САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

ет. Максимальное значение приземной концентрации C_макс, мг/м³, для холодных выбросов определяется по формуле

C_макс = AMfnD /(8H^4/3F), (6.6)

где A — коэффициент температурной стратификации; M — мощность выброса, г/с; f — безразмерный коэффициент оседания вредных приме­сей; n — коэффициент, учитывающий условия выхода газов из трубы;  — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа мест­ности; D — диаметр устья трубы, м; H — высота источника (устья тру­бы) над уровнем земли, м; F — скорость поступления газовоздушной смеси из источника в атмосферу, м³/с.

Коэффициент температурной стратификации атмосферы учиты­вает региональные неблагоприятные условия вертикального и горизон­тального перемешивания примесей, поступающих в атмосферу, и при­нимается в соответствии с ОНД—86 равным:

250 — для районов Средней Азии южнее 40° с.ш., Бурятской АССР и Читинской области;

200 — для европейской территории страны, для районов РФ южнее 50° с.ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молда­вии, для азиатской территории РФ и стран СНГ;

180 — для европейской территории СНГ и Урала от 50 до 52° с.ш., за исключением районов Украины;

160 — для европейской территории РФ и стран Балтии (за исключе­нием центра) и Урала севернее 52° с.ш., а также для Украины (для рас­положенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от 50 до 52° с.ш. — 180, а южнее 50° с.ш. — 200);

140 — для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Ка­лужской, Ивановской областей.

Ориентировочная схема зонирования коэффициента стратификации по территории бывшего СССР приведена на рис 6.2.

Коэффициент оседания вредных примесей принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозо­лей (пыль, зола и прочее, скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) — 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей

при коэффициенте очистки выбросов > 90 %	2
от 75 до 90 %	2,5
без очистки	3

Коэффициент n, учитывающий условия выхода газов из трубы. Этот коэффициент определяется по рис. 6.3 по аргументу v_м, зависящему

от средней линейной скорости выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса м/с:

v_м = 1,3D /H.

Коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности. При ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км этот коэффициент принимается равным еденице. При на­личии на местности препятствия, вытянутого в одном направлении (гря­да, гребень, ложбина, уступ), коэффициент определяется в зависимости от высоты препятствия и расстояния до него. В среднем можно принять этот коэффициент от 1 до 1,5. При более сложной местности необходи­мо обратиться к соответствующему разделу ОНД—86.

Мощность выброса M и скорость поступления газо-воздушной смеси F определяется для каждого источника расчетом в технологической части проекта. В расчете принимаются сочетания M и F , реально имеющие место в течение года. Расчет мощности выброса изложен в следующем разделе.

Объемная скорость F, м³/с,* поступления в атмосферу газо-воздуш­ной смеси из источника круглой формы, связана с линейной скоростью выхода газо-воздушной смеси

F = D² /4.

Расстояние x_м, м от источника выбросов, на котором приземная кон­центрация при неблагоприятных метеорологических условиях достига­ет максимального значения C_макс, определяется по формуле

x_м = Hd(5 – f ) /4, (6.7)

где d находят по формулам

d = 5,7 приv_м < 0,5;

d = 11,4 v_м при0,5 < v_{м } 2;

d = 16 v_м^1/2 приv_м > 2.

Табл. 6.3, взятая из [6.6] , позволяет определить максимальное значе­ние концентрации загрязнителя и расстояние до него для условий, в большей степени соответствующих выбросам элегаза и продуктов его разложения. Эта таблица позволяет оперативно определить, можно ли ожидать проблемы при обеспечении нормативов чистоты воздуха за пре­делами санитарной зоны. Для этого достаточно табличное значение C_макс помножить на мощность выброса, при необходимости введя пересчет на коэффициент стратификации, и полученное значение сравнить с ПДК_м.р.

В любой точке x, y (см. рис. 6.1) приземная концентрация вредного вещества может быть определена как

С = С_макс S₁S₂. (6.8)

Безразмерный коэффициент S₁ учитывает изменение приземной кон­центрации вдоль ветровой оси, проходящей через источник выделения вредного вещества; определяется по рис. 6.4 в зависимости от отноше­ния координаты x к расстоянию x_м от источника до точки с максималь­ной концентрацией. Безразмерный коэффициент S₂ учитывает уменьше­ние приземной концентрации на расстоянии y от ветровой оси; опреде­ляется по рис. 6.5 в зависимости от аргумента t_y , зависящего от расчет­ной скорости ветра u, м/с, и отношения y²/x² по формулам

t_y = u y²/x² при u  5;

t_y = 5 y²/x² при u > 5.

6.3.2.2. Расчет мощности выбросов за пределы санитарно-защитной зоны

Исходными данными для расчета служат: данные техниче­ского проекта (те же, что и при расчете концентрации загрязняющих ве­ществ, перечисленные выше), а также генеральный план размещения объекта, данные строительного проекта (в части организации выбро­сов), климатические условия и прочее в соответствии с ОНД—86 Гос­комгидромета.

Расчет мощности выбросов в режиме нормальной эксплуатации

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСОВ ЭЛЕГАЗА ОТ ОБЩЕЙ УТЕЧКИ

Рассматриваются два случая: вентиляция включена постоянно (об­щеобменная вентиляция в нормальном режиме) и вентиляция, включае­мая при необходимости (например, не реже одного раза в месяц).

Постоянно выключенная вентиляция

Общая масса элегаза на объекте m, кг.

Из исходных данных.

Нормативная утечка элегаза (1 %/год).

По технической документации.

Масса теряемого элегаза за год 0,01 m, кг.

Мощность выброса М = 0,01ж10³m/(3,1557ж10⁷), г/с.

Маса теряемого элегаза делится на число секунд в году.

Дополнительные расчеты:

Концентрация элегаза в выхлопе вентиляции 10³М/F, мг/м³, где производительность непрерывно действующей вентиляции F выра­жена в м³/с.

Формально расчет выбросов элегаза от общей утечки должен быть выполнен, но ни при каких обстоятельствах нормативная утечка элегаза при постоянно действующей вентиляции не может создать неблагопри­ятную обстановку за пределами санитарно-защитной зоны.

Эпизодически включаемая вентиляция (не реже одного раза в месяц)

Общая масса элегаза на объекте m, кг.

Из исходных данных.

Нормативная утечка элегаза (1 %/год).

По технической документации.

Масса теряемого элегаза за месяц 0,01m/12, кг.

Производительность вентиляции F, м³/с.

Время выброса  = V_2х/F, с.

Мощность выброса М = 10³ж0,01m/(12), г/с.

Дополнительные расчеты:

Концентрация элегаза в двухметровом приземном слое

10⁶ж0,01m/(12V_2х), мг/м³. Эта концентрация окажется на выхлопе из трубы при включении вентиляции. Если рассчитанная концентрация меньше ПДК_м.р, то сразу можно сказать, что нет проблем с обеспечени­ем чистоты воздуха.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСОВ ЭЛЕГАЗА ПРИ РЕВИЗИИ АППАРАТА
В РЕМОНТНОМ ПОМЕЩЕНИИ

Объем самого большого аппарата , м³.

Из исходных данных.

Плотность элегаза в аппарате перед вскрытием , кг/м³.

В соответствии с возможностями установки обслуживания, из расче­та 6 кг/м³ на атмосферу.

Масса элегаза, подлежащая выбросу , кг.

Время выброса , ч.

Принимается 20 минут (0,33 ч) — время, достаточное для проветри­вания аппарата под зонтом местной вентиляции ремонтного зала.

Мощность выброса М = /(3600), г/с.

Дополнительные расчеты:

Концентрация элегаза в выхлопе 10³M/F, мг/м³, где F — производи­тельность местной вентиляции, м³/с. Эта концентрация окажется на вы­хлопе из трубы при включении вентиляции. Если рассчитанная концен­трация меньше ПДК_м.р, то сразу можно сказать, что проблемы с обеспе­чением чистоты воздуха не возникнут.

Расчет мощности выбросов в аварийном режиме

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСА ЭЛЕГАЗА ПРИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ САМОГО БОЛЬШОГО АППАРАТА

Масса элегаза в самом большом аппарате , кг.

Из исходных данных.

Обязательное время включения вентиляции , ч.

По техническому заданию.

Мощность выброса 10³/(3600), г/с.

Дополнительные расчеты:

Концентрация в приземном слое 10³/ V_6ти, мг/м³,

где V_{6ти —} объем шестиметрового приземного слоя — из исходных данных. Эта концентрация окажется на выхлопе из трубы при включе­нии вентиляции. Если рассчитанная концентрация меньше ПДК_м.р, то сразу можно сказать, что проблемы с обеспечением чистоты воздуха не возникнут.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСА ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА ПРИ ПРОЖОГЕ ОБОЛОЧКИ АППАРАТА

Энергия разряда E, кДж.

Эта величина уже была рассчитана: I_кз0,105ж400.

Среднее удельное разложение элегаза 15 мл/кДж.

Объем разложенного элегаза за операцию 15E, мл.

Масса образовавшегося HF 15жEж4ж20/22 400, г.

В соответствии со стехиометрическим соотношением.

Время вентилирования , ч.

В соответствии с проектом. Принимается в пределах 1 ч.

Мощность выброса HF М = 15жEж4ж20/(22 400ж3600), г/с.

Дополнительные расчеты:

Концентрация HF в приземном слое помещения и в выхлопе вентиляции C_HF = 10³ж15Eж4ж20/(22 400V_6ти), мг/м³, где V_6ти из исходных данных. Рас­

сматривается шестиметровый приземный слой в связи с взрывным харак­тером выброса. Эта концентрация окажется на выхлопе из трубы при вклю­чении вентиляции. Если рассчитанная концентрация меньше ПДК_м.р , то сразу можно сказать, что проблемы с обеспечением чистоты воздуха не возникнут.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСА СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА ПРИ ПРОЖОГЕ ОБОЛОЧКИ АППАРАТА

Энергия разряда E, кДж.

Эта величина уже была рассчитана.

Среднее удельное разложение элегаза 15 мл/кДж.

Объем разложенного элегаза за операцию 15E, мл.

Масса образовавшегося HF 15Eж64/22 400, г.

В соответствии со стехиометрическим соотношением.

Время вентилирования , ч.

В соответствии с проектом. Принимается в пределах 1 ч.

Мощность выброса HF М = 15Eж64/(22 400ж3600), г/с.

Дополнительные расчеты:

Концентрация SO₂ в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции = 10³ж15жEж64/(22 400V_6ти), мг/м³. Эта концентрация окажется на выхлопе из трубы при включении вентиляции. Если рас­считанная концентрация меньше ПДК_м.р , то сразу можно сказать, что проблемы с обеспечением чистоты воздуха не возникнут.

РАСЧЕТЫ МОЩНОСТИ ВЫБРОСА ПЫЛИ ФТОРИСТОГО АЛЮМИНИЯ ПРИ ПРОЖОГЕ ОБОЛОЧКИ АППАРАТА

Ввиду мелкой дисперсности пыль осаждается медленно.

Энергия разряда E, кДж.

Эта величина уже была рассчитана.

Удельное образование пыли 100 мг/кДж.

По данным гл. 3.

Масса образовавшегося фтористого алюминия 100E, мг.

Время вентилирования , ч.

В соответствии с проектом. Принимается в пределах 1 ч.

Мощность выброса HF М = Eж10–³100/3600, г/с.

Дополнительные расчеты:

Концентрация AlF₃ в приземном слое помещения и в выхлопе вен­тиляции = 100E/V_6ти, мг/м³. Эта концентрация окажется на выхло­пе из трубы при включении вентиляции. Если рассчитанная концентра­ция меньше ПДК_м.р, то сразу можно сказать, что нет проблем с обеспе­чением чистоты воздуха.

6.3.2.3. Предельно допустимые выбросы

После того, как все необходимые составляющие определе­ны, по уравнениям (6.6) и (6.7) или по табл. 6.3 (с умножением на мощ­ность выброса) определяем максимальное значение концентрации за­грязнителя на местности и расстояние до него. Далее определяем пре­вышение ПДК_м.р в этой точке для каждого загрязнителя отдельно или с учетом группы суммации. Если суммарная относительная концентра­ция в соответствии с уравнением (6.1) меньше единицы

(C_макс1 /ПДК_м.р1) + (C_макс2 /ПДК_м.р2) + … < 1,

то рассчитанные значения ПДВ могут быть приняты: ни в какой точке местности норматив качества воздуха не будет нарушен. Если значение превышает единицу, необходимо обратиться к карте местности и уста­новить, может ли точка максимальной концентрации попасть в селитеб­ную зону. Если может, то следует поискать другое решение параметров выброса (производительность вентиляции, высота трубы, учесть розу ветров и возможную повторяемость опасного направления). Если и это не приводит к желаемому результату, то в таком случае необходимо со­гласовать с местными органами временно согласованные выбросы (ВСВ), однако для элегазовых электротехнических объектов такая пер­спектива не предвидится. Окончательное решение принимается на ос­новании машинного расчета по программам, разработанным в соответ­ствии с ОНД—86.

Пример изложения документа «Охрана атмосферы и предельно до­пустимые выбросы (ПДВ)» приведен в Приложении.

6.3.3. СОГЛАСОВАНИЕ РЕЖИМОВ ВЫБРОСА

При технологическом или аварийном выбросе элегаза в про­изводственное помещение может произойти превышение значения ПДК_р.з как в отдельных его частях, так и повсеместно. Задача вентиляции за определенный короткий промежуток времени (в течение которого за­прещается входить в производственное помещение без соответствующих средств защиты) снизить концентрацию выброса до ПДК_р.з. Но чем боль­ше производительность вентиляции и соответственно меньше интервал времени необходимого включения вентиляции, тем больше мощность выброса за пределы рабочей зоны и санитарной зоны. Однако выхлоп за пределы производственного помещения должен быть организован так, чтобы в приземном слое воздуха за пределами санитарной зоны пред­приятия не возникла концентрация загрязнителя больше максимальной разовой предельно допустимой концентрации ПДК_м.р. С другой стороны, чем меньше объем производственного помещения, тем большая концен­

трация вредных веществ образуется в нем за счет выброса, и наоборот. Чем больше концентрация в помещении, тем больше опасности, что при выбросе этого загрязненного воздуха с вентиляцией за пределы рабочей зоны будут созданы неприемлемые условия в прилежащей селитебной зоне. Таким образом, объем рабочей зоны и производительность венти­ляции должны быть связаны с обеспечением качества воздуха за пределами предприятия. В этом и состоит суть согласования режимов выброса вредных веществ на стадии проектирования.

Использование зданий значительных объемов для размещения элега­зовых комплектных распределительных устройств и необходимость применения принятых значений кратности вентиляции приводят к неоп­равданно большой устанавливаемой мощности вентиляционных устано­вок и как следствие к повышенному расходу электроэнергии. В ряде случаев с целью снижения мощности вентиляции при проектировании для расчета используется не полный объем помещения, а его приземная часть: двухметровый или шестиметровый слой, чем достигается зани­жение расчетной производительности вентиляционных установок при неизменности плановой величины кратности обмена, которая восприни­мается как норматив. В ряде случаев это оправдано: спокойные процес­сы, такие как выделение элегаза за счет утечки, выброс элегаза при ре­монтных работах или при обслуживании, не могут охватить весь объем помещения, и их условная локализация в пределах двухметрового при­земного слоя не вызывает возражений. Но для взрывных процессов при­нятие шестиметрового приземного слоя в качестве места расположения загрязненного воздуха более чем условно. В этом случае не бесспорно выглядит и концепция модели «полного вытеснения» при расчете про­изводительности вентиляции из-за локализованности и ограниченности мест забора загрязненного воздуха. Поскольку модель «полного вытес­нения» приводит к меньшим расчетным значениям производительности вентиляции по сравнению с моделью «полного перемешивания», то сле­дует создавать условия для приближения именно к этому процессу по­средством рассредоточения мест забора воздуха из нижнего уровня (или созданию сети каналов-сборников ниже уровня пола, из которых производится забор загрязненного воздуха) и организации ненаправлен­ной (рассредоточенной) приточной вентиляции с верхнего уровня.

Значение кратности вентиляции предписывается производителем элегазового электротехнического оборудования и используется при про­ектировании. Однако, обычно принимаемая для вредных производств кратность обмена 2—3 в нормальном режиме и 6—10 — в аварийном, вероятно, неприемлема для элегазового энергетического производства, так как в первом случае — это сравнительно небольшие и плотно запол­ненные технологическим оборудованием (к тому же выделяющим ток­

сичные и горючие вещества, как, например, в химическом производст­ве) помещения, а во втором — это просторные подстанционные залы с электротехническим газоплотным оборудованием с нетоксичным и негорючим газом.

Тем не менее, имеются простые пути определения достаточности про­ектируемой вентиляции [6.7], исходя из конкретных санитарно-гигиени­ческих требований. В качестве таковых должны выступать значения пре­дельно допустимой концентрации в атмосфере рабочей зоны ПДК_р.з.

Как видно из приведенных в этой главе примеров расчета предель­ный случай нарушения нормативов качества воздуха и в рабочем поме­щении, и за пределами санитарной зоны возникает при прожоге оболоч­ки самого большого аппарата: при этом может быть многократно превы­шена концентрация в рабочем помещении как по элегазу, так и по про­дуктам его разложения. Однако из-за разницы в ПДК в несколько по­рядков между элегазом и его продуктами разложения основное решение должно быть принято по последним. Пробой, который, как предполага­ется, приводит к прожогу оболочки, можно определить следующими ха­рактеристиками: I_кз — ток короткого замыкания, кА; 0,105 с — время горения дуги; 400 В — напряжение на дуге; 15 мл/кДж — уровень раз­ложения элегаза на единицу энергии.

Принимая, что основным первичным продуктом разложения будет четырехфтористая сера (молекулярная масса 108), получаем значение ее начальной концентрации , г/м³, сразу после выброса

= 0,105ж400ж15ж108I_кз/(22 400) = 3,04I_кз /,

где _— объем, м³, занятый четырехфтористой серой с концентра­цией .

Воздействие четырехфтористой серы на живые организмы следует рассматривать через продукты ее гидролиза во влажной атмосфере и на слизистых оболочках дыхательных путей, который приводит к обра­зованию четырех молей фтористого водорода (молекулярная масса 20) и одного моля сернистого ангидрида (молекулярная масса 64) на моль четырехфтористой серы. Поэтому начальная концентрация C, г/м³, ко­нечных загрязнителей сразу после выброса

C_HF = 0,105ж400ж15ж4ж20I_кз /(22 400V_HF) = 2,25I_кз /V_HF,

= 0,105ж400ж15ж64I_кз /(22 400) = 1,80 I_кз /,

где V_HF и — объем, занимаемый загрязнителями при концентра­ции C_HF и .

Образовавшиеся фтористый водород и сернистый ангидрид облада­ют суммационным эффектом и их следует рассматривать вместе. Чтобы значение концентрации загрязнителей не превышало их ПДК_р.з, выброс должен занять объем

V_HF = 2,25 I_кз /(10–³),

= 1,80 I_кз /(10–³).

Значения ПДК приведены в табл. 6.2. И поскольку эти загрязнители обладают суммационным эффектом, общий объем, в котором будет дос­тигнуто ПДК_р.з , выразится их суммой

V_сумм = 2,25I_кз /(0,05ж10–³) + 1,80I_кз /(10ж10–³) = 45,2ж10³I_кз, (6.10)

где V_сумм — общий объем, м³; I_кз — ток короткого замыкания, кА.

Если расчетное значение V_сумм меньше объема здания V, то примене­ние вентиляции станет ненужным (воздух в помещении останется чис­тым, концентрация вредных веществ меньше ПДК). В противном случае (V_сумм /V > 1 — величина превышения ПДК_р.з. в производственном поме­щении за счет выброса) возникает необходимость в вентиляции, а сле­довательно, и в оценке ситуации с загрязнением за пределами санитар­ной зоны.

Рассмотрим два варианта согласования режимов выброса для случая прожога оболочки.

жүктеу/скачать 0.6 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: