Размещено на http://www.allbest.ru/

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Факультет Радиотехники и Связи

Кафедра Охраны труда и окружающей среды

Расчетно-графическая работа

По дисциплине: "Экология и устойчивое развитие"

Тема: "Расчет категории опасности производства"

Выполнил:

Группа: РЭТ-12-13

Вариант: 4

Боранбаев Д.А.

Приняла: ст.пр. Айтбаева Ж.М.

Алматы, 2014

Содержание

• Введение
• 1. Задание
• 1.1 Механический цех
• 1.2 Цеха и участки сварки и резки металлов
• 1.3 Гальванический цех
• 1.4 Выбросы от автотранспорта предприятия
• 1.5 Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч.
• 1.6 Расчет категории опасности предприятия
• Вывод
• Список литературы
• выброс автотранспорт сжигание топливо

Введение

В настоящее время резко обострилась проблема загрязнения окружающей среды, постепенно она перерастает в реальную угрозу глобальной экологической катастрофы всего человечества. Проблемы экологического бедствия уже охватили более половины земного шара, резкий экологический дискомфорт ощущает население многих городов Казахстана, в том числе Алматы, Усть-Каменогорска, Тараза, Шымкента и других городов. Всё это с особой остротой ставит на повестку дня вопрос об охране окружающей среды.

Темпы потребления органического топлива уже сегодня во много раз превышают темпы их естественного синтеза. В свою очередь, окружающая среда в глобальном масштабе начинает воздействовать на энергетику, вынуждая учитывать возможность потребления того или иного вида топливно-энергетических ресурсов и изыскивать новые виды ресурсов.

В данной расчетно-графическая работе будет рассмотрено одно из основных направлений в области охраны окружающей среды - выброс вредных веществ в атмосферу. На примере предприятия в состав, которого входит: механический цех, сварочный цех, гальванический цех, гараж и котельная, будет представлен расчет категории опасности производства по цехам и по предприятию в целом.

1. Задание

На предприятии размещены следующие цеха и производства:

Котельная, гальванический, механический цеха, сварочный участок и гараж.

Определить категорию опасности производства, если предприятие работает в две смены по 8 ч. Каждая 260 дней в году.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные(вариант 1)

Цех	Наименование станка	Количество
Механический	Круглошлифовальные	95
	Заточные	40
	Токарные	65
	Время работы	2000
Сва-роч-ный	Марка электродов	Масса расходуемого материала, кг/год
	ИОНИ-13/45	800
Гальваничес-кий	Общ. площадь ванн при процессе обезжиривания, м2
	Орг. Растворителем	95
	Электрохимическое	87
	Время работы	4150
Гараж	Пробег, км
	Грузовые с бензиновым ДВС	25000
	Автобусы с бензиновым ДВС	12500
	Автобусы дизельные	15500
	Служебные легковые	36000
Котельная	Расход натурального топлива	90
	Марка топлива	БЗ
	Коэффициент очистки воздуха ЗУ	78
	Вид топки	Шахтная
	КNO2	0,23

1.1 Механический цех

Состав и количество планируемых выбросов в атмосферный воздух определяется расчетом на основе анализа рабочего процесса. При механической обработке металлов выделяются пыль, туман и пары масел и смазочно-охлаждающих жидкостей, различные газообразные вещества. Валовое выделение вредных веществ определяется исходя из нормо-часов работы станочного парка. Расчет выбросов при механической обработке производится по формуле (т/год):

M = 3600 ^. q ^. t ^. N ^. 10^-6, (1)

где q - удельное выделение пыли (г/с);

t - число часов работы в день, час;

N - число рабочих дней в году.

Выбросы пыли для круглошлифовальных станков в количестве 95 экземпляров диаметром 350 мм:

M = 3600 ^. 0,170 ^. 16 ^. 260 ^. 10^{-6 .} 95= 241,862 (т/год).

Выбросы для заточных станков в количестве 40 экземпляров диаметром 200 мм:

M = 3600 ^. 0,085 ^. 16 ^. 260 ^. 10^{-6 .} 40 =50,918 (т/год).

И того общее количество выбросов пыли при механической обработке равно:

УМ = 292,78 (т/год).

Выбросы аэрозольных веществ для токарных станков средних размеров в количестве 65 экземпляров при охлаждении маслом:

M = 3600 ^. 2,5 ^. 16 ^. 260 ^. 10^{-6 .} 65 = 2433,6 (т/год).

1.2 Сварочный цех

Расчет выбросов производится по формуле (т/год):

Mi = qi ^. m ^. 10^-6, (2)

где q - удельное выделение вредного вещества (г/кг);

m - масса расходуемого материала (кг/год)

Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы сварочного аэрозоля:

Mi = 14,0 ^. 800 ^. 10^-6 = 0,0112 (т/год)

Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы марганца и его оксидов:

Mi = 0,51 ^. 800 ^. 10^-6 = 0,000408 (т/год)

Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы соединений кремния:

Mi = 1,40 ^. 800 ^. 10^-6 = 0,00112 (т/год)

Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы фторидов:

Mi = 1,40 ^. 800 ^. 10^-6 = 0,00112 (т/год)

Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы фтористого водорода:

Mi = 1,00 ^. 800 ^. 10^-6 = 0,0008 (т/год)

1.3 Гальванический цех

При расчете количества вредных веществ, выделяющихся при гальванической обработке, принят удельный показатель q, отнесенный к площади поверхности гальванической ванны. Количество загрязняющего вещества (т/год), отходящего от единицы технологического оборудования определяется по формуле:

M = 10^{-6 .} q ^. T ^. F ^. K₃ ^. K_y, (3)

где F - площадь зеркала ванны (м²);

K_y - коэффициент укрытия ванны: при наличие в составе поверхностных активных веществ (ПАВ) K_y = 0,5; при отсутствии ПАВ K_y = 1;

K₃ - коэффициент загрузки ванны K₃ =1

Таблица 2 - Удельное количество вредных веществ, выделяющихся с поверхности гальванических ванн при различных технологических процессах

Процесс	Вещество	Количество, г/(ч*кв.м)
1. Обезжиривание изделий: · Органическими растворителями · Электрохимическое	Бензин Керосин Уайт-спирт Бензол Трихлорэтилен Тетрахлорэтилен Трифтортрихлорэтан Едкая щелочь	4530 1560 5800 2970 3940 4200 14910 39,6

Рассчитаем количество загрязненного вещества при обезжиривании органическими растворителями:

Для бензина

M = 10^{-6 .} 4530 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 1785,952 (т/г);

Для керосина

M = 10^{-6 .} 1560 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 615,030 (т/г);

Для Уайт-спирта

M = 10^{-6 .} 5800 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 2286,65 (т/г);

Для бензола

M = 10^{-6 .} 2970 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 1170,922 (т/г);

Для трихлорэтилена

M = 10^{-6 .} 3940 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 1553,345 (т/г);

Для тетрахлорэтилена

M = 10^{-6 .} 4200 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 1655,85 (т/г);

Для трифтортрихлорэтана

M = 10^{-6 .} 14910 ^. 4150 ^. 95 ^. 1 ^. 1 = 5878,267 (т/г).

Рассчитаем количество загрязненного вещества при электрохимическом обезжиривании едкой щелочью:

M = 10^{-6 .} 39,6 ^. 4150 ^. 87 ^. 1 ^. 1 = 14,297 (т/г).

1.4 Выбросы автотранспорта предприятия

Масса выброшенного за расчетный период i-того вредного вещества при наличие в группе автомобилей с различными двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные, газовые) определяется по формуле (т/г):

Mi = qi ^. ф ^. n ^. R ^. 10^-6, (4)

где qi - удельный выброс i-того вредного вещества автомобилем (г/км);

ф - пробег автомобиля за расчетный период (км);

n - коэффициент влияния среднего возраста парка на выбросы автомобиля;

R - коэффициент влияния технического влияния автомобиля.

Таблица 3 - Удельные выбросы вредных веществ для различных групп автомобилей на 1990 год и коэффициенты влияния факторов

Группа автомобилей	Удельный выброс вредных веществ, г/км	Коэффициент влияния
· Грузовые с бензиновым ДВС · Автобусы с бензиновым ДВС · Автобусы дизельные · Легковые служебные и специальные	СО 55,5 51,5 15,0 16,5	СН 12,0 9,6 6,4 1,6	NO 6,8 6,4 8,5 2,23	N 1,33 1,32 1,27 1,28	R 1,69 1,69 1,80 1,63

Рассчитаем выбросы оксида углерода (СО):

Для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС

M(СО) = 55,5 ^. 25000 ^. 1,33 ^. 1,69 ^. 10^-6 = 3,118 (т/год);

Для автобусов с бензиновым ДВС

M(СО) = 51,5 ^. 12500 ^. 1,32 ^. 1,69 ^. 10^-6 = 1,436 (т/год);

Для дизельных автобусов

M(СО) = 15 ^. 15500 ^. 1,27 ^. 1,8 ^. 10^-6 = 0,531 (т/год);

Для служебных легковых автомобилей

M(СО) = 16,5 ^. 36000 ^. 1,28 ^. 1,63 ^. 10^-6 = 1,239 (т/год).

И того суммарное количество выбросов оксида углерода равно:

УM(СО) = 6,324 (т/год).

Рассчитаем выбросы углеводорода:

Для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС

M(CH) = 12 ^. 25000 ^. 1,33 ^. 1,69 ^. 10^-6 = 0,674 (т/год);

Для автобусов с бензиновым ДВС

M(CH) = 9,6 ^. 12500 ^. 1,32 ^. 1,69 ^. 10^-6 = 0,277 (т/год);

Для дизельных автобусов

M(CH) = 6,4 ^. 15500 ^. 1,27 ^. 1,8 ^. 10^-6 = 0,227 (т/год);

Для служебных легковых автомобилей

M(CH) = 1,6 ^. 36000 ^. 1,28 ^. 1,63 ^. 10^-6 = 0,120 (т/год).

И того суммарное количество выбросов углеводорода равно:

УM(СН) = 1,298 (т/год).

Рассчитаем выбросы оксидов азота (NOx):

Для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС

M(NOx) = 6,8 ^. 25000 ^. 1,33 ^. 1,69 ^. 10^-6 = 0,382 (т/год);

Для автобусов с бензиновым ДВС

M(NOx) = 6,4 ^. 12500 ^. 1,32 ^. 1,69 ^. 10^-6 = 0,178 (т/год);

Для дизельных автобусов

M(NOx) = 8,5 ^. 15500 ^. 1,27 ^. 1,8 ^. 10^-6 = 0,301 (т/год);

Для служебных легковых автомобилей

M(NOx) = 2,23 ^. 36000 ^. 1,28 ^. 1,63 ^. 10^-6 = 0,167 (т/год).

И того суммарное количество выбросов оксидов азота равно:

УM(NOx) = 1,028 (т/год).

1.5 Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч.

Методика предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторов.

Таблица 4 - Значения коэффициентов Х и Ксо в зависимости от типа топки и топлива

Тип топки	Топливо	Х	Ксо, кг/ГДЖ
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые и каменные угли	0,0023	1,9
Шахтная	Твёрдое топливо	0,0019	2,0

Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц печей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени сжигания твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:

Птв = B ^. A^{r .} X ^. (1-з), (5)

где В - расход натурального топлива (т/год, г/с);

A^r - зольность топлива на рабочую массу (%);

з - доля твердых частиц, улавливаемых золоуловителем;

Х = а_ун/(100 - Г_ун); а_ун - доля золы топлива в уносе;

Г_ун - содержание горючих в уносе (%).

Птв = 90 ^. 23,0 ^. 0,0019 ^. (1-0) = 3,933 (т/год).

Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год, т/час, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоаграгата в единицу времени, выполняется по формуле:

П_SO2 = 0,002 ^. B ^. S^{r .} (1-з_SO2) ^. (1-з'_SO2), (6)

где S^r - содержание серы в топливе на рабочую массу (%);

з'_SO2 - доля оксидов серы, связанных с летучей золой топлива. Для углей - 0,1;

з_SO2 - доля оксидов серы, улавливаемых золоуловителем.

П_SO2 = 0,002 ^. 90 ^. 0,18 ^. (1 - 0) ^. (1 - 0,1) = 0,029 (т/год).

Ориентировочная оценка выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может проводится по формуле:

П_СO = 0,001 ^. B ^. Q_i^{r .} K_CO ^. (1-q₄/100), (7)

где K_CO - количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж).

П_СO = 0,001 ^. 90 ^. 14,53 ^. 2 ^. (1-2/100) ^. 10^-3 = 0,002563 (т/год).

Оксиды азота. Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂), выделяемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

П_NO2 = 0,001 ^. B ^. Q_i^{r .} K_NO2 ^. (1 - в), (8)

где Q_i^r - теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг);

K_NO2 - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж);

в - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

П_NO2 = 0,001 ^. 90 ^. 14,53 ^. 0,23 ^. (1 - 0) ^. 10^-3 = 0,0003 (т/год).

1.6 Расчет категории опасности предприятия

Расчет категории опасности предприятия производится по формуле:

КОП = У(Mi/ПДКi)^ai, (9)

где Mi - масса выброса i-того вещества (т/год);

ПДКi - среднесуточное ПДК i-того вещества (мг/м²);

n - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

ai - константа, позволяющая соотнести вредность i-того вещества с вредностью диоксида серы.

Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно технических критериев с учетом класса опасности вещества.

Рассчитаем КОП по цехам и данные сведем в таблицу 6.

Механический

1. Кругло шлифовальные станки:

КОП=( 241,862 / 0,5)¹= 483,724

2. Заточные станки:

КОП=(50,918 / 0,5)¹= 101,836

3. Токарные станки:

КОП=(2433,6 / 0.5)^0,9= 2082,3

Сварочный

1. Сварочная аэрозоль:

КОП=(0,0112 / 0,5)¹ = 0,0224 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

2. Марганец и его оксиды:

КОП=(0,000408 / 0,01)^1,3= 0,015 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

3. Соединений кремния:

КОП=(0,00112 / 0,5)¹= 0,00224 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

4. Фториды:

КОП=(0,00112 / 0,01)^1,3= 0,058 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

5.Фтористый водород:

КОП=(0,0008 / 0.01)^1,3= 0,037 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

Гальванический

1. Бензин:

КОП=(1785,952 / 1,5)^0,9= 586,393

2. Керосин:

КОП=(615,030 / 0,12)^0,9= 2181,44

3. Уайт спирит:

КОП=(2286,65 / 0,1)^1,3= 464472

4. Бензол:

КОП=(1170,922 / 0,1)^1,3= 194575

5. Трихлорэтилен:

КОП=(1553,345 / 0,05)^1,3= 691810

6. Тетрахлорэтилен:

КОП=(1655,85 / 0,05)^1,3= 751737

7. Трифтортрихлорэтан:

КОП=(5878,267 / 0,05)^1,3= 3902681

8. Едкая щелочь:

КОП=(14,297 /0,05)^1,3= 1560

Гараж

КОП_СО=(6,324 / 3)^0,9= 1,956

КОП_СН=(1,298 / 1,5)^0,9= 0,873т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

КОП_NОх=(1,028 / 0,04)^1,3= 68,06

Котельная

1. Твердые частицы:

КОП=(3,933 / 0,5)¹= 7,866

2. Оксиды серы:

КОП=(0,029 / 0,05)^1,3= 0,49т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

3. Оксид углерода:

КОП=(0,002563 / 3)^0,9= 0,0017т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

4. Оксид азота:

КОП=(0,0003 / 0,04)^1,3= 0,0017 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0

Расчет категории опасности предприятия:

Таблица 5

Категория опасности предприятия	Значение КОП
1 2 3 4	КОП

Таблица 6 - КОП по цехам и по предприятию в целом.

Наименование цеха	Наименование вещества	Класс опасности вещества	ПДКм.р. мг/м3	ПДКс.с. мг/м3	Выброс т/год	КОП цеха
Механический	Абразивная и металлическая пыль	3	0.5	0.5	292.78	585.56
	Аэрозольные вещества	4	5	0.5	2433.6	2082.3
Сварочный	Сварочная аэрозоль	3	5	0.5	0.0112	0
	Марганец и его оксиды	2	0.01	0.01	0.000408	0
	Соединений кремния	3	5	5	0.00112	0
	Фториды	2	0.01	0.01	0.00112	0
	Фтористый водород	2	0.01	0.01	0.0008	0
Гальванический	Бензин	4	5	1.5	1785.952	586,393
	Керосин	4	1.2	0.12	615.030	2181,44
	Уайт-спирт	2	1	0.1	2286.65	4.64.105
	Бензол	2	1	0.1	1170.922	19.45.104
	Трихлорэтилен	2	0.06	0.005	1553.345	69.18.104
	Тетрахлорэтилен	2	0.06	0.005	1655.85	7.51.105
	Трифтортрихлорэтан	2	0.06	0.005	5878.267	3.9.106
	Едкая щелочь	2	0.5	0.05	14.297	1560
Гараж	Оксид углерода	4	5	3	6.324	1.956
	Углеводород	4	5	1.5	1.298	0
	Оксиды азота	2	0.085	0.04	1.028	68.06
Котельная	Твердые частицы	3	0.5	0.5	3.933	7.866
	Оксид серы	3	0.5	0.05	0.029	0
	Оксид углерода	4	5	3	2.563.10-3	0
	Оксид азота	2	0.085	0.04	3.10-4	0

КОП = ? (Мi/ПДК)^ai, (10)

КОП=585,56+2082,3+586,393+2181,44+464000+194500+691800+751000+3900000+1560+1,956+68,06+7,866=6008373

По таблице 5 определим, что предприятие относится к первому классу опасности, т.к. КОП > 10⁶ .

Вывод

Как видно из приведенных выше результатов, поиски путей и практическое осуществление мероприятий по снижению выбросов в окружающую среду загрязняющих веществ являются весьма актуальной задачей в развитии энергетики и для существующих установок по производству энергии.

По итоговой таблице можно сделать заключение, что наибольший вклад в суммарную категорию опасности предприятия вносит гальванический цех. Это связано с тем, что в данном цехе производятся выбросы наиболее опасных веществ с процессом обезжиривания, при котором удельное количество вредных веществ, выделяющихся с поверхности гальванических ванн достаточно велико. Также существенный вклад вносит механический цех с огромными выбросами пыли и аэрозольных веществ. Здесь можно наблюдать увеличение удельного выделения пыли при увеличении диаметра шлифовального круга кругло шлифовальных и заточных станков и мощности токарных станков. Количество вырабатываемой пыли значительно сократится, если предприятие будет работать 8 часов в сутки, т.е. в одну смену. Остальные цеха предприятия не представляют большой опасности, т.к. относятся к четвертой категории опасности.

Поэтому нужно искать решения проблем по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу. Они, конечно, имеются, но требуют усовершенствования и развития новых способов улавливания и подавления вредных веществ.

Список литературы

1. Санатова Т. С. Методические указания к расчетно-графической работе. Экология - Алматы: АИЭС, 2002. - 25 с.

Размещено на Allbest.ru