Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

Домашняя работа 1.

 

Решить задачу по аналогии с практической работой 2, согласно своему варианту.

 

Расчет эффективности  мероприятий по защите

 атмосферы от загрязнений.

 

1. Исходные данные.

 

1.1. В районе действует  тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.

1.2. В процесс эксплуатации  ТЭС в атмосферный воздух попадают  примеси аэрозолей и газообразных  веществ. Массы годового поступления  выбросов (m_j) по видам составляют:

а) группа аэрозолей: m₁ - зола угля, m₂ - пыль угля,

б) группа газообразных веществ: m₃ - сернистый ангидрид, m₄ - серный

              ангидрид, m₅ - оксиды азота (по NO₂), m₆ - оксид углерода.

1.3. Характер выбросов  по скорости  оседания частиц  различен:

а) примеси из группы аэрозолей  имеют скорость оседания частиц от 1

              до 20 см/сек.

б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания 

              менее 1 см/сек.

1.4. Зона активного  загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из следующих типов территорий:

 

№ типа террит.	Тип территории	Si
1.	Территория населенных мест с плотностью населения 3 чел/га ( )	S1
2.	Территория промышленных предприятий	S2	4
3.	Леса 2 группы	S3	0,1
4.	Пашни	S4	0,25
5.	Территории пригородных  зон отдыха, садовых и дачных участов	S5	8

 

1.5. В рассматриваемом  году масса выбросов загрязняющих  веществ (М_общ.) превысила временно согласованный выброс на величину

При решении задачи считать, что ВСВ превышает ПДВ на 20%.

1.6. Среднегодовое значение  разности температур в устье  источника выброса (трубы) и  в окружающей среды составляет  величину  Среднегодовой модуль скорости ветра - y.

1.7. Высота трубы - h (M).

1.8. В результате  проведения  природоохранных мероприятий в планируемом году общий экономический ущерб от загрязнения атмосферы снизится  на 10%, масса выбросов загрязняющих веществ  (ЗВ) достигает лимита выбросов (ВСВ).

 

2. Задание.

 

Определить:

2.1. Зону активного  загрязнения ТЭС.

2.2. Величину ущерба  от загрязнения атмосферы ТЭС.

2.3. Сумму платы, выделенную  ТЭС в местный бюджет за  загрязнение 

 атмосферы.

2.4. Экономическую эффективность   мероприятий по охране атмосферного  воздуха в планируемом (последующем)  году при известных капитальных (К) и эксплуатационных затратах (С).

 

3. Методика расчета.

 

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

 

 

где h - высота источника, м (см. по варианту, табл. 1),

      - безразмерная поправка, вычисляемая по формуле

 

 

       - разность температур, град. (см. по варианту табл. 1).

Вычислив радиусы, находят  площадь зоны  активного загрязнения (S_ЗАЗ) по формуле:

 

(м²).¹⁾

 

3.2. Для определения  ущерба от загрязнений атмосферы ( )

рассчитываются необходимые величины.

3.2.1. Численное значение удельного  ущерба от загрязнения атмосферы  ( ) принимается равным 1,155 у.е./усл.т.

_______________________________________________________________

1) Для облегчения дальнейших  расчетов площадь зоны активного  загрязнения рекомендуется выразить  в гектарах (1 га = 10000 м²) округлить до четвертого знака (например, S_ЗАЗ = 251796600 м² = 25179,6 =25000 га).

 

 

3.2.2. Показатель относительной опасности загрязнения  атмосферного воздуха над зоной активного загрязнения  ( ) следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из территорий пяти типов (S₁, S₂, S₃, S₄, S₅). Каждому типу (S_i) соответствует табличное значение константы . Усредненное значение для всей ЗАЗ определяется  по формуле:

,

 

где - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над

             всей зоной активного загрязнения  (безразмерная величина); 

      S_ЗАЗ - общая площадь ЗАЗ (га), величина вычисленная (пункт 3.1.);

       i -  номер части ЗАЗ, относящейся к одному из типов  территорий,

             указанных в задании (пункт 1.4.), всего в ЗАЗ входят пять типов 

            территорий;

       S_i - площадь одного из типов территории (га),все пять площадей

             необходимо рассчитать, исходя из  данных своего варианта (табл. 1);

      - показатель относительной опасности загрязнения  атмосферы  над

             i - м типом территории (см. пункт 1.4).¹⁾

 

3.2.3. 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 (М_газ.) определяется по формуле:

б) значение приведенной  массы годового выброса аэрозольных  примесей (М_аэр.) определяется по аналогичной формуле:

 

 

где М_газ. и М_аэр. - приведенные массы годовых газообразных и аэрозольных

                             выбросов (усл.т./год),

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

 

1) Обратить внимание  н то, что табличное значение  для  (территория населенных мест) зависит от плотности населения и величины 0,1 га/ чел., т.е.

 

 

   A_j - показатель относительной агрессивности примеси j - ого вида (усл.

           т./т.). (Значения A_j см. в табл. 3).

3.2.4. 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./сек.) принимается, что

 

 

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

 

 

где y - среднегодовое значение модуля скорости ветра (м/сек.),

      - безразмерная поправка (см. пункт 3.1.),

       h - высота трубы (см. данные варианта, табл. 1).

Значение f (газ.) и f (аэр.) при y=3м/сек. для некоторых значений и h приведены в табл. 2.

Если  м/сек., то значения, приведенные в табл. 2 для заданных и h, следует умножить на поправку W, значение которой приведено в табл. 4.

Если  м/сек. и заданные в варианте величины и отсутствуют в таблице 2, величины (газ.) и (аэр.) следует рассчитать по формулам.

3.2.5. Определение ущерба  от загрязнения атмосферы. Общий ущерб есть сумма ущербов от выбросов  двух видов примесей (М_газ. и М_аэр.) с двумя различными параметрами ( и ), поэтому

 

 

3.3. Определение платы,  вносимой ТЭС за загрязнение атмосферы.

3.3.1. Общая сумма платежа  определяется по формуле

 

П_общ. = П₁ + П₂ + П₃,

 

где П₁ - плата за допустимый выброс (В пределах ПДВ),

      П₂ - плата за выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах временно

               согласованного выброса (ВСВ),

       П₃ - плата за выброс  ЗВ сверх ВСВ.

3.3.2. Значения П₁, П₂, П₃ рассчитываются по формулам:

 

П₁ =

 

 

 

где Р - норматив платы (у.е./усл. т.)¹⁾,

      М₁ - масса допустимого выброса (усл. т.),

      М₂ - масса сверх ПДВ, но в пределах ВСВ (усл. т.),

      М₃ - масса выбросов сверх ВСВ (усл. т.).

3.3.3. Определение величин М₁, М₂, М₃:

а) известна (пункт 3.2.3.) общая  масса годового выброса (М_общ.), равная

 

М_{общ .}=  М₁ + М₂ + М₃,

 

б) по условию задачи (пункт 1.5.) превышение ВСВ составляет

              величину  (%) от общей приведенной массы ЗВ. Находим значение (усл. т.), равное М₃:

 

 

в) рассчитываем величины М₁ и М₂.  Их суммы:

 

М₁ + М₂ = М_общ  -  М₃,

 

по условию задачи (пункт 1.5.) временно согласованный выброс

              превышает допустимый выброс (М₁) на 20 %. Тогда ВСВ = 1,2 М₁, а

              М_общ.=

              Отсюда:

 

М₁=

 

 

3.4. Расчет экономической  эффективности комплекса мероприятий  по охране атмосферного воздуха.

3.4.1. Определен годовой  чистый экономический эффект  по формуле: 

 

R = P - З,

 

1) Норматив платы принимать равным величине 1,155 у.е./усл.т. (норматив, 2002 г. по Свердловской области).

 

где R - годовой чистый экономический эффект,

       Р - экономический результат, полученный благодаря проведенным  

             природоохранным мероприятиям. Результатом по условию задачи

            (пункт 1.8) является снижение ущерба от загрязнения на 25% и

             снижение суммы платежей за  выбросы ЗВ (выброс достигнет  уровня 

             ВСВ), таким образом 

Р = 0,10 U + П₃,

       З - приведенные затраты, вычисляются по формуле

З =

где С - эксплуатационные затраты (табл. 1),

       К - капитальные вложения (табл. 1),

      Е_н -нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений средозащитного назначения. Его величина принимается равной 0,16.

3.4.2. Определяем общую  экономическую эффективность капитальных  вложений в комплекс мероприятий  по охране атмосферного воздуха  по формуле 

 

Срок окупаемости капитальных  вложений (Т) равен

3.4.3. Общая (абсолютная) экономическая эффективность природоохранных  затрат определяется по формуле

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные для  решения задачи 3

 

Ва-ри-ант	m1, т/год	m2, т/год	m3, т/год	m4, т/год	m5, т/год	m6, т/год	Sзаз					ΔM, %	ΔT, °C	y, м/с	h, м
							S1	S2	S3	S4	S5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	30000	1000	100000	10000	31000	4000	20	25	30	15	10	21	150	1,0	250
2	30500	1050	100100	15000	30000	4100	25	10	15	25	25	22	150	3,0	200
3	31000	1100	100200	12000	29000	4200	15	15	20	15	35	23	150	1,5	150
4	31500	1150	100100	11000	28000	4300	10	15	25	30	20	24	125	2,0	200
5	32000	1200	100200	13000	27000	4400	15	20	20	25	20	25	125	3,5	250
6	32500	1250	100000	14000	26000	4500	20	15	30	20	15	24	100	3,5	200
7	33000	1300	100200	15000	25000	4600	25	10	30	15	20	23	100	4,0	150
8	33500	1250	100100	14000	24000	4700	30	10	30	15	15	22	105	4,0	200
9	34000	1200	100000	13000	25000	4800	25	10	15	25	25	21	125	4,5	200
10	34500	1150	100100	12000	26000	4900	20	25	5	25	25	22	125	4,5	350
11	35000	1100	100200	11000	27000	4800	15	20	20	25	20	24	150	5,0	350
12	34500	1000	100300	10000	28000	4700	10	20	40	15	23	23	150	4,5	250
13	34000	1200	100100	11000	29000	4600	5	25	20	30	20	23	150	4,5	250
14	33500	1300	100200	12000	30000	4500	5	20	20	25	30	22	100	4,5	150
15	33000	1050	100100	13000	31000	4400	5	15	35	15	30	20	100	4,0	150
16	32500	1150	100000	14000	30000	4300	10	15	30	30	15	24	100	4,0	150
17	32000	1200	120000	15000	29000	4200	10	20	30	25	15	25	150	3,5	400
18	31500	1250	110000	14000	28000	4100	15	20	25	20	20	24	150	3,5	400
19	31000	1100	115000	13000	27000	4000	10	25	5	40	20	23	150	3,0	350
Окончание табл.2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
20	30500	1150	110000	12000	26000	4100	5	25	25	15	30	22	150	3,0	350
21	30000	1050	100000	11000	27000	4200	5	20	25	30	20	21	125	2,0	250
22	29500	1000	110000	10000	28000	4250	10	20	10	30	30	20	125	2,0	250
23	29000	1200	112000	9000	27000	4300	5	25	25	15	30	20	100	1,5	200
24	29500	1100	120000	10000	26000	4200	10	25	25	27	15	21	100	1,5	200
25	30000	1150	125000	11000	29000	4000	5	15	25	25	30	21	75	1,0	250