, а, следовательно, и объема удаляемых газов (см. формулу

14

4.1 [16]). Уточнить возможность использования принятого метода очистки можно лишь путем пересчета приземных концентраций и их допустимых значений для новых условий с последующей корректировкой необходимой степени очистки продуктов сгорания.

Занятие 14

Тема: Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха до и после природоохранных мероприятий

Степень повышения экологической безопасности технологического процесса в результате использования природоохранных технологий вычисляется исходя из определения предотвращенного выброса вредных веществ в атмосферный воздух, а также снижения платы за загрязнение окружающей среды.

Расчёт платы за негативное воздействие систем ТГВ на атмосферный воздух проводится согласно РД-19-02-2007 «Методические рекомендации по администрированию платы за негативное воздействие на окружающую среду в части выбросов в атмосферный воздух».

Плата за загрязнение окружающей природной среды в размерах, не превышающих допустимый выброс (т/год), определяется путем умножения соответствующих нормативов платы (в пределах лимита), на массы фактических выбросов по каждому загрязняющему веществу и суммирования полученных произведений:

Плата за сверхлимитный сброс загрязняющих веществ определяется путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы сбросов над установленными лимитами, суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ и умножения этих сумм на пятикратный повышающий коэффициент.Порядок проведения расчета платы см. [16, стр. 49-52].

Занятие 15

Семинар-дискуссия Тема: Методы очистки вентиляционных выбросов

На семинаре дискуссии рассматриваются и анализируются методы очистки вентиляционных выбросов [15, 21,23-25]. Приводятся схемные решения очистки.

Впроцессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Какие способы снижения парообразных и газообразных частиц в вентиляционных выбросах Вы знаете?

2.Каковы особенности обезвреживания горючих частиц, содержащихся в вентиляционных выбросах, дожиганием? Охарактеризуйте условия, необходимые для эффективной очистки выбросов дожиганием.

3.Каковы условия огневого обезвреживания выбросов вентиляционных выбросов

втопках существующих котлов и печей? Оцените изменения в работе топливосжигающего оборудования при подаче выбросов в топочную камеру.

4.Какие требования по безопасности предъявляются к газовоздухопроводам, транспортирующим вентиляционные выбросы в установку термического обезвреживания?

5.Сопоставьте методы каталитического и термокаталитического обезвреживания вредных веществ, содержащихся ввентиляционных выбросах. Каковоих аппаратурное исполнение?

15

6.Какие существуют методы очистки вентиляционных выбросов от твердых частиц?

7.Какие существуют методы очистки от аэрозольных частиц?

8.Какими устройствами можно очистить пылевые выбросы от ядовитых веществ?

Занятие 16

Тема: Расчет нормативов предельно допустимых выбросов вентиляционной установкой. Определение степени очистки

Расчет нормативов предельно допустимых выбросов вентиляционной установкой и определение степени очистки вентиляционных выбросов от вредных веществ осуществ-

ляется аналогично расчету ПДВ и ηоч котельной установки. Следует внимательно изучить токсичные компоненты вентиляционных выбросов и определить, обладают ли они эффектом суммации вредных веществ, а если обладают, то какой суммацией – полной или ча-

стичной. В зависимости от наличия суммации проводить расчет ПДВ и ηоч по приведенным в [16] формулам.

Занятие 17

Тема: Выбор и обоснование схемы очистки вентиляционных выбросов

В том случае, когда расчетами установлена необходимость очистки вентиляционных выбросов от вредных веществ и определена степень их очистки, выбирается схема очистки вентиляционных выбросов и набор природоохранного оборудования.

Выбор природоохранных мероприятий (в том числе комплексных) проводится путем анализа известных методов очистки [15, 18-25 и др.] применительно к каждому из токсичных веществ, учитывая предварительно полученную степень очистки вентиляционных выбросов.

Занятие 18

Тема: Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха вентиляционными выбросами до и после природоохранных мероприятий

Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха вентиляционными выбросами до и после выбора схемы очистки осуществляется аналогично выполняемому на занятии 14 применительно к котельной установке.

Расчёт платы за негативное воздействие вентиляционных систем на атмосферный воздух проводится согласно РД-19-02-2007 «Методические рекомендации по администрированию платы за негативное воздействие на окружающую среду в части выбросов в атмосферный воздух».

Плата за загрязнение окружающей природной среды в размерах, не превышающих допустимый выброс (т/год), определяется путем умножения соответствующих нормативов платы (в пределах лимита), на массы фактических выбросов по каждому загрязняющему веществу и суммирования полученных произведений.

Плата за сверхлимитный сброс загрязняющих веществ определяется путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы сбросов над установленными лимитами, суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ и умножения этих сумм на пятикратный повышающий коэффициент.

16

3. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной

работы

3.1. Общие рекомендации для проведения самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.

Целями самостоятельной работы студентов являются: систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов; углубление и расширение теоретических знаний; формирование умений использовать нормативную, справочную документацию и специальную литературу; развитие познавательных способностей и активности студентов; формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.

В соответствии рабочей программой, самостоятельная работа по данной дисциплине составляет 54 часа и проводится в следующих направлениях:

-подготовка к семинарским занятиям по предложенным темам;

-подготовка к практическим занятиям;

-выполнение индивидуальных заданий по практическим занятиям;

-выполнение курсовой работы;

-подготовка к промежуточной аттестации

Для успешного решения поставленных задач студентам предлагается список литературных источников. Кроме того, студент может использовать собственный поиск через систематический каталог в библиотеке, просмотр специальных периодических изданий по рассматриваемым темам и анализировать материалы, размещенные в сети Интернет. При этом следует учитывать, что учебники и учебные пособия предназначены студентов и магистрантов, а монографии и статьи ориентированы на исследователя.

3.2 Темы для на самостоятельного изучения

Студенты самостоятельно готовятся к семинарским занятиям в соответствии с рассмотренными ранее темами семинаров-дискуссий (см раздел 2).

3.3.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

1.Лебедева, Е.А.. Охрана воздушного бассейна от вредных технологических и вентиляционных выбросов: учебное пособие.- Н.Новгород, ННГАСУ, 2010 -196с.

2.Лебедева, Е.А. Проектирование, наладка и эксплуатация комплексных природоохранных систем: Учебное пособие / Е.А.Лебедева, А.В. Гордеев. - Н.Новгород. ННГАСУ, 2007.- 82 с.

3.Лебедева Е.А., Гордеев А.В. Экозащитная техника: Учебное пособие / Е.А.Лебедева, А.В. Гордеев. - Н.Новгород. ННГАСУ, 2007.- 62 с

4.Лебедева, Е.А., Гордеев А.В., Лощилова Е.В. Экологическая оценка выбросов котельной в атмосферу : учеб.-метод. пособие.- Н.Новгород, ННГАСУ-2015.- 56с.

17

4. Методические указания по выполнению курсовой работы

Курсовая работа выполняется в 1-ом семестре по заданию, выданному руководителем (см. приложение А).

Задачей курсовой работы является разработка экологическая оценка источников загрязнения и разработка комплекса природоохранных мероприятий для предложенной в задании котельной и промышленного цеха

Студентам предлагаются следующие примерные темы курсовой работы:

Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 5-ю котлами ДЕ-10-14; окрасочное производство);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 4-мя котлами ДЕ-16-14; сварочное производство);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 3-мя котлами ДЕ-25-14; гальваническое производство);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 3-мя котлами ДКВР-20-13; механи-ческая обработка материалов);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 4мя котлами ДКВР-10-14; окрасочное производство);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 5-ю котлами ДКВР-10-14; сварочное производство);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: паровая котельная установка с 5-ю котлами ДКВР-6,5-14; механическая обработка материалов);

-Экологическая оценка и разработка нормативов ПДВ промышленного предприятия (источники загрязнения: водогрейная котельная установка с 5-ю котлами КВа-2,5; сварочное производство).

Каждый студент в соответствии с исходными данными проводит экологическую оценку котельной установки и одного из промышленных цехов (окрасочный, свароч-

ный, гальваника, механический) по фактору загрязнения воздушного бассейна продуктами сгорания органического топлива и вентиляционными выбросами.

Курсовая работа выполняется в последовательности:

-расчет массы загрязняющих веществ в выбросах источников загрязнения;

-расчет распределения концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе;

-выявление необходимой степени очистки вредных веществ, содержащихся в продуктах сгорания органического топлива и вентиляционных выбросах;

18

-подбор комплексных природоохранных мероприятий;

-расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха до и после природоохранных мероприятий.

Графическая часть работы состоит из 1 листа формата А1.

Влевом верхнем углу чертежа приводится среднегодовая роза ветров, а также на летний, зимний периоды года. Это необходимо в связи с различными условиями рассеивания загрязняющих веществ в разные периоды года.

Карта-схема территории размещается в левой половине чертежа, занимая ее большую часть. Она должна включать план промышленной площадки предприятия и окружающие ее территорию: существующие жилые кварталы, участки перспективной жилой застройки, промышленную застройку, зоны отдыха, лесные и зеленые массивы, другие территории, а также пункты наблюдений за загрязнением атмосферы.

Вправой верхней части чертежа приводится ситуационный план в масштабе значительно меньшем, чем план промплощадки предприятия и окружающие его территории (например, карта-схема территории приведена в масштабе 1:10000, тогда ситуационный план необходимо привести в масштабе 1:50000 или 1:100000).

Ситуационный план включает более обширную территорию, на которую оказывают воздействие данные источники загрязнения. На данном плане наносятся санитарнозащитная зона, зона влияния источника, а также другие линии, которые выходят за пределы карты-схемы. Ниже размещаются схема очистки, таблицы выбросов, условные обозначения.

Разрабатывается карта-схема территории, на которой наносятся:

−координатная сетка с шагом 200, 500, 1000 или 2000 м в зависимости от масштаба генплана и мощности источника загрязнения;

−промышленная площадка (желательно в центре координатной сетки);

−санитарно-защитная зона (СЗЗ) предприятия по санитарной классификации (если источники загрязнения расположены на территории предприятия) и производится корректировка СЗЗ по румбам;

−источники загрязнения (в учебном проектировании - на пересечении линий координатной сетки);

−окружности радиусом хм, м для газообразных веществ и ТВЧ от каждого из источников, что обозначает совокупность точек, в которых устанавливается см, мг/м3 при соответствующих направлениях ветра и опасной скорости uм, м/с;

−значения хмu, м по каждому из румбов. При этом полученные точки соединяются

по кривой линии, что обозначает совокупность точек, в которых устанавливается смu, мг/м3 при соответствующих направлениях ветра и скоростях ветра по румбам.

Анализируется полученный расчетом массив концентраций вредных веществ (см. [16 ,]табл. 4.2, 4.3) и на генплане наносятся 3–4 изолинии приведенных концентраций q по каждому из веществ или суммации. Например: от котельной qСО = 0,2; 0,4; 0,6; qNО2+SО2 = 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 и т.д. Расстояния, на которых размещаются рассматриваемые изолинии, определяются путем интерполяции данных таблицы 4.3[16] или графически.

Указываются значения концентраций на границе СЗЗ (только в жилой застройке и селитебной зоне). Линии, выходящие за пределы карты-схемы, необходимо разместить на ситуационном плане.

Наносится экозащитная зона котельной (ЭЗЗ), рассчитанная по условиям рассеива-

19