Определение массы выбросов загрязняющих

ТЕМА №1

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ В

АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

(по действующей официальной методике)

 

В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомо­бильным транспортом заложен нормируемый удельный выброс по ав­томобилям отдельных групп (грузовые, автобусы, легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для автобусов, по рабо­чему объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населенных пунктов. При этом выброс вредных ве­ществ корректируется в зависимости отряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчет массы вредных выбро­сов, поступающих в атмосферный воздух от АТС средств, проводится по формуле:

(1,1)

где М_i - масса i-го вредного вещества (оксида углерода - СО, углево­дородов - СН, оксидов азота – NO_x и др.);

j - количество групп автомобилей;

k - количество классов автомобилей в данной группе;

g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной группы;

m_ijkg - пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k -гo класса с g-ым типом двигателя

при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;

ПК_ijkg - произведение коэффициентов влияния «n» факторов на вы­брос i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.

По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные коэффициента влияния, в результате чего рас­четные формулы для i-ro загрязняющего вещества имеют Вид:

 

- для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа

 

, т (1,2)

 

где m_ikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми авто­мобилями k-ro класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по территории населен­ного пункта или вне его, г/км (см.табл.1.1);

L_kg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории населенного пункта или вне его, млн.км;

K_rig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в формулу толь­ко при расчете движения по населенным пунктам);

К_tig - коэффициент, учитывающий влияние технического состоя­ния легковых автомобилей.

 

Таблица 1,1

Пробеговых выбросы загрязняющих веществ

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами, г/км

Класс автобуса (L габаритная длинна, м)	Тип двигателя	Населенный пункт	Вне населенного пункта
CO	CH	NOx	CO	CH	NOx
Особо малые (L менее 5)	Б	13,5	2,9			1,6
Малый (6,0<L<7,5)	Б		3,4	6,1		2,3
Средний	Б	67,1		9,9		3,9	8,2
Д	4,5	1,4	9,1	3,3	1,2
Большой (10,5<L<12)	Б		7,7	10,4		4,6	9,5
Д	4,9	1,6		3,5	1,3
Особо большой (L>12)	Д		1,6		3,6	1,3	18,8

 

Значения коэффициентов влияния в формуле (1.4)

Группа авто транспортных средств	Тип двигателя	Коэффициенты	Населенный пункт	Вне населенного пункта
CO	CH	NOx	CO	CH	NOx
Легковые автомобили	Б	Kri	0.87	0.92	0.95
Kti	1.75	1.48		1.75	1.48
Грузовые автомобили	Б	Kri	0.89	0.85	0.79
Kni	0.68	0.87	0.67	0.68	0.87	0.67
Kti		1.83			1.83
Д	Kri	0.95	0.93	0.92
Kni	0.68	0.76	0.82	0.68	0.76	0.82
Kti	1.6	2.1		1.6	2.1
Автобусы	Б м п	Kri	0.89	0.85	0.79
Kh1[1]	0.9	0.96	0.89	0.7	0.88	0.67
Kh2[2]	0.7	0.88	0.67	0.7	0.88	0.67
Kti		1.83			1.83
Д м п	Kri	0.95	0.93	0.92
Kh11	0.89	0.92	0.93	0.68	0.76	0.81
Kh22	0.68	0.76	0.81	0.68	0.76	0.81
Kti	1.6	2.1		1.6	2.1

 

Задача № 1

Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NO_x, углеводородов – СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные данные следующие:

־ годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – L_x; грузовых автомобилей дизельных – L_y; автобусов бензиновых – L_z; автобусов дизельных – L_w; легковых автомобилей – L_r (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице 1.5);

־ пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%;

־ пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных средств и поправочные коэффициенты (коэффициенты влияния) задаются.

 

 

Задача № 2

Рассчитать снижение годового валового выброса вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NO_x, углеводородов – СН) от автотранспорта вслучае строительства объездной дороги.

Исходные данные следующие:

־ годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – L_x; грузовых автомобилей дизельных – L_y; автобусов бензиновых – L_z; автобусов дизельных – L_w; легковых автомобилей – L_r (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице.);

־ пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%.

־ Снижение пробегов по территории города составит 85% прогнозируемых пробегов по объездной дороге.

Результаты расчета представить в таблицу (см.форму 1.2).

 

Таблица 1.6

 

Вредных веществ (в тоннах)

 

Группы автотр. средств	Выброс СО	Выброс СH	Выброс NOx	CO+CH+NOx
Город	Объезд	Город	Объезд	Город	Объезд	Город	Объезд
Легковые Всего
Грузовые с бензиновым
Грузовые с дизельными
Автобусы с бензиновыми прочие
Автобусы с бензиновыми маршрутные
Автобусы с дизельными маршрутные
Всего выбросов
Всего выбросов с объездом
Всего выбросов по заданию 1
Снижение выброса в городе
Изменение всего выброса

 

ЗАДАЧА№3

Условие задачи

 

Установленные предприятию лимиты Выбросов и фактические выбросы за отчетный год приведены в таблице исходных данных (табл.1. 1).

Определить размеры платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при следующих значениях нормативов платы:

 

сернистый ангидрид

• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

 

оксид углерода

• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 120 руб./т;

 

серная кислота

• при выбросах в пределах лимита 15 руб./т;.

• при выбросах сверх лимита 70 руб./т.

 

Решение задачи представить в виде таблицы (форма 1.1).

 

Таблица 1.1

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Объем выброса загрязняющих веществ, т

№	Сернистый ангидрид	Оксид углерода	Оксид азота	Серная кислота
вар	лимит	факт	лимит	факт	лимит	факт	лимит	факт

 

Форма 1.1

 

ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА

 

Исходные и расчетные показатели	Сернистый ангидрид	Оксид углерода	Оксид азота	Серная кислота
1. Расчет платы за выброс в пределах лимитов
Норматив платы, руб./т
Фактический выброс в пределах лимита, т
Размер платы, руб.
2. Расчет платы за выбросы, превышающие лимит
Норматив платы, руб./т
Превышение лимита, т
Размер платы, руб.
3. Размер платы за вы­брос каждого вещества, руб.
4. Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.

 

ЗАДАЧА №4

 

Условие задачи

На товарно-сырьевой бирже предлагается 5 сортов углей по одной цене-1,0 руб./ГДж. требуется определить (с учетом экологи­ческих свойств различных видов и сортов углей) наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом.

В предыдущем периоде предприятие использовало топливо (см. таблицу характеристик углей - табл.2.1), соответствующее но­меру решаемого варианта. Соответственно лимиты выбросов в ат­мосферу на текущий период виданы были из расчета использова­ния этого сорта топлива.

Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.2.2).

Характеристики различных видов топок приведены в справоч­ной таблице (табл.2.3).

Котельная предприятия не оборудована золоуловителем и другими какими-либо устройствами, снижающими выбросы вредных веществ в атмосферу. Доля серы, связываемой золой, принимается для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмос­ковных - 0,2.

Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмо­сферный воздух составляют:

 

твердые частицы (пыль нетоксичная)

• при выбросах в пределах лимита 0,05 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 0.12 руб/т;

оксиды серы

• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

оксид углерода

• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 120 руб./т.

 

Итогом решения является определение следующих данных:

Ø сорта наиболее выгодного для предприятия угля (N по табл. характеристик углей);

Ø уменьшения расходов предприятия при переходе на наибо­лее выгодный вариант;

Ø сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (N по табл. характеристик углей);

Ø раэница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам.

 

Решение задачи представить в форме таблицы (см. форму 2.1).

При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов загрязняющих веществ допускается округлять до 0,01т.

 

Таблица 2.1

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВ

 

№ п/n	Угольный бассейн, объединение, шахта	Зольность Аг.%	Содержание серы Sк , %	Объем продуктов сгорания при а=1 V0	Низшая теплота сгорания Q1, МДж/кг
	Подмосковный, Тулуголь, ш. Щекинская	37,6	3,7	2.71	10.38
	Подмосковный, Новомо- сковскуголь, ш.Северная	28,5	5,0	3,21	11,24
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Моховский	11,1	0,4	6,62	23,56
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Колмогорский	12,0	0,5	7,12	25,53
	Канско-Ачинский, разрез Ирша-Борогдинский	6,7	0,2	4,53	15,54
	Подмосковный ш.Россошинская	35,7	2,5	2,82	10,30
	Подмосковный, Тулуголь, ш. Западная	37,0	3,5	2,93	10,47
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Байдаевский	9,2	0,4	7,39	26,67

Продолжение табл. 2.1

 

	Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский	13,5	0,3	6,81	24,36
	Канско- Ачинский, разрез Назаровский	7,3	0,4	3,92	13,06
	Подмосковный, Тулуголь, ш. Московская	36,4	3,6	2.68	10,09
	Подмосковный, Новомо­сковскуголь, ш.Горняк	28,8	4,1	3,22	11,48
	Кузнецкий (откр. добыча), разрез Новосергиевский	13,8	0,5	7,11	25,83
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Прокопьевский	9,0	0,4	7,38	26,71
	Канско- Ачинский, Бере-эовское месторождение.	4,7	0,2	4,62	15,70
	Подмосковный, Скопин-ское, ш. N 53	36,1	7.7	2,83	10,34
	Подмосковный, Новомо­сковску голь, ш.Дубовская	35,9	5,3	3,11	10,97
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
	Канско-Ачинский, Баран-датское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Подмосковный, Скопин-ское, ш. N 57	36.5	6,8	3,15	10,80
	Подмосковный, Новомс-сковскугаль, ш.Зубовская	41,6	3,7	2,57	9,29
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,40
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский	15,6	0,3	7.21	25,87
2Ь	ПечерскиЙ, Интауголь	31,0	3,2	5,62	17,54
	Подмосковный, Скопин-ское, ш. N 3	35,5	7,8	3,07	10,59
2/	Подмосковный, Новомо-сковскуголь, ш.Соколовская	30,8	5,7	3,25	11,35
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Сибиргинский	15,6	0,3	7,17	25,87
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Листвянсхий	18,4	0,5	6,68	24,44
	Печерский, Воркутауголь	12,0	0,6	7,64	27,47

 

 

Исходные данные

Номер варианта	Расчётная потребность котельной в топливе, ГДж/год	Тип топки (по таблице характеристик топок)	Возможные марки углей (по табл. Характеристик)
			1-5
			1-5
			1-5
			1-5
			1-5
			6-10
			6-10
			6-10
			6-10
			6-10
			11-15
			11-15
			11-15
			11-15
			11-15
			16-20
			16-20
			16-20
			16-20
			16-20
			21-25
			21-25
			21-25
			21-25
			21-25
			26-30
			26-30
			26-30
			26-30
			26-30

 

Таблица 2.3

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПОК

Номер топки	Тип топки	Коэффициент избытка воздуха а	Доля твердых частиц в уносе X	Кол-во СО на ед.теплоты Ксо, кг/ГДж	Потери теплоты от неполноты сгорания q4 , %
	С неподвижной решет- кой и пневмомеханиче- ским забросом	1,5	0,0026	0,7	8,7
	С неподвижной решет- кой и ручным забросом	1,4	0,0023	1,9	5,0
	С цепной решеткой и забрасывателями	1,6	0,0035	0,7	10,4
	Шахтно-цепная	1,3	0,0019	2,0	3,5
	Камерная с твердым шлакоудалением	1,2	0,0013	7,0	3,0
	Слоевая	1,4	0,0011	16,0	3,2

Форма 2.1

Форма представления результатов расчета:

Рассматриваемые сорта углей
Затраты на топливо, руб.
Годовая потребность в натуральном исчислении В, т
Выброс вредных веществ, т/год ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо
Выброс вредных веществ пределах лимитов, т/год ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо
Выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо
Плата за выброс вредных веществ в пределах лимитов, руб. ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо
Плата за выброс вредных веществ сверх лимитов, руб. ־ Твердые частицы Птв ־ Оксиды серы Пso ־ Оксид углерода Псо ־ Оксиды азота Ппо
Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.
Полные расходы предприятия, руб
Сорт наиболее выгодного для предприятия угля (№ по табл.хар-к)
Уменьшение расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант, руб.
Сорт наиболее невыгодного (дорогого) вариант (№ по табл. характеристик углей)
Разница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам, руб.

 

 

Литература по теме № 1. Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортных средствами в атмосферный воздух. – М., НИИАТ, 1993.

 

Приложение.

Задание содержит ряд расчётных работ, описанных в приведённых нижнее методических указаниях.

Задание носит индивидуальный характер и его содержание определяется вариантом.

Номер варианта задания студенту соответствует последним 2м цифрам номера зачётной книжки.

Содержание задания.

1. определение массы выбросов, загрязняющих веществ автотранспортными средствами. /1/, зад. 1 и 2, варианта 1…30.

2. платежи за выбросы в атмосферный воздух /2/, зад. 1 вар. 1…30.

3. расчёт количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива/2/ зад. 2 вар. 1…30.

 

 

В методических указаниях:

§ сформулированы расчётные условия

§ приведены исходные данные и расчётные зависимости

§ предоставлены формы отчётов

§ определены перечни вопросов

 

 

выполненное задание снабжается титульным листом и брошюруется.

 

 

Литература

1. Ставров О.А., Ю.В. Трофименко. Методические указания по расчётно-практическим заданиям по курсу «основы промышленно-транспортной экологии», М./МАДИ(ТУ), 1977г.

2. Ставров О. А. Методические указания к расчётно-практическим работам по курсу «экология», М/ МАДИ(ТУ) 1998г.

Примечание.

Допускается текущая проверка на любой стадии готовности для своевременного устранения ошибок.

 

Кафедра

«Техносферная безопасность» ауд. 285

Тел.каф. 155-07-45 Ю.П. Бакатин

Тел. 8-903-712-99-80

[1] - Используется при расчете маршрутных автобусов, «м»

[2] - Используется при расчете прочих автобусов, «п»

ТЕМА №1

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ