АОЗТ "КубаньЭКО" LTD.

 

 

МЕТОДИКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ВЕНТСИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Краснодар 1996

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

1.1. Настоящий документ:

(1) разработан в соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды с целью получения данных о выбросах загрязняющих веществ вентсистемами производственных помещений.

(2) устанавливает методику определения параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от вентсистем производственных помещений.

(3) распространяется на вентсистемы производственных помещений предприятий нефтехимии и нефтепереработки.

(4) применяется предприятиями и территориальными комитетами по охране природы.

1.2. Полученные по настоящему нормативному документу результаты используются при нормировании выбросов вентсистем производственных помещений и ведомственном контроле за соблюдением установленных нормативов выбросов.

2. Ссылки на нормативные документы

2.1. ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Метеорологические аспекты загрязнения и промышленные выбросы. М., Издательство стандартов, 1978.

2.2. ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С.-Пб., ДНТП, 1991.

3. Основные обозначения

V - объемный расход воздуха, м³/с,

L - объемный расход воздуха, м³/час,

w - скорость воздушного потока, м/с,

F - площадь сечения, м,

t - температура воздуха, °С,

γ - удельный вес воздуха, к*7м³,

Р - атмосферное давление воздуха, мм рт.ст.,

С - концентрация вредного вещества, мг/м³,

М - массовый расход вредного вещества, г/с,

q -  массовый расход вредного вещества, т/сутки,

G - массовый расход вредного вещества, т/год,

h - расстояние по вертикали между центрами вытяжных и приточных проемов или высота створок фонаря, м,

n - количество, шт.,

d - диаметр, м,

l - длина, м,

α - угол открытия дроссель-клапана дефлектора и створки фонаря, м,

Σa - суммарная длина створок фонаря, м,

τ - время эксплуатации технологического оборудования, час/сутки, или сутки/год,

Н - высота источника выброса, м,

m, К - безразмерные коэффициенты.

Индексы верхние

Н - нормальные условия,

Ф - фактические условия,

пр - проектные данные,

* - условный.

Индексы верхние

i - элемент,

max - максимальный,

а - атмосфера,

рз - рабочая зона,

п - приток,

пм - приток, обусловленный работой вентустановки,

ПЕ - приток естественный,

в - вытяжка,

вм - вытяжка, обусловленная работой вентустановки,

BE - вытяжка естественная,

д - дефлектор,

пд - патрубок дефлектора,

ф - фонарь,

сф - створка фонаря,

рсф - разбитые стекла створок фонаря,

рсо - разбитые стекла окон,

тр - трубопровод,

об - оборудование,

пр - продукт,

нк - начало кипения,

кк - конец кипения,

Условные сокращения

ВС - вентиляционная система,

ПП - производственное помещение,

ВСПП - вентиляционная система производственного помещения,

ПУ - приточная вентустановка,

ВДПУ - воздуховод приточной вентустановки,

ВУ - вытяжная вентустановка,

ВДВУ - воздуховод вытяжной вентустановки,

(КЗ) - вытяжная вентустановка, выбросная труба которой оборудована козырьком,

(ОО) - общеобменная,

(МО) - местный отсос,

Σ ОРГ - органические вещества (суммарно),

Σ CH - углеводороды (суммарно),

ΣCOH - кислородосодержащие вещества (суммарно),

ΣCH8 - серосодержащие вещества (суммарно),

ΣAJI - алифатические углеводороды (суммарно),

ΣAP - ароматические углеводороды (суммарно),

ΣПУ - предельные углеводороды (суммарно),

ΣПУ - непредельные углеводороды (суммарно),

ΣH₂S - сероводород,

ЦК - центробежный компрессор,

ПК - поршневой компрессор,

ЦН - центробежный насос,

ПН - поршневой или плунжерный насос,

БСН - бессальниковый насос,

Т1 - агрегат с одним торцевым уплотнением,

Т2 - агрегат с двумя торцевыми уплотнениями,

С1 - агрегат с одним сальниковым уплотнением,

С2 - агрегат с двумя сальниковыми уплотнениями,

С4 - агрегат с четырьмя сальниковыми уплотнениями,

ДТ-1 - агрегат с одним двойным торцевым уплотнением,

ДТ-2 - агрегат с двумя двойными торцевым уплотнениями.

4. Общие положения

Настоящая методика предназначена для определения количества выбросов в атмосферу вредных веществ, выделяющихся от оборудования производственных помещений и выбрасываемых в атмосферу вентиляционными системами.

Все вытяжные вентустановки и аэрационные устройства (элементы вентсистемы), обслуживающие одно помещение, рассматриваются как один организованный источник выбросов вредных веществ. Источник выделения вредных веществ - неплотности технологического оборудования.

Примечание. Местные отсосы от оборудования могут рассматриваться как отдельные источники выбросов.

4.1. 1-й вариант основан на измерениях расхода воздуха, подаваемого в помещение механической вентиляцией и естественным путем, а также на измерениях расхода удаляемого из помещения воздуха посредством вентустановок (баланс по притоку). Этот вариант стоит использовать в том случае, когда оконные фрамуги (двери, ворота) помещения открыты.

2-й вариант основан на измерениях расхода воздуха, удаляемого из помещения механической вентиляцией и через аэрационные устройства, а также на измерениях расхода приточного воздуха, подаваемого в помещение вентустановкой (баланс по вытяжке). Данный вариант баланса проводят при закрытых оконных фрамугах (дверях, воротах).

Для составления баланса используются полученные ранее результаты аэродинамических испытаний вентустановок.

4.2. Настоящая методика допускает проводить определение значений температуры и концентраций вредных веществ удаляемом воздухе по измеренным значением этих параметров в рабочей зоне помещения, а также определение баланса по вытяжке при открытых оконных фрамугах (дверях, воротах).

5. Методы и средства измерений

5.1. Настоящий балансовый метод определения выбросов предусматривает проведение следующих измерений:

- скоростей, температур и барометрических давлений воздуха;

- концентраций вредных веществ в пробах воздуха;

- геометрических размеров приточных отверстий естественной вентиляции.

5.2. Скорость, температуру и барометрическое давление воздуха определяют по ГОСТ 12.3.018-79.

Концентрацию вредных веществ определяют по согласованным в установленном порядке НИН Атмосфера и Минприроды РФ методическим документам [1, 2].

Измерение геометрических размеров проводят рулетками по ГОСТ 7502-69.

6. Подготовка к проведению мероприятий

6.1. До начала проведения газовоздушного баланса выполняют следующие подготовительные работы:

-изучают технологический процесс, его цикличность и выявляют продолжительность каждого цикла;

- для помещений с непрерывным технологическим процессом составляют (уточняют) характеристики оборудования и перекачиваемых (перерабатываемых) продуктов (таблица 6.1);

- на основе результатов предыдущих измерений и данных таблицы 6.1 оценивают качественный и количественный состав выбросов и выбирают методики анализа концентраций вредных веществ в пробах воздуха согласно [1, 2].

- выписывают из проекта и технического отчета по вентиляции проектные и фактические значения расходов воздуха, подаваемого и удаляемого из помещения вентустановками, а также проектные расходы воздуха через аэрационные установки (таблица 6.2);

- выписывают из проекта (технического отчета) значения высот, диаметров устьев труб (патрубков), количество однотипных вытяжных вентустановок и дефлекторов; длины патрубков дефлекторов; суммарную длину и высоту створок фонарей, высоту фонаря над уровнем земли, а также наличие у труб вытяжных вентустановок предохранительных (от атмосферных осадков) козырьков, изменяющих направление удаляемого воздуха по отношению к земле с вертикального на горизонтальное (таблица 6.3).

 

Таблица 6.1.

Характеристика оборудования и продуктов___________________________________________

(наименование помещения, установки, цеха, завода)

 

 

Таблица 6.2.

Производительность вентустановок (элементов вентустановок)

Таблица 6.3.

Расчет постоянных параметров вентсистем

6.2. Рассчитывают постоянные параметры источника выбросов.

6.2.1. Высота Н в м (условная высота Н* в м) выброса рассчитывается по формуле:

                                                                         (3.1)

где Н* - высота i-гo выбросного отверстия вентсистемы (вытяжной установки, фонаря, дефлекторов), м;

L ^npi - проектный расход удаляемого воздуха из i-го отверстия, м³/час;

L^nр - суммарный проектный объем удаляемого воздуха из производственного помещения; м³/час.

6.2.2. Рассчитывают суммарную площадь ΣF_i в м³ выбросных труб (необорудованных защитными козырьками) вытяжных вентустановок:

                                             (6.2)

и условные площади F₁ в м³ выбросных труб (оборудованных защитными козырьками) вентустановок и выбросных отверстий аэрационных устройств по формуле:

                                                           (6.3)

Определяют условную площадь источника выброса вредных веществ:

F* = Σ Fi + Σ F1*                                                                    (6.4)

Рассчитывают условный диаметр источника выброса:

6.2.3. Рассчитывают фактическую суммарную площадь патрубков дефлекторов по формуле:

                                                (6.6)

и фактическую суммарную площадь Fф в м² створок фонаря:

Fф = Σa * Нсф                                                                          (6.7)

где Σa - суммарная длина створок фонаря, м;

Нсф - высота створки фонаря, м.

6.3. Непосредственно перед началом измерений проводят следующие подготовительные работы:

-намечают места (точки) отбора проб воздуха, а также замеров скоростей и температур воздуха;

- подготавливают к использованию приборы и другие средства измерений согласно требованиям соответствующих ГОСТов, инструкций заводов - изготовителей и методик анализа.

7. Проведение измерений

7.1. Общие требования к проведению газовоздушного баланса

Период времени, между изменением режима вентилирования помещения (закрыванием дверей, оконных фрамуг) и началом проведения баланса, должен составлять не менее одного часа.

В процессе испытаний необходимо следить за тем, чтобы положения дросселирующих устройств у вентиляционных установок и углы открытия фрамуг окон, дверей и фонарей не изменялись.

В помещениях со ступенчатым технологическим процессом, когда количество выделяющихся вредностей изменяется во времени, количество циклов испытаний определяют с учетом нестационарности выбросов во времени. При этом продолжительность каждого цикла должна быть достаточной для учета особенностей каждого характерного цикла технологического процесса.

7.2. Проведение воздушного баланса

7.2.1. При проведении воздушного баланса производственного помещения измеряют:

- температуры воздуха, удаляемом через аэрационные устройства в местах измерения его расхода и в рабочей зоне помещения;

- температуру наружного воздуха вблизи оконных фрамуг.

- атмосферное давление воздуха.

7.2.2. При проведении баланса по притоку также измеряют:

- скорости поступающего в помещение через открытые оконные фрамуги и двери (ворота) воздуха;

- геометрические размеры открытых оконных фрамуг и дверей (ворот) или той части дверей (окон), через которую воздух поступает в помещение.

7.2.3. При проведении баланса по вытяжке дополнительно измеряют или оценивают:

- средний угол открытия фрамуг фонаря и дроссель-клапанов дефлекторов;

- площадь разбитого остекления фрамуг фонаря и верхней части окон помещения;

- скорость ветра на высоте размещения дефлекторов (для помещений с фонарями это измерение не проводится).

7.3. Отбор проб воздуха

Проводят отбор проб воздуха:

- поступающего и удаляемого механическим путем из центров сечений магистральных воздухопроводов и в центрах патрубков вытяжных вентустановок с осевыми вентиляторами, а также удаляемого через аэрационные устройства;

- поступающего через оконные фрамуги (отбор проводят вне помещения, вблизи фрамуг); - равномерно по рабочей зоне помещения (на высоте 1.5 - 2м)

Схема мест (точек) замеров температур и отборов проб воздуха в точках, а также путь участников измерений, который необходимо проделать для отбора средних проб, представлены на рис. 7.1.

8. Расчет параметров выбросов вредных веществ в атмосферу

8.1. Расчет газовоздушного баланса, проведенного с измерением расхода притока воздуха.

8.1.1. Рассчитывают расход воздуха Vi^н в нм³/с, приведенный к нормальным условиям (температура t = 0 °С и давление Р = 760 мм рт.ст.), поступающего через все проемы (окна, двери, ворота) естественной приточной вентиляции. Расчет проводят по формуле:

                  (8.1)

где W_i - средняя скорость воздушного потока в данном приточном отверстии, м/с;

F_i - площадь сечения данного отверстия (проема), м;

t_i - температура воздушного потока, м²;

Ра - атмосферное давление, мм рт.ст.

8.1.2.Приводят к нормальным условиям расход воздуха V_i^H в нм³/с подаваемого или удаляемого вентустановками.

                         (8.2)

где  - расход воздуха, м³/час.

8.1.3. Определяют общее количество, приведенного к нормальным условиям, приточного воздуха Vn^H, нм³/с; воздуха, удаляемого из помещения вытяжной механической вентиляцией Vbm^h, нм³/c, и затем расход воздуха, удаляемого из помещения естественным путем У_ВЕ^н, нм³/с :

Схема отбора проб и замеров температур воздуха

Рис. 7.1.

X - точки измерений температур и места отбора проб воздуха;

- - путь участников измерений при отборе средних проб воздуха шприцами в рабочей зоне помещения и вдаль оконных фрамуг;

1. Магистральный воздуховод вытяжной вентиляции;

2. Магистральный воздуховод приточной вентиляции;

3. Фрамуги оконных проемов;

4. Оборудование;

5. Вытяжные осевые вентиляторы;

6. Дверной проем.

Таблица 8.1.

Рабочий журнал

Таблица 8.2.

Выбросы вредных веществ вентсистемами

 

У_ве^Н = V_пH – V_вм^H                                                                       (8.3)

В случае, если концентрации вредных веществ в уходящем воздухе не измерялись, эти значения рассчитывают по формулам:

                                                                    (8.4)

или

                                                                    (8.5)

при этом в случае, если измерялась концентрация вредного вещества в приточном воздухе, подаваемом в помещение вентустановками, расчет С_п^н для подстановке в формулы 8.4 и 8.5 проводится по формуле:

                                                    (8.6)

где С_ве^н, С_в^н, С_рз^н, С_п^н, С_пе^н - концентрация вредного вещества в воздухе соответственно: в удаляемом через азрационные устройства, в удаляемом механической и естественной вентиляцией, в рабочей зоне помещения, в притоке, в подаваемом вентустановками, в естественном притоке, г/нм³;

m_с(ве), m_с(вм) - безразмерные коэффициенты, определенные при предыдущем проведении газовоздушного баланса:

                                                                   (8.7)

 

                                                                     (8.8)

 

где С_п^н - рассчитывается по формуле 8.6.

8.1.4. Определяют количество M_i в г/с удаляемых и поступающих в помещение вредных веществ:

M_i = G_i^H * V₁^H                                                                            (8.9)

Рассчитывают количество выбросов вредных веществ в атмосферу М, в г/с:

М = (М_вм + М_ве) - (М_пм + М_пе) = М_в - М_п                                  (8.10)

где Мв, Мп - соответственно количество удаляемого и поступающего в помещение вредного вещества, г/с.

8.2. Расчет газовоздушного баланса проведенного с измерением расхода уходящего воздуха.

8.2.1. Рассчитывают расход воздуха V_i^H в нм³/с, подаваемого (удаляемого) приточной и вытяжной механической вентиляцией. Расчет проводят по формуле 8.2.

В случае отсутствия замеров, температуру, уходящего через аэрационные устройства (неплотности аэрационных устройств) воздуха, определяют по формулам:

                                                                   (8.11)

где t_вe, t_pз, t_nм, - соответственно температуры воздуха: уходящего через аэрационные устройства; рабочей зоны помещения; приточного, подаваемого в помещение вентустановками, °С;

mt - безразмерный коэффициент, определенный при предыдущем проведении газовоздушного баланса:

                                                                   (8.12)

Температуру воздуха, удаляемого из помещения вентустановками t_вм в °С, в случае отсутствия измерений, принимают равной температуре воздуха рабочей зоны, t_pз.

Удельный вес воздуха γ_i в кг/м³ определяют по формуле:

                                                                        (8.13)

где γ_i - удельный вес воздуха (γ_пе - наружного, γ_рз - рабочей доны, γ_ве - уходящего через аэрационные устройства, γ_вм - удаляемого вентустановками), кг/м³;

t_i - соответствующая температура воздуха, °С.

Допускается значения удельного веса воздуха определять по монограмме (см. рис. 8.1)

8.2.2. Расход воздуха, удаляемого дефлекторами V_ве^H (Д) в нм³/с, определяют по формуле:

           (8.14)

где F_д - суммарная площадь патрубков дефлекторов, м²

W_a - скорость ветра на уровне дефлекторов, м/с;

h - расстояние по вертикали от центра нижнего ряда фрамуг оконных проемов до верхнего среза, патрубка дефлектора, м;

l_пд - длина вытяжного патрубка, м;

d_д - диаметр входного патрубка дефлектора, м;

К_д - коэффициент, значения которого см. рис. 8.2.

8.2.3. Расход удаляемого воздуха аэрационными фонарями рассчитывают по формуле:

              (8.15)

где.F_Ф - суммарная площадь створок фонаря (Σа*h_СФ), м;

F_РСФ - суммарная площадь разбитых стекол створок фонаря, м;

h - расстояние по вертикали от центра нижнего ряда оконных проемов до центра створок фонаря, м;

К^ф - коэффициент, значения которого см. рис. 8.2.

В случае, когда в верхней части окон имеются разбитые стекла и через образовавшиеся отверстия воздух уходит из помещения, расход этого воздуха V_ве^H₍^РСО) нм³/с рассчитывается по формуле:

                  (8.16)

где - F_(pco) - суммарная площадь разбитых стекол в верхней части окон, м.

Рис 8.1. График для определения удельного веса воздуха.

Рис. 8.2. График значений КД и КФ в зависимости от угла раскрытия α° дроссель-клапанов или створок фрамуг.

Суммарная естественная вытяжка составляет:

V_ве^Н = V_ве^Н_(д)+ V_ве^Н_(Ф) + V_ве^Н_(РСО)                                                (8.17)

8.2.4. В ряде случаев при проведении газовоздушных балансов допускается для расчета количества уходящего естественным путем воздуха, использовать монограммы:

- для расчета производительности дефлекторов см. рис. 8.3, 8.4, 8.5;

- для расчета производительности фонарей см. рис. 8.6;

- для расчета количества воздуха, уходящего из помещения через разбитые стекла створок фонарей и окон см. рис. 8.6 и при этом условно принимается угол раскрытия створок фонарей a = 90°.

Производительность (нм³/с) в этом случае рассчитывают по формулам для:

- дефлекторов

V_ве^Н_(Д)=F_Д*W_a^Н                                                                           (8.18)

- фонарей:

V_ве^Н_(Ф) = (F_Ф - F_РСФ) * W_a^H + F_РСФ * W_a^H                                  (8.19)

- разбитых стекол в верхней части окон:

V_ве^Н_(РСО) = F_РСО * W₉₀^Н                                                               (8.20)

Ориентировочный расчет суммарного объема удаляемого воздуха V_b^H в нм³/с проводят по формуле:

V_В^Н = V_пм^Н + V_ВЕ^Н                                                                      (8.21)

Рис. 8.3. График для определения скорости воздуха в патрубке при скорости ветра на уровне дефлектора до 2,5 м/с.

Рис. 8.4. График для определения скорости воздуха в патрубке при скорости ветра на уровне дефлектора от 2,5 до 5,5 м/с.

Рис. 8.5. График для определения скорости воздуха в патрубке дефлектора при скорости ветра на уровне дефлектора более 5,5 м/с.

Рис. 8.6. График для определения скорости воздуха уходящего из помещения через фрамуги фонаря.

В случае, когда V_В^h > V_ПМ^Н рассчитывают объем воздуха, поступающего в помещение естественным путем V_ПЕ^Н в нм³/с:

V_ПЕ^Н = V_В^Н - V_ПМ^Н                                                                      (8.22)

В случае когда V_В^Н < V_ПМ^Н, расчет расхода удаляемого аэрационными устройствами воздуха аннулируется и этот расход принимают равным:

V_ВЕ^Н = V_ПМ^Н - V_ВМ^Н                                                                    (8.23)

Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу проводят аналогично изложенному в разделе 8.1.

8.3. Расчет параметров для заполнения бланков ПОД-1 и 2ТП-воздух.

8.3.1. Количество выбросов вредных веществ q в т/сут определяют по формуле:

q = М * t_чac * 3.6 * 10^-3                                                              (8.24)

где t_чac - время работы оборудования, час/сутки;

М - выброс, г/с.

Для помещений с непрерывным процессом суточные выбросы (т/сут) составят:

q = 0,0864 * М                                                                          (8.25)

Количество выбросов вредных веществ G, т/год рассчитывают по формуле:

G = q_cp * t_сут                                                                              (8.26)

где q_cp - среднее значение суточных выбросов вредного вещества, т/сут.

t_сут - количество суток эксплуатации технологического оборудования, сут/год.

8.3.2. Значение концентрации вредного вещества С_В^Н, г/нм³ выбрасываемой в атмосферу вентсистемой принимают как:

С_В^Н = M/V_В^Н                                                                               (8.27)

8.3.3. Общий объем удаляемого из помещения воздуха, приведенного к нормальным условиям, L^H, в нм³/час, рассчитывают по формуле:

L_В^Н = 3600 * V_В^Н,                                                                      (8.28)

 

а общий фактический секундный расход удаляемого воздуха по формуле:

               (8.29)

ЛИТЕРАТУРА

1. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л., Гидрометеоиздат, 1987.

2. Перечень методик по определению концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенный к применению. С.-Пб., 1994.