анализ котельной, определение ПДВ и минимальной высоты трубы котельной, составление схемы СЗЗ и предложение комплекса необходимых воздухоохранных мероприятий по снижению приземных концентраций вредных веществ для уменьшения их влияния на население.

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время исключительно большое внимание во всем мире уделяется проблемам экологии. Существенную долю в загрязнение окружающей среды вносит энергетическая отрасль. Работа котельных и ТЭС оказывает негативное влияние на окружающую среду, которое проявляется в изъятии земель, потреблении ископаемого топлива и пресной воды, складировании золошлаковых отходов, в токсичных выбросах в атмосферу и водный бассейн. В мире сжигается более 10 млрд. т.у.т. органического топлива, что соответствует выбросу газов, несущих в атмосферу различные вредные вещества:

• золу, оксиды серы, азота и углерода, а также (в меньших количествах) органические соединения, называемые полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ).

Целью курсовой работы является анализ котельной, определение ПДВ и минимальной высоты трубы котельной, составление схемы СЗЗ и предложение комплекса необходимых воздухоохранных мероприятий по снижению приземных концентраций вредных веществ для уменьшения их влияния на население.

1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЙОНА

Территория лежит в глубине континента на значительном удалении от океанов. Континентальное положение сильно сказывается на климате и почвенно-растительном района.
Климат области континентальный, с жарким летом и холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Абсолютная амплитуда колебаний между крайними значениями температур большая. Зима отличается постоянством отрицательных температур и суровыми морозами, достигающими от -40 °С до -45 °С. Лето солнечное и жаркое, в дневные часы, особенно в июле, температура поднимается до +40 °С (табл. 1.1) [4].
2 .ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЕЛЬНОЙ
Котельная предназначена для отопительно-производственных целей и оборудована одними паровым котлом паропроизводительностью 4 т/ч. Котельная вырабатывает насыщенный пар с рабочим давлением 0,8 МПа. Тепловая нагрузка котельной с учетом потерь тепла в паропроводах и наружных тепловых сетях при максимально-зимнем режиме составляет:

• на производство 1,2 Гкалл/ч;
• на отопление и вентиляцию 2,3 Гкалл/ч.
• Высота трубы 15 м, диаметр трубы 1,5 м,
• температура выброса паров около 143 оС,
• объем выброса 5,2 м/с.

Котельная работает на угле. Концентрации загрязнителей, измеренные в трубе (отходящих газах) котельной, и фоновые концентрации вредных веществ на участке котельной представлены в таблице.
2.2. Основные сведения об организации эксплуатационного обслуживания котельных
Основные принципы организации эксплуатации котельных заключаются в том, чтобы обеспечить надежную, экономичную и безаварийную работу оборудования. Для этого нужно:

• поручить обслуживание котельной обученному персоналу и периодически повышать его квалификацию;
• обеспечить обслуживающий персонал «производственной инструкцией по обслуживанию оборудования котельной» и другими служебными инструкциями;
• организовывать постоянный контроль работы всего оборудования котельной, создать систему технического учета, отчетности и планирования работы;
• правильно использовать все оборудование в наиболее экономичных режимах, поддерживая в исправности тепловую изоляцию горячих поверхностей нагрева и использовать другие меры для сохранности топлива, тепла и электроэнергии;
• составлять и точно выполнять годовые графики планово-предупредительного и капитального ремонтов всего оборудования котельной, имея необходимое количество запасных частей, ремонтных и вспомогательных материалов;
• вести постоянный контроль за исправным состоянием работающего оборудования и своевременно исправлять неисправности.

3. ТЕОРИЯ ПО РАСЧЕТУ ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ
3.1.Понятие о предельно-допустимых выбросах
ГОСТ 17.2.3.02-78 определяет, что предельно-допустимый выброс вредных веществ в атмосферу устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы так, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ и атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира.
Значения ПДВ устанавливаются во всех видах проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий. ПДВ устанавливается как для строящихся, так и для действующих предприятий.
Величина ПДВ вредных веществ является одним из основных показателей экологической безопасности предприятий. Если на участке строительства (реконструкции) предприятия сумма фонового загрязнения атмосферы и приземных концентраций, создаваемых выбросами данного предприятия, выше ПДКм.р. – строительство (реконструкция) не разрешается органами экологической и санитарной инспекций. Чем сильнее фоновое загрязнение воздуха на участке строительства, тем меньше величина ПДВ для проектируемого предприятия.
ПДКм.р. (предельно-допустимая концентрация максимально разовая) – концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая в течение двадцати минут рефлекторных реакций в организме человека. Непосредственно связана с ПДВ предприятий: если для предприятия определены ПДВ вредных веществ, то при выбросах, не превышающих ПДВ, на границе санитарной зоны предприятия концентрация вредного вещества не должна превышать ПДКм.р..
Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется путем сравнения с ПДКм.р., рассчитанного значения приземной концентрации вредных веществ С (мг/м3), которое устанавливается на границе с жилой застройкой при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях, должно соблюдаться условие:
Сn +Cnф ≤ ПДКnм.р.,
где Сn и Сnф – расчетная и фоновая концентрация n-ого вещества на границе санитарно-защитной зоны предприятия с жилой застройкой соответственно;
ПДКn – максимально разовая ПДК n-ого вещества.
3.2 Понятие о санитарно-защитной зоне.
Нормативный документ СН 245-71 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий» определяет размеры СЗЗ.
4. РАСЧЕТ ПДВ КОТЕЛЬНОЙ
Исходные данные для котельной:

• высота трубы H = 15 м;
• диаметр устья источника D = 1,5 м;
• температура отходящих газов Т = 143 оС;
• объем отходящих газов V1 = 5,2 м3/с;
• концентрации вредных веществ, измеренные в трубах (С) (табл. 4.1) и их фоновые концентрации (табл. 4.2);

· розы ветров (табл. 4,3).
Расчёт массы выброса в атмосферу по каждому из вредных веществ производится по формуле:
МSO2 = СSO2 * V1 = 602* 5,2 * 10– 3 = 3,1304, г/c
МNO2= CNO2* V1 = 57 * 5,2* 10– 3 = 0,2964, г/c
MCO= ССО * V1 = 180 * 5,2 * 10– 3 = 0,936, г/c
Мсажи= Cсажи * V1 = 140 * 5,2 * 10– 3 = 0,728, г/c
Расчёт разности температур (∆Т):
∆Т = Тг – Тв = 143 – 25,6 = 117,4 оС
4.1 Расчет безопасного расстояния до жилой застройки
Так как νm > 2м/с, величину вспомогательного параметра (d) определяем по формуле:
Xм = 12,72 *15 = 190,8 м (для газов NO2 и SO2)
Величина приземных концентраций вредных веществ (С) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях (X) определяются по формуле:
C = S1*(Cмприв.NO2+ CФNO2)
Приравниваем С = ПДКмрNO2 и рассчитываем S1:
Далее, из формулы находим соотношение X/Xм = 1,2, отсюда:
X = 1,2 * Xм = 1,2 * 190,8 = 228,9 м
При таком расстоянии фактический выброс диоксида азота и двуокиси серы является ПДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК:
ПДВNO2 = 0,296 г/с = 9,3 т/год
ПДВSO2 = 3,130 г/с = 98,7 т/год
4.2 Построение границ санитарно-защитной зоны
Для газов SO2 и NO2, безопасное расстояние X = 228,9 м. Используя исходные данные о розе ветров и формулу (3.19), где L0 = X, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:
L С = 228,9 * = 128,184 м
L СВ = 228,9 * = 201,432 м
L В = 228,9 * = 146,496 м
L ЮВ = 228,9 * = 73,248 м
L Ю = 228,9 * = 329,600 м
L ЮЗ = 228,9 * = 366,200 м
L З = 228,9 * = 402,800 м
L СЗ = 228,9 * = 183,100 м
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе проведен анализ котельной, определение ПДВ и минимальной высоты трубы котельной, составление схемы санитарно-защитной зоны и предложение комплекса необходимых воздухоохранных мероприятий по снижению приземных концентраций вредных веществ для уменьшения их влияния на население.
При любом варианте решения для достижения ПДК по всем выбрасываемым в атмосферу вредным веществам нужны экономические затраты, которые в свою очередь компенсируют экономический ущерб, причиняемый загрязнением атмосферного воздуха.
Список литературы
1. Техника защиты окружающей среды – М.: «Химия», 1981. – 368 с.
2. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Мищенко Н.В.
Прикладная экология – М.: «Академический проект», 2007. – 384 с.
3. Новиков Ю.В.
Охрана окружающей среды. - М.: «Агропромиздат»,1987.-287с.
4. Астанин Л.Л.
Охрана природы.- М.: «Колос»,1978.-239с