1. Определение минимальной высоты источника выброса

На стадии проектирования отдельных элементов производств или технологических процессов, связанных со сжиганием топлива, использованием высоких температур, газообразных, аэрозольных или пылевидных веществ, возникает необходимость расчета минимальной высоты источника выброса. Источником выброса могут являться любые производства, поставляющие в атмосферу загрязняющие вещества. Характерным, часто встречающимся, источником выбросов являются трубы котельных, ТЭЦ, печей, отдельных производств.

С точки зрения экологической безопасности источник выброса должен иметь такую высоту, которая обеспечивала бы безопасные концентрации загрязняющего вещества (ЗВ) в воздухе на заданном от источника выбросов расстоянии. Снижение концентрации загрязнителя в приземном слое достигается благодаря процессам перемешивания газопылевых выбросов от источника с атмосферным воздухом.

Проведение первого этапа расчета заключается в определении минимальной высоты источника выброса. В основе расчета лежит ОНД-86 [1].

При определении минимальной высоты источника выброса важное значение имеет температура выброса газо-воздушной смеси ЗВ.

1. Расчёт для холодных выбросов

Холодными являются выбросы, температура которых равна температуре атмосферного воздуха на высоте источника выбросов. В том случае, если разница между температурой выброса и воздуха окружающей среды незначительна (∆T<10, где ∆Т=Т_г.-Т_возд.. где Т_г.- температура газо-воздушной смеси °С_, Т_возд.- температура атмосферного воздуха, принимаемая для района расположения предприятия и 13 часов самого жаркого месяца по СНиПу) выбросы считают холодными. Минимальная высота источника выброса (по i-му загрязнителю) рассчитывается по формуле:

(1)

где А - безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (изменения температуры по высоте); М_i - масса i-го вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (г/с); F_i -безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; D - диаметр устья источника выброса (м); z -безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, z = 1 в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км (во всех других случаях см. [1]); ПДК_мрi- предельно допустимая максимальная разовая концентрация для i-го вещества (мг/м³); С_фi - фоновая концентрация i-го вещества в атмосферном воздухе (мг/м³); V - расход газо-воздушной смеси (м³/с).

Значения ПДК для ЗВ атмосферы приведены в Приложении 1. (В случае отсутствия норматива ПДКмр использовать ПДКсс или ОБУВ).

Если источник выброса имеет прямоугольное или квадратное сечение (например, шахта), вместо значения диаметра в формулу (1) подставляется эффективный диаметр, который определяют по формуле:

(2)

где l и b- стороны сечения. В дальнейших расчётах эффективный диаметр Dэ используется вместо D.

Расход газо-воздушной смеси определяется по формуле:

(3)

где ω₀ - средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса (м/с).

Для источника выброса прямоугольного или квадратного сечения находится эффективное значение V по формуле:

(4)

Для определения истинности найденного значения высоты находится вспомогательное значение υ_m' (м/с):

(5)

Если υ_m'≥ 2, то значение H считается окончательным и выносится в отчет.

Если окажется, что υ_m'< 2, то необходимо провести уточнение значения Н.

Для уточнения высоты находят вспомогательный коэффициент n, который, в зависимости от значения υ_m', определяется по формулам:

при (6)

при (7)

при (8)

С учетом найденного коэффициента n определяется уточненная высота источника выброса:

(9)

где n_i, n_i-1 - величины коэффициентов, полученные соответственно с помо­щью значений H_i и H_i-1.

При i=1 (первое уточнение) n_i-1 = n₀ =1.

Уточнение проводят до тех пор, пока не будет выполняться условие:

(10)