Расчет категории опасности производства
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. Темпы потребления… Читать ещё >
Расчет категории опасности производства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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
- 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
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 | ||
Заточные | |||
Токарные | |||
Время работы | |||
Сва-роч-ный | Марка электродов | Масса расходуемого материала, кг/год | |
ИОНИ-13/45 | |||
Гальваничес-кий | Общ. площадь ванн при процессе обезжиривания, м2 | ||
Орг. Растворителем | |||
Электрохимическое | |||
Время работы | |||
Гараж | Пробег, км | ||
Грузовые с бензиновым ДВС | |||
Автобусы с бензиновым ДВС | |||
Автобусы дизельные | |||
Служебные легковые | |||
Котельная | Расход натурального топлива | ||
Марка топлива | БЗ | ||
Коэффициент очистки воздуха ЗУ | |||
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 = 0,408 (т/год)
Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы соединений кремния:
Mi = 1,40 . 800 . 10-6 = 0,112 (т/год)
Для электрода ИОНИ-13/45 выбросы фторидов:
Mi = 1,40 . 800 . 10-6 = 0,112 (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 . Ky, (3)
где F — площадь зеркала ванны (м2);
Ky — коэффициент укрытия ванны: при наличие в составе поверхностных активных веществ (ПАВ) Ky = 0,5; при отсутствии ПАВ Ky = 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 | 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 . 14 910 . 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 . 25 000 . 1,33 . 1,69 . 10-6 = 3,118 (т/год);
Для автобусов с бензиновым ДВС
M (СО) = 51,5 . 12 500 . 1,32 . 1,69 . 10-6 = 1,436 (т/год);
Для дизельных автобусов
M (СО) = 15 . 15 500 . 1,27 . 1,8 . 10-6 = 0,531 (т/год);
Для служебных легковых автомобилей
M (СО) = 16,5 . 36 000 . 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 . 25 000 . 1,33 . 1,69 . 10-6 = 0,674 (т/год);
Для автобусов с бензиновым ДВС
M (CH) = 9,6 . 12 500 . 1,32 . 1,69 . 10-6 = 0,277 (т/год);
Для дизельных автобусов
M (CH) = 6,4 . 15 500 . 1,27 . 1,8 . 10-6 = 0,227 (т/год);
Для служебных легковых автомобилей
M (CH) = 1,6 . 36 000 . 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 . 25 000 . 1,33 . 1,69 . 10-6 = 0,382 (т/год);
Для автобусов с бензиновым ДВС
M (NOx) = 6,4 . 12 500 . 1,32 . 1,69 . 10-6 = 0,178 (т/год);
Для дизельных автобусов
M (NOx) = 8,5 . 15 500 . 1,27 . 1,8 . 10-6 = 0,301 (т/год);
Для служебных легковых автомобилей
M (NOx) = 2,23 . 36 000 . 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 . Ar . X . (1-з), (5)
где В — расход натурального топлива (т/год, г/с);
Ar — зольность топлива на рабочую массу (%);
з — доля твердых частиц, улавливаемых золоуловителем;
Х = аун/(100 — Гун); аун — доля золы топлива в уносе;
Гун — 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:
ПSO2 = 0,002 . B . Sr . (1-зSO2) . (1-з'SO2), (6)
где Sr — содержание серы в топливе на рабочую массу (%);
з'SO2 — доля оксидов серы, связанных с летучей золой топлива. Для углей — 0,1;
зSO2 — доля оксидов серы, улавливаемых золоуловителем.
ПSO2 = 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:
ПСO = 0,001 . B . Qir . KCO . (1-q4/100), (7)
где KCO — количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж).
ПСO = 0,001 . 90 . 14,53 . 2 . (1−2/100) . 10-3 = 0,2 563 (т/год).
Оксиды азота. Количество оксидов азота (в пересчете на NO2), выделяемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:
ПNO2 = 0,001 . B . Qir . KNO2 . (1 — в), (8)
где Qir — теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг);
KNO2 — 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.
ПNO2 = 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=(0,408 / 0,01)1,3= 0,015 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0
3. Соединений кремния:
КОП=(0,112 / 0,5)1= 0,224 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0
4. Фториды:
КОП=(0,112 / 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= 464 472
4. Бензол:
КОП=(1170,922 / 0,1)1,3= 194 575
5. Трихлорэтилен:
КОП=(1553,345 / 0,05)1,3= 691 810
6. Тетрахлорэтилен:
КОП=(1655,85 / 0,05)1,3= 751 737
7. Трифтортрихлорэтан:
КОП=(5878,267 / 0,05)1,3= 3 902 681
8. Едкая щелочь:
КОП=(14,297 /0,05)1,3= 1560
Гараж
КОПСО=(6,324 / 3)0,9= 1,956
КОПСН=(1,298 / 1,5)0,9= 0,873 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0
КОПNОх=(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= 0,49 т.к. Mi/ПДКi < 1, КОП=0
3. Оксид углерода:
КОП=(0,2 563 / 3)0,9= 0,0017 т.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 | |
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 | 0.5 | 0.5 | 292.78 | 585.56 | ||
Аэрозольные вещества | 0.5 | 2433.6 | 2082.3 | ||||
Сварочный | Сварочная аэрозоль | 0.5 | 0.0112 | ||||
Марганец и его оксиды | 0.01 | 0.01 | 0.408 | ||||
Соединений кремния | 0.112 | ||||||
Фториды | 0.01 | 0.01 | 0.112 | ||||
Фтористый водород | 0.01 | 0.01 | 0.0008 | ||||
Гальванический | Бензин | 1.5 | 1785.952 | 586,393 | |||
Керосин | 1.2 | 0.12 | 615.030 | 2181,44 | |||
Уайт-спирт | 0.1 | 2286.65 | 4.64.105 | ||||
Бензол | 0.1 | 1170.922 | 19.45.104 | ||||
Трихлорэтилен | 0.06 | 0.005 | 1553.345 | 69.18.104 | |||
Тетрахлорэтилен | 0.06 | 0.005 | 1655.85 | 7.51.105 | |||
Трифтортрихлорэтан | 0.06 | 0.005 | 5878.267 | 3.9.106 | |||
Едкая щелочь | 0.5 | 0.05 | 14.297 | ||||
Гараж | Оксид углерода | 6.324 | 1.956 | ||||
Углеводород | 1.5 | 1.298 | |||||
Оксиды азота | 0.085 | 0.04 | 1.028 | 68.06 | |||
Котельная | Твердые частицы | 0.5 | 0.5 | 3.933 | 7.866 | ||
Оксид серы | 0.5 | 0.05 | 0.029 | ||||
Оксид углерода | 2.563.10-3 | ||||||
Оксид азота | 0.085 | 0.04 | 3.10-4 | ||||
КОП =? (Мi/ПДК)ai, (10)
КОП=585,56+2082,3+586,393+2181,44+464 000+194500+691 800+751000+3 900 000+1560+1,956+68,06+7,866=6 008 373
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.
1. Санатова Т. С. Методические указания к расчетно-графической работе. Экология — Алматы: АИЭС, 2002. — 25 с.