Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный экономический университет»

Центр дистанционного образования

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине:    Экология

Вариант № 1

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: студент

Направление

Управление качеством

Группа 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2014

 

Задача   Вариант 1

 

Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

 

1. Исходные данные
1. В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.
2. В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (m j ) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m 1 –зола угля, m 2 –пыль угля;

б) группа газообразных веществ: m 3 –сернистый ангидрид, m 4 – серный ангидрит, m 5 – оксиды азота (по NO2 ), m 6 – оксид углерода.

3. Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:

а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.

4. Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (табл.1).

 

Таблица 1 - Структура ЗАЗ

 

№ типа территории	Тип территории	S i	δ i	S i*δi
1.	Территория населённых мест с плотностью населения (β), равной  3 чел/га	20	0,3	6
2.	Территория промышленных предприятий	25	4	100
3.	Леса 2-ой группы	30	0,1	3
4.	Пашни	15	0,25	3,75
5.	Территории садовых и дачных участков	10	8	80

 

5. Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ∆Т. Среднегодовой модуль скорости ветра – у.
6. По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы каждого из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (mПДВ) и 20% массы – в пределах установленного лимита (mВСВ).
7. В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газо- и пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты (С) данного мероприятия см. в таблице 4. Расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) – 4 года.
8. В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).

 

2. Задание

Определить:

 

1. Зону активного загрязнения ТЭС.
2. Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.
3. Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.
4. Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.

 

3. РАСЧЕТ

 

1. Определение ЗАЗ. Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации – организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:

φ h;

20 φ h;

где h – высота источника, м (см. № варианта, табл.4),

      φ – безразмерная  поправка, вычисляемая по формуле

      ∆Т – разность  температур в устье трубы и  в ОС, град. (см. табл.4).

 Вычислив радиусы, находим площадь ЗАЗ по формуле:

;

Площадь ЗАЗ выразить в гектарах (1 га = 10000 м 2 ).

 

Наименование параметра	Обозначение параметра	Значение
Высота источника, м (дано табл.4)	h	250
Разность температур в устье трубы и в ОС (дано табл.4)	ΔТ	150
Безразмерная поправка		3,00
Радиус внутренней окружности	rвнутр.ЗАЗ=2φh	1500,00
Радиус внешней окружности	Rвнеш.ЗАЗ=20φh	15000,00
Площадь ЗАЗ (м2)		699435000
Площадь ЗАЗ (га) (1 га = 10000 м2 )	S	69943,50

 

 

2. Определение ущерба от загрязнения атмосферы ( f M).

 

1. Показатель удельного ущерба атмосферному воздуху (γ), наносимого выбросом единицы массы ЗВ, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб/усл.т (Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999. – 71С.).
2. Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над ЗАЗ ( ) следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из пяти типов территорий (пункт 1.4.). Каждому типу территории (S i) соответствует табличное значение константы . Усредненное значение для всей ЗАЗ определяют по формуле:

где - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;

        i – номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий (всего по задаче их 5);

                   S i – площадь одного из типов территорий (табл. 4);

                   S ЗАЗ – общая площадь ЗАЗ (поскольку в условии задачи Si выражается в %, S ЗАЗ   = 100%);

        i – показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над  i-тым  типом территории (см. пункт 1.4.)

 

3. Приведенная масса годового выброса ЗВ (М = М общ.) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:

 

М = М газ. + М аэр. (усл. т/год).

 

а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей  определяется по формуле:

М газ. =

б) годовая масса аэрозольных примесей рассчитывается аналогично:

 

                                        М аэр. =

где j – вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j1 и j2 –  аэрозольные, а j3,   j4, j5, j6  - газообразные),

                      Аj - показатель относительной агрессивности примеси j – ого вида (табл.2).

 

 

Таблица 2 - Значение показателя относительной агрессивности вещества (А j)

 

Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу	Значение параметра А j (усл.т/т)	Масса годового поступления выбросов (mj)	Aj*mj
1. Зола угля	84	3000	252000
2. Пыль угля (недожог)	48	100	4800
3. Сернистый ангидрид (SO2)	22	10000	220000
4. Серный ангидрит (SO3)	49	1000	49000
5. Оксиды азота (по NO2)	41.1	3100	127410
6. Оксид углерода (СО)	1	400	400

 

      

4. Значение множителя f – поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается, что

f 1 = f газ. =

 

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче – группа аэрозольных примесей), принимается, что

 

f 2 = f аэр. =

 

где у – среднегодовое значение модуля скорости ветра (табл.1);

                 - безразмерная поправка (пункт 3.1.);

                  h – высота трубы (табл.4).

 

5. Определение ущерба от загрязнения атмосферы. Общий ущерб слагается из суммы ущербов от двух видов примесей – газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f (пункт 3.2.4.), поэтому

U общ. = U газ. + U аэр. = (

)+ ( ) =   = ( .

 

 

 

 

Наименование параметра	Обозначение параметра	Значение
Показатель удельного ущерба атмосферному воздуху(дано в п.3.2.1)	γ (руб/усл.т)	67,4
Общая площадь ЗАЗ (%) (дано в п.3.2.2)	SЗАЗ	100
Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха  над ЗАЗ		1,93
Годовая масса выброса газообразных примесей(М газ)		396810
Годовая масса выброса аэрозольных примесей(М аэр)		256800
Масса годового выброса ЗВ (М = М общ.)	М = М газ. + М аэр.	653610
Среднегодовое значение модуля скорости ветра (дано табл.4)	y	1,00
Значение множителя f для газообразных примесей (fгаз)		0,24
Значение множителя f для газообразных примесей (fаэр)		2,22
Величина ущерба от загрязнения газообразными примесями (Uгаз)		12129641
Величина ущерба от загрязнения газообразными примесями (Uаэр)		74137304
Общая величина ущерба от загрязнения атмосферы (руб.)	U общ. = U газ. + U аэр.	86266945

 

 

3. Расчет платежа за загрязнение атмосферы

 

Общая сумма платежа определяется по формуле:

 

П общ. = П 1 + П 2 + П 3;

 

где П 1 – плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ);

                 П 2 – плата за выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах установленного лимита (ВСВ);

           П 3 – плата за выброс ЗВ сверх лимита (сверх ВСВ).

 

По условию задачи (пункт 1.6.) объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных лимитов, значит Побщ.= П1 +П2 .

П1 =

П2 =

где П1 и П2 – плата за выбросы ЗВ в пределах установленных допустимых нормативов  (ПДВ) и установленных лимитов (ВСВ), руб/год;

                и -  массы j-ого вида ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, т;

         и - нормативы платы за выброс 1тонны j-ого ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, руб/т. (табл.3).

 

 

Таблица 3 - Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными источниками на территории Уральского экономического района (руб/т)

 

№ п/п	Наименование ЗВ	Нормативы платы за выброс одной тонны ЗВ в атмосферный воздух (вне городов)		Масса mj в предел. ПДВ (80%)	Масса mj в предел. ВСВ (20%)	mПДВj * РПДВj	mВСВj * РВСВj
		В пределах установленных допустимых нормативов выбросов (ПДВ)	В пределах установленных лимитов выбросов (ВСВ)
1	Зола угля	14	70	2400	600	33600,00	42000
2	Пыль угля	27.4	137	80	20	2192,00	2740
3	Сернистый ангидрит	80	400	8000	2000	640000	800000
4	Серный ангидрит	42	210	800	200	33600,00	42000
5	Оксиды азота	70	350	2480	620	173600	217000
6	Оксид углерода	1.2	6	320	80	384,00	480