Реферат: Экология

"Экология". Контрольная работа. Решение четырех задач. Вариант №9.

В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным транспортом заложен нормируемый удельный выброс по автомобилям отдельных групп (грузовые, автобусы, легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для автобусов, по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населенных пунктов. При этом выброс вредных веществ корректируется в зависимости отряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчет массы вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух от АТС средств, проводится по формуле:

(1,1)

где Мi - масса i-го вредного вещества (оксида углерода - СО, углеводородов - СН, оксидов азота – NOx и др.);

j - количество групп автомобилей;

k - количество классов автомобилей в данной группе;

g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной группы;

mijkg - пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k -гo класса с g-ым типом двигателя

при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;

ПКijkg - произведение коэффициентов влияния "n" факторов на выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.

По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные коэффициента влияния, в результате чего расчетные формулы для i-ro загрязняющего вещества имеют Вид:

- для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа

, т (1,2)

где mikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми автомобилями k-ro класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см.табл.1.1);

Lkg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории населенного пункта или вне его, млн.км;

Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в формулу только при расчете движения по населенным пунктам);

Кtig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния легковых автомобилей.

Таблица 1,1

Пробеговых выбросы загрязняющих веществ легковыми автомобилями с бензиновым двигателем, г/км

- для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го тип

, т (1,3)

где mikg- пробеговый выброс i-ro вредного вещества грузовыми автомобилями k-ro класса (k-ой грузоподъемности) с двигателями g-гo типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см.табл. 1.2);

Lkg - пробег грузовых автомобилей k-ro класса с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;

Knig - коэффициент учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега;

Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ грузовыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (только для движения по населенным пунктам);

Ktig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния грузовых автомобилей.

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ

грузовыми автомобилями, г/км

Таблица 1.2

- для автобусов k-го класса с двигателем g-го тила, испопьзую-щимся на перевозках h-го типа

, т (1.4)

где mikg - пробеговый выброс I - го вредного вещества автобусом k-ro класса (k-го габарита) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см.табл.1.3);

Lkgh - пробег автобусов k-ro класса с двигателями g-го типа при использовании в качестве маршрутного или на других видах перевозок при движении по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;

Kkgh - коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от вида перевозок;

Krig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ автобусами при движении по территорий населенного пункта (только для движения по населенным пунктам);

Ktig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автобусов.

Значения коэффициентов влияния приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.3

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами, г/км

Значения коэффициентов влияния в формуле (1.4)

Задача № 1 Вариант №9

Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NOx, углеводородов – СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные данные следующие:

־           годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – Lx; грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых – Lz; автобусов дизельных – Lw; легковых автомобилей – Lr (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице 1.5);

־           пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%;

־           пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных средств и поправочные коэффициенты (коэффициенты влияния) задаются.

Годовые пробеги АТС по территории города, млн.км

Результаты расчетов представляются в виде итоговой таблицы, форма которой задаётся (см. форму 1.1).

По результатам расчета должны быть сделаны выводы, содержащие ответы на следующие вопросы:

־           какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме всех компонентов (СО, СH, NOX) ?

־  какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду углерода (СО) ?

־  какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксидам азота (NOx) ?

Форма (1.1)

Форма представления результатов расчета

* - проценты берутся по отношению выброса "всего"

Задача № 2 Вариант №9

Рассчитать снижение годового валового выброса вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NOx, углеводородов – СН) от автотранспорта вслучае строительства объездной дороги.

Исходные данные следующие:

־           годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – Lx; грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых – Lz; автобусов дизельных – Lw; легковых автомобилей – Lr (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице.);

־           пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л – 24%, 1,3-1,8 л – 65%, 1,8 л и более – 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т – 18%, 2,0-5,0 т – 68%, 5,0-8,0 – 11%, 8,0 т и более – 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т – 4%, 5,0-8,0 т – 5%, 8,0-16,0 т – 76%, 16,0 т и более – 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) – 2%, малого класса (6,0-7,5 м) – 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) – 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%, большого класса – 44%, особо большого класса – 55%.

־           Снижение пробегов по территории города составит 85% прогнозируемых пробегов по объездной дороге.

Результаты расчета представить в таблицу (см.форму 1.2).

Таблица 1.6

Годовые пробеги АТС по объездной дороге, млн.км

Форма 1.2

Форма представления результатов расчета выброса

Вредных веществ (в тоннах)

Задача №3 Вариант №9

ПЛАТЕЖИ ЗА ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

Рядом законов РФ, а также республиканскими, краевыми и областными законодательными и нормативными актами предусмотрено введение для природопользователей платы за загрязняющие выбросы в атмосферный воздух.

За выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленным предприятием, установлены два вида нормативов платы:

• за выброс загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов выбросов;

• за превышение установленных лимитов выбросов загрязняющих веществ.

В РФ принято устанавливать нормативы платы по каждому отдельному виду загрязняющих веществ. Поэтому расчет размеров платы ведётся по каждому отдельному виду загрязняющих веществ.

Размер платы предприятия за выброс j-ro загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов выбросов П1j (руб.) определяется по формулам:

если Мфj < Млj, то

П1j = Р1j Мфj, руб. (1.1)

где

·           Мфj - фактический выброс предприятием j-ro загрязняющего вещества, т.

·           Млj - лимит выброса предприятием j-ro загрязняющего вещества, т;

·           Р1j - норматив платы предприятия за выброс j-ro загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов выбросов, руб./т,

если Мфj < Млj, то

П1j = Р1j Млj, руб. (1.2)

Размер платы предприятия за выброс j-ro загрязняющего вещества сверх установленного лимита выброса П2j, (руб.) определяется по формуле:

П1j = Р1j (Мфj – Млj), руб (1.3)

Условие задачи

Установленные предприятию лимиты Выбросов и фактические выбросы за отчетный год приведены в таблице исходных данных (табл.1. 1).

Определить размеры платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при следующих значениях нормативов платы:

сернистый ангидрид

• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

оксид углерода

• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 120 руб./т;

серная кислота

• при выбросах в пределах лимита 15 руб./т;.

• при выбросах сверх лимита 70 руб./т.

Решение задачи представить в виде таблицы (форма 1.1).

Таблица 1.1

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объем выброса загрязняющих веществ, т

Форма 1.1

ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА

Задача №4 Вариант №9

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА

(выбор топлива с учетом платежей)

В РФ нормативными актами предусматривается определение количества выбросов загрязняющих веществ либо по результатам проводимых в соответствии с существующим регламентом непосредственных замеров, либо расчетным путем по утвержденным методикам расчета для каждого вида производства и применяемого технологического оборудования.

В данной задаче используются рекомендуемые методы расчета выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах малой производительности (формулы даны для случая отсутствия установок по улавливанию или обезвреживанию отходящих газов). Рассматривается использование только твердого топлива - угля. В этом случае рассчитываются выбросы твердых частиц (летучая зола и несгоревшее топливо), оксиды серы (в пересчете на SO2), оксид углерода СО и оксиды азота (в пересчете на NO2). В задаче рассчитываются годовые выбросы.

Выброс твердых частиц Птв рассчитывается по формуле:

, т/год (2,1)

где

·          В - расход топлива, т/год;

·          Аг - зольность топлива, %;

·          х - коэффициент, характеризующий условия сгорания (зависит от типа топки).

Количество оксидов серы Пso (в пересчете на SO2) определяется по уравнению:

, т/год (2.2)

где

·          Sr - содержание серы в топливе, % ;

·          Nso1 - доля оксидов серы, связываемая золой.

Выброс оксида углерода Псо рассчитывается следующим образом:

т/год (2.3)

Где

·          Qi - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

·          Ксо - количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива, кг/ГДж - зависит от типа топки;

·          q4 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, % -зависит от типа топки.

Оксиды азота Пт рассчитываются по формуле:

т/год (2,4)

где

·           V0 - объем продуктов сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха (а) равном 1,0, мэ/кг;

·           а - коэффициент избытка воздуха (зависит от типа топки).

Коэффициент 0,0002 учитывает экспериментальные данные по содержанию оксидов азота в дымовых газах и приведение к одной размерности.

Определение количества выбросов необходимо для их нормирования и расчета платежей. Последние построены таким образом, что должны способствовать принятию предприятием мер по сокращению выброса загрязняющих веществ в атмосферу. Наиболее отработан этот механизм именно для процессов сжигания топлив в энергетике. Однако он реально ощутим и для котельных с котлами малой производительности. Решаемая задача и представляет собою ; пример экономической оптимизации деятельности предприятия исходя из экологических требований.

Условие задачи

На товарно-сырьевой бирже предлагается 5 сортов углей по одной цене-1,0 руб./ГДж. требуется определить (с учетом экологических свойств различных видов и сортов углей) наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом.

В предыдущем периоде предприятие использовало топливо (см. таблицу характеристик углей - табл.2.1), соответствующее номеру решаемого варианта. Соответственно лимиты выбросов в атмосферу на текущий период виданы были из расчета использования этого сорта топлива.

Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.2.2).

Характеристики различных видов топок приведены в справочной таблице (табл.2.3).

Котельная предприятия не оборудована золоуловителем и другими какими-либо устройствами, снижающими выбросы вредных веществ в атмосферу. Доля серы, связываемой золой, принимается для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмосковных - 0,2.

Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляют:

твердые частицы (пыль нетоксичная)

• при выбросах в пределах лимита 0,05 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 0.12 руб/т;

оксиды серы

• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

оксид углерода

• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 120 руб./т.

Итогом решения является определение следующих данных:

Ø   сорта наиболее выгодного для предприятия угля (N по табл. характеристик углей);

Ø   уменьшения расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант;

Ø   сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (N по табл. характеристик углей);

Ø   раэница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам.

Решение задачи представить в форме таблицы (см. форму 2.1).

При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов загрязняющих веществ допускается округлять до 0,01т.

Таблица 2.1

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВ

Продолжение табл. 2.1

Исходные данные

Таблица 2.3

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПОК

Форма 2.1

Форма представления результатов расчета:

Литература

1.         Ставров О.А., Ю.В. Трофименко. Методические указания по расчётно-практическим заданиям по курсу "основы промышленно-транспортной экологии", М./МАДИ(ТУ), 1977г.

2.         Ставров О. А. Методические указания к расчётно-практическим работам по курсу "экология", М/ МАДИ(ТУ) 1998г.

[1]  - Используется при расчете маршрутных автобусов,  « м »

[2]   - Используется при расчете прочих автобусов, « п »