Приложение 3 (справочное). Примеры расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях

Приложение 3
Справочное

Примеры расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях

Пример 1. Котельная (ровная открытая местность, Новосибирская область)

N п/п	Характеристики, обозначения, расчет	Единица	Значение
1	Число дымовых труб, N	шт.	1
2	Высота дымовых труб, Н	м	35
3	Диаметр устья трубы, D	м	1,4
4	Скорость выхода газовоздушной смеси, омега_0	м/с	7
5	Температура газовоздушной смеси, Т_г	°С	125
6	Температура окружающего воздуха, Т_в	°С	25
7	Выброс двуокиси cepы, М_SO2	г/с	12
8	Выброс золы, М_з	г/с	2,6
9	Выброс окислов азота (в пересчете на двуокись азота), М_NO2	г/с	0,2
10	Коэффициенты в формуле (2.1)
	А	-	200
	эта	-	1
11	Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК)
	двуокиси серы	мг/м3	0,5
	золы	мг/м3	0,5
	окислов азота	мг/м3	0,085
12	Объем газовоздушной смеси (по формуле (2.2))
	2 пи х 1,4 V = --------- х 7 1 4	м3/с	10,8
13	Перегрев газовоздушной смеси, Дельта Т
	Дельта Т = Т - Т = 125 - 25 r в	°С	100
14	Параметр f (по формуле (2.3))
	2 7 x 1,4 f = 1000 --------- 2 35 x 100	-	0,56
15	Параметр v_м (по формуле (2.4))
	10,8 х 100 v = 0,65 корень 3 степени(----------) м 35	м/с	2,04
16	формуле (2.7аПараметр v'_м (по формуле (2.5))
	1,3 х 7 х 1,4 v' = -------------- м 35	-	0,35
17	Параметр f_е (по формуле (2.6))
	3 f = 800 (0,36) е	-	37,32
18	Параметр m (по формуле (2.7а) или рис. 2.1)	-	0,98
19	Параметр n (по формуле (2.8а) или рис. 2.2)	-	1
20	Опасная скорость ветра u_м (по формуле (2.16в))
	u = 2,04(1 + 0,12 кв. корень(0,56)) м	м/с	2,2
21	Параметр d (по формуле (2.14в))
	d = 7 кв. корень(2,04)(1 + 0,28 корень 3 степени(0,56))	-	12,3
Расчет концентрации двуокиси серы
22	Максимальная концентрация SO2 (по формуле (2.1))
	SO 2 200 x 12 x 1 0,98 x 1 x 1 c = ------------------------------- м 2 35 корень 3 степени(10,8 х 100)	мг/м3	0,19
23	SO 2 Расстояние x ( по формуле (2.13)) м
	SO 2 х = 12,3 х 35 м	м	430
24	Коэффициент s_1 для расстояния х (по формулам (2.23а), (2.23б) или по рис. 2.4)
	х = 50 м, х/х_м = 0,116	-	0,069
	х = 100 м, х/х_м = 0,256	-	0,232
	х = 200m, x/х_м = 0,465	-	0,633
	х = 400 м, х/х_м = 0,93	-	1
	х = 1000 м, х/х_м = 2,32	-	0,664
	х = 3000 м, х/х_м = 6,97	-	0,154
25	SO 2 Концентрация c на расстоянии х по формуле (2.22)
	х = 50 м, c = 0,19 х 0,069	мг/м3	0,01
	х = 100 м, с = 0,19 х 0,232	мг/м3	0,04
	х = 200 м, с = 0,19 х 0,633	мг/м3	0,12
	х = 400 м, с = 0,19 х 1	мг/м3	0,19
	х = 1000 м, с = 0,19 х 0,664	мг/м3	0,13
	х = 3000 м, с = 0,19 х 0,154	мг/м3	0,03
Расчет концентрации окислов азота
	SO 2 Расчет с производится аналогично SO 2 расчету c
26	NO SO 2 2 Концентрации c и с связаны соотношением
	NO NO SO 2 SO 2 2 M 2 с = с ---- = 0,017 c SO 2 M
Расчет концентрации золы
27	Золоочистка отсутствует. Коэффициент F (согласно п. 2.5)	-	3
	Максимальная концентрация золы по формуле (2.1) или по соотношению
	SO M з 2 з 0,19 х 2,6 х 3 с = с ---- F = -------------- м м М 12 SO 2	мг/м3	0,12
28	з Расстояние х по формуле (2.13) или по м соотношению
	SO з 2 5 - F 5 - 3 х = х ----- = 430 ----- м м	м	215
29	Коэффициент s_1 для расстояний х (по формулам (2.23а)-(2.23г) или рис. 2.7 и 2.8).
	х = 50 м, х/х_м = 0,233	-	0,232
	х = 100 м, х/х_м = 0,465	-	0,633
	х = 200 м, х/х_м = 0,93	-	1,0
	х = 400 м, х/x_м = 1,86	-	0,78
	х = 1000 м, x/х_м = 4,05	-	0,296
	х =3000 м, х/x_м = 13,9	-	0,028
30	Концентрация золы с(3) на расстоянии х (по формуле (2.22))
	х = 50 м, с = 0,12 х 0,23	мг/м3	0,03
	х = 100 м, с = 0,12 х 0,632	мг/м3	0,08
	х = 200 м, c = 0,12 х 0,99	мг/м3	0,12
	х = 400 м, с = 0,12 х 0,78	мг/м3	0,09
	х = 1000 м, с = 0,12 х 0,296	мг/м3	0,04
	х = 3000 м, с = 0,12 х 0,028	мг/м3	0,003

Пример 2. Промышленная котельная с теми же параметрами выброса и при тех же условиях, что в примере 1. Котельная расположена на промплощадке, ее труба размещается непосредственно вблизи здания у середины его длинной стороны.

Согласно расчетам в примере 1 для двуокиси серы с(SO2)_м = 0,19 мг/м3, х(SO2)_м = 430 м, u_м = 2,2 м/с; для золы с(з)_м = 0,12 мг/м3, х(з)_м = 215 м, u_м = 2,2 м/с.

N п/п	Характеристики, обозначения, расчет			Единица	Значение
1	Высота здания H_з			м	26
2	Ширина здания L'_u (по п. 1.4 Приложения 2)			м	80
3	Длина здания L'_д (по п. 1.4 Приложения 2)			м	60
4	Опасное направление ветра - перпендикулярно длинной стороне от здания к источнику (по п. 2.2 Приложения 2)			-	-
5	При опасном направления ветра:
	длина здания вдоль направления ветра L_д (по п. 1.5 Приложения 2)		м		30
	ширина здания поперек направления ветра L_ш (по п. 1.5 Приложения 2)		м		60
6	Длина L* = H_з (по формуле (3) Приложения 2)		м		26
7	Протяженность подветренной тени (по формуле (2) Приложения 2)		м		104
8	Высота ветровой тени в точке размещения источника Н_в = Н_з (по формуле (2) Приложения 2)		м		26
9	Н 35 Отношение --- = -- Н 26 в		-		1,35
10	Опасная скорость ветра при наличии здания _ u = u (по п. 2.2. Приложения 2) м		м/с		2,2
11	Коэффициент r_з = 1 (по п. 2.2 Приложения 2)		-		1
12	Коэффициент р_з = 1 (по п. 2.2 Приложения 2)		-		1
13	___ Коэффициент эта (по формуле (9) Приложения 2)		-		6,14
14	Отношение t_2 = 6/30 (по формуле (17) Приложения 2)		-		2
15	Угол фи_к (по формуле (16б) Приложения 2)		...		42
16	Аргумент t_3 = 42 кв. корень (2,2) (по формуле (19) Приложения 2)		-		62,3
17	Коэффициент дзета_м (по формуле (18) Приложения 2)		-		0,645
18	Коэффициент s_1 для расстояния х = х_м (по формуле (21) Приложения 2)		-		1
Расчет максимальной концентрации двуокиси серы
19	104 кв. корень (6,14) Аргумент t = -------------------- 1 1,1 х 1 х 430 (по формуле (13) Приложения 2 при SO 2 х = 400 м) м		-		0,544
20	Коэффициент s (по формуле (12а) Приложения 2)		-		0,322
21	Коэффициент тэта_1 = 1 х 6,11 х 0,322 (по формуле (7) Приложения 2)		-		1,98
22	___ Коэффициент эта = 0,645 х 1,98 + (1 - м - 0,645) х 1 (по формуле (6) Приложения 2)		-		1,63
23	SO 2 Максимальная концентрация с = 0,19 х 1,63 (по формуле (5) Приложения 2)		мг/м3			0,31
Расчет осевой концентрации двуокиси серы на различных расстояниях
24	Коэффициент дзета = дзета (по п. 3.2 _ м Приложения 2 при u = u ) м		-			0,645
25	Коэффициент s_2 на оси факела (по формуле (2.27))		-			1
26	_ Коэффициент s (по формуле (37) Приложения 2) 2		-			1
27	Величина L' (по формуле (35) Приложения 2)		м			430
23	Коэффициент s_1 для расстояния х (по п. 3.2 Приложения 2 и формулам (2.23а) (2.23б))
	х = 50 м, х/х_м = 0,116		-			0,068
	х = 100 м, х/х_м = 0,232		-			0,232
	х = 200 м, х/х_м = 0,465		-			0,633
	х = 400 м, х/х_м = 0,930		-			0,999
	х = 1000 м, х/х_м = 2,32		-			0,664
29	Коэффициент s" для расстояния x (по формуле (36) Приложения 2)
	2 (200 -104) x = 200 м, s" = ----------------------- 1 х 430 + 200 - 2 х 104		-			0,454
	2 (400 -104) x = 400 м, s" = ----------------------- 1 х 430 + 200 - 2 х 104		-			0,951
30	Коэффициент s' для расстояния х (по формуле (34) Приложения 2)
	х = 50 м, s' = 1,98 x 1		-			1,98
	x = 100 м, s' = 1,98 x 1		-			1,98
	x = 200 м, s' = 1,98 x 1 x (1 - 0,454) + 1 x 1 x 0,454		-			1,54
	x = 400 м, s' = 1,98 x 1 x (1 - 0,951) + 1 x 1 x 0,951		-			1,05
	х = 1000 м, s' = 0,664 x 1		-			0,664
31	___ Коэффициент эта для расстояния х (по формуле (32) Приложения 2)
	___ x = 50 м, эта = (1 - 0,645) - 0,068 х 1 + + 0,745 х 1,98		-			1,30
	___ х = 100 м, эта = (1 - 0,645) х 0,232 х 1 + + 0,645 х 1,98		-			1,36
	___ х = 200, эта = (1 - 0,645) х 0,633 х 1 + + 0,645 х 1,51		-			1,22
	___ х = 400 м, эта = (1 - 0,645) х 0,999 х 1 + + 0,645 х 1,05		-			1,03
	___ х = 1000 м, эта = (1 - 0,645) х 0,664 х 1 + + 0,643 х 0,664		-			0,664
32	_ Концентрация с на расстоянии х (по формуле (31) Приложения 2)
	_ х = 50 м, с = 0,19 х 1 х 1,30		мг/м3			0,24
	_ х = 100 м, с = 0,19 х 1 х 1,36		мг/м3			0,25
	_ х = 200 м, с = 0,19 х 1 х 1,22		мг/м3			0,23
	- х = 400 м, с = 0,19 х 1 х 1,03		мг/м3			0,19
	_ х = 1000 м, с = 0,19 х 1 х 0,664		мг/м3			0,13
Расчет максимальных концентраций золы
33	104 кв. корень (6,14) Аргумент t = --------------------- 1 1,1 х 1 х 215 (по формуле (13) Приложения 2 при 3 х = 215 м) м		-			1,09
34	Коэффициент s (по формуле (12б) Приложения 2)		-			0,63
35	Коэффициент тэта = 1 х 6,14 х 0,626 (по формуле (7) Приложения 2)		-			3,84
36	___ Коэффициент эта = 0,645 х 3,84 + (1 - м - 0,645) х 1 (по формуле (6) Приложения 2)		-			2,83
37	3 Максимальная концентрация с = 0,12 х 2,83 м (по формуле (5) Приложения 2)		мг/м3			0.34
Расчет осевой концентрации золы на различных расстояниях
38	Коэффициент дзета = дзета_м (как и для двуокиси серы)		-			0,645
39	Коэффициент s_2 на оси факела (как и для двуокиси серы)		-			1
40	_ Коэффициент s (как и для двуокиси серы) 2		-			1
41	Величина L' = 104 + 5 x 26 (по формуле (35) Приложении 2)		м			234
42	Коэффициент s_1 для расстояния х (по п. 3.2 Приложении 2 и формулам (2.23в), (2.23б)
	х = 50 м, x/х_м = 0,232		-			0,232
	х = 100 м, х/х_м = 0,465		-			0,633
	х = 200 м, х/х_м = 0,93		-			0,999
	х = 400 м, х/х_м = 1,86		-			0,779
	х = 1000 м, х/х_м = 4,65		-			0,296
43	Коэффициент s" для расстояния х (по формуле (36) Приложения 2)
	200 - 104 х = 200 м, s" = ------------------------ 2 x 26 + 0,6 (200 - 104)		-			0,876
44	Коэффициент s' для расстояния х (по формуле (34) Приложения 2)
	х = 50 м, s' = 3,81 х 1	-			3,84
	х = 100 м, s' = 3,84 х 1	-			3,81
	х = 200 м, s' = 3,84 х 1 х (1 - 0,876) + 0,979 х 1 х 0,876	-			1,33
	х = 400 м, s' = 0,779 х 1	-			0,779
	х = 1000 м, s' = 0,296 х 1	-			0,296
45	___ Коэффициент эта для расстояния х (по формуле (32) Приложения 2)
	___ х = 50 м, эта = (1 - 0,645) х 0,232 х 1 + + 0,645 х 3,84	-			2,56
	___ х = 100 м, эта = (1 - 0,645) х 0,633 х 1 + + 0,645 х 3,84	-			2,70
	___ х = 200 м, эта = (1 - 0,645) х 0,999 х 1 + 0,645 х 1,33	-			1,21
	___ х = 400 м, эта = (l - 0,645) х 0,779 х 1 + 0,645 х 0,779	-			0,770
	___ х = 1000 м, эта = (1 - 0,615) х 0,296 х 1 + 0,645 х 0,296	-			0,296
46	_ Концентрация с на расстоянии х (по формуле (31) Приложения 2)
	_ х = 50 м, с = 0,12 х 1 х 2,56	мг/м3			0,31
	_ х = 100 м, с = 0,12 х 1 х 2,70	мг/м3			0,32
	_ х = 200 м, с = 0,12 х 1 х 1,21	мг/м3			0,15
	_ х = 400 м, с = 0,12 х 1 х 0,779	мг/м3			0,09
	_ х = 1000 м, с = 0,12 х 1 х 0,296	мг/м3			0,04

Пример 3. Котельная с теми же параметрами и при тех же условиях, что в примере 2. Расчет распределения концентрации на оси факела при скорости u = 2,2 м/с и направлении ветра, составляющем угол гамма = 45° с опасным направлением

Согласно расчетам в примере 1 для двуокиси серы с(SO2)_м = 0,18 mг/м3, х(SO2)_м = 430 m, u_м = 2,2 м/с, для золы с(з)_м = 0,12 мг/м3, х(3)_м = 215 м, u_м = 2,2 м/с.

N п/п	Характеристики, обозначения, расчет		Единица	Значение
1 - 16	В строках 1 - 16 приводятся значения, совпадающие со значениями в строках 1 - 16 примера 2
17	Аргумент t_3 = (42 + 15) кв. корень (2,2)			129
18	Коэффициент дзета' (по п. 3.2, 2.3 и формуле (18) Приложения 2)		-	0,943
19	Аргумент t = |42 - 45| кв. корень (2,2) 3			4,4
20	Коэффициент дзета" (по пп. 3.2, 2.3 и формуле (18) Приложения 2)		-	0,051
21	Коэффициент дзета (по п. 3.2 и формуле (26) Приложении 2)		-	0,446
	дзета = 0,5 (0,943 - 0,051)
Расчет осевой концентрации двуокиси серы на различных расстояниях
22	___ Коэффициент эта для расстояния х (по формуле (32) Приложения 2) с использованием значений коэффициентов согласно строкам 25 - 30 примера 2)
	___ х = 50 м, эта = (1 - 0,446) х 0,068 х 1 + + 0,446 х 1 х 98		-	0,921
	___ х =100 м, эта = (1 - 0,446) х 0,232 х 1 + + 0,446 х 1,98		-	1,01
	___ х = 200 м, эта = (1 - 0,446) х 0,633 х 1 + + 0,446 х 1,53		-	1,03
	___ х = 400 м, эта = (1 - 0,416) х 0,999 х 1 + + 0,416 х 1,05		-	1,02
	___ х = 1000 м, эта = (1 - 0,446) х 0,664 х 1 + + 0,446 х 0,664		-	0,664
23	_ _ Концентрация с на расстоянии х (по формуле (31) Приложения 2)
	_ х = 50 м, с = 0,19 х 1 х 0,921		мг/м3	0.18
	_ х = 100 м, с = 0,19 х 1 х 1,01		мг/м3	0,19
	_ х = 200 м, с = 0,10 х 1 х 1,03		мг/м3	0,20
	_ х = 400 м, с = 0,19 х 1 х 1,02		мг/м3	0,19
	- х = 1000 м, с = 0,19 х 1 х 0,664		мг/м3	0,13
Расчет осевой концентрации золы на различных расстояниях
24	___ Коэффициент эта на расстояниях х (по формуле (32) Приложения 2 с использованием значений коэффициентов согласно строкам 42 - 44 примера 2)
	___ х = 50 м, эта = (1 - 0,446) х 0,232 х 1 + + 0,446 х 3,84		-	1,84
	___ х = 100 м, эта = (1 - 0,446) х 0,633 х 1 + + 0,446 х 3,84		-	2,06
	___ х = 200 м, эта = (1 - 0,446) х 0,999 х 1 + + 0,446 х 1,33		-	1,15
	___ х = 400 м, эта = (1 - 0,446) х 0,779 х 1 + + 0,446 х 6,779		-	0,779
	___ х = 1000 м, эта = (l - 0,446) х 0,296 х 1 + + 0,446 х 0,296		-	0,296
25	_ _ Концентрация с на расстояниях х (по формуле (31) Приложения 2)
	_ х = 50 м, с = 0,12 х 1 х 1,84	мг/м3		0,22
	_ х = 100 м, с = 0,12 х 1 х 2,06	мг/м3		0,25
	_ х = 200 м, с = 0,12 х 1 х 1,15	мг/м3		0,14
	_ х = 400 м, с = 0,12 х 1 х 0,779	мг/м3		0,093
	_ х = 1000 м, с = 0,12 х 1 х 0,296	мг/м3		0,036

Пример 4. Котельная с теми же параметрами и при тех же условиях, что в примере 1, расположенная в ложбине. Ветер направлен поперек ложбины.

Согласно расчетам в примере 1 (для ровного места) для двуокиси серы с(0)_м = 0,19 мг/м3, х(0)_м = 430 м; для золы c(0)_м = 0,12 мг/м3, х(0)_м = 215 м.

N п/п	Характеристики, обозначения, расчет	Единицы	Значение
1	Глубина ложбины, h_0	м	70
2	Полуширина основания ложбины, альфа_0	м	600
3	Расстояние от середины ложбины до источника, х_0	м	200
4	Параметр n_1 = 35/70 (по п. 4.2)	-	0,5
5	600 Параметр n_2 = 600/70 (по п. 4.2)	-	9
6	|x | 0 200 Отношение ------ = --- альфа 600 0	-	0,3
7	Функция фи_1(|х_0|/альфа_0) (по рис. 4.1)	-	0,8
8	Коэффициент эта_м (по табл. 4.1)	-	2,0
9	Коэффициент эта = 1 + 0,82 х (2 - 1) (по формуле (4.1))	-	1,8
10	Коэффициент d (по п. 4.3) d = 7 кв. корень (2,04) х (1 + 0,28 х х корень 3 степени (0,56) х 1,1 х ---------------------- кв. корень (1,8 + 0,2)	-	9,57
Расчет концентрации двуокиси серы
11	Максимальная концентрация (по формуле (2.1)) или по соотношению (0) с = с эта = 0,19 х 1,8 м м	мг/м3	0,34
12	Расстояние х_м = 9,57 х 35 (по формуле (2.13))	м	335
13	Правая часть формулы (4.2)	м	2400
	6,2 х_м кв. корень (эта - 1) = 6,2 х 430 кв. корень (0,8)
14	Коэффициент s_1 для расстояния x по п. 2.14
	х = 50 м, х/х_м = 0,149	-	0,108
	х = 190 м, х/х_м = 0,298	-	0,345
	х = 200 м, x/х_м = 0,597	-	0,817
	х = 400 м, x/х_m = 1,19	-	0,954
	х = 1000 м, x/х_м = 2,98	-	0,524
	х = 3000 м, (см. пример 1)	-	0,154
15	Концентрация с для расстояния х (по формуле (2.22))
	х = 50 м, с = 0,34 х 0,108	мг/м3	0,04
	х = 100 м, с = 0,34 х 0,345	мг/м3	0,12
	х = 200 м, с = 0,34 х 0,817	мг/м3	0,27
	х = 400 м, с = 0,34 х 0,954	мг/м3	0,32
	х = 1000 м, с = 0,34 х 0,524	мг/м3	0,18
	х = 3000 м, (см. пример 1)	мг/м3	0,03
Расчет концентрации золы
16	Максимальная концентрация (по формуле (2.1)) (0) или по соотношению с = c эта = 0,12 х м м х 1,8	мг/м3	0,22
17	5 - 3 Расстояние х = ----- 9,57 х 35 м 4 (по формуле (2.13))	м	168
18	Величина (по формуле (4.2))	м	1200
	6,2 кв. корень (эта - 1) х_м = 6,2 кв. корень (0,8) х 215
19	Коэффициент s_1 для расстояния х (по п. 2.1 и рис. 2.4)
	х = 50 м, х/х_м =0,298	-	0,345
	x = 100 м, x/x_м = 0,595	-	0,815
	х = 200 м, х/х_м = 1,19	-	0,954
	х = 400 м, x/x_м = 2,38	-	0,651
	х = 1000 м, x/х_м = 5,95	-	0,202
	х = 3000 м, (см. пример 1)	-	0,028
20	Концентрация с на расстоянии х (по формуле (2.22))
	х = 50 м, с = 0,22 х 0,345	мг/м3	0,08
	х = 100 м, с = 0,22 х 0,815	мг/м3	0,18
	х = 200 м, с = 0,22 х 0,954	мг/м3	0,21
	х = 400 м, с = 0,22 х 0,651	мг/м3	0,14
	х = 1000 м, с = 0,22 х 0,202	мг/м3	0,01
	х = 3000 м, (см. пример 1)	мг/м3	0,003