Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения

1.Исходные данные

В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле.
В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси в виде аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (mj) по видам составляют:
а)группа аэрозолей:
m1 – зола угля,
m2- пыль угля;
б)группа газообразных веществ:
m3- сернистый ангидрид,
m4- серный ангидрит,
m5- оксиды азота (по NO2),
m6- оксид углерода.
Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:
а)примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/с;
б)примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/с.
Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из разных типов территорий (таб.1).

Таблица 1 – Структура ЗАЗ
№ типа
территории Тип территории Si δi
1 Территория населенных мест с плотностью населения (β), равной 3 чел/га S1 β×0.1
2 Территория промышленных предприятий S2 4
3 Леса 2-ой группы S3 0.1
4 Пашни S4 0.25
5 Территории садовых и дачных участков S5 8
Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ΔТ. Среднегодовой модуль скорости ветра – у.
По всем загрязняющим веществам (ЗВ) объем выбросов в рассматриваемом году не превышал установленных лимитов. При этом 80% массы каждого из ЗВ находилось в пределах установленного допустимого норматива выброса (mПДВ) и 20% массы – в пределах установленного лимита (mВСВ).
В планируемом году на ТЭС предполагается установка дополнительных газо- и пылеуловителей. Капитальные затраты (К) и годовые эксплуатационные затраты (С) данного мероприятия согласно исходным данным. Расчетный период окупаемости капитальных затрат (t) – 4 года.
В результате проведения природоохранных мероприятий (в планируемом году) ожидается снижение ущерба от загрязнения атмосферного воздуха на 75%; при этом величина поступающих в атмосферный воздух всех видов ЗВ не будет превышать пределов установленных допустимых нормативов (ПДВj).
Вариант 4.

2.Задание

Определить:
Зону активного загрязнения ТЭС.
Величину ущерба от загрязнения атмосферы ТЭС до проведения природоохранного мероприятия.
Сумму платежей за загрязнения атмосферы в текущем году.
Суммарный эффект запланированных природоохранных мероприятий.

3.Решение
3.1.Определение зоны активного загрязнения ТЭС.
Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации – организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:
,
,
гдеh–высота источника, м;
φ–безразмерная поправка, вычисляемая по формуле ,
гдеΔТ–разность температур в устье трубы и в ОС, град.
Вычислив радиусы, находим площадь ЗАЗ по формуле:
.
Площадь ЗАЗ необходимо выразить в гектарах (1га = 10000 м2).
.
.
.
.

3.2.Определение ущерба от загрязнения атмосферы
3.2.1. Показатель удельного ущерба атмосферному воздуху (γ), наносимого выбросом единицы массы ЗВ, для Уральского экономического района принимается равным 67,4 руб./усл. т.
Ущерб от загрязнения атмосферы определяется по формуле:
.
3.2.2. Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над ЗАЗ (δ) следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из 5 типов территорий. Каждому типу территории (Si) соответствует табличное значение константы δi. Усредненное значение δ для всей ЗАЗ определяют по формуле:
,
гдеδ–показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения;
i–номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий (всего по задаче их 5);
Si–площадь одного их типов территорий;
Sзаз–общая площадь ЗАЗ (поскольку в условии задачи Si выражается в %, );
δi–показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над i-тым типом территории.

3.2.3. Приведенная масса годового выброса ЗВ (М = Мобщ.) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:

а)значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей определяется по формуле:
;
б)годовая масса аэрозольных примесей рассчитывается аналогично:
;

гдеj–вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j1 и j2 – аэрозольные, а j3, j4, j5, j6 – газообразные),
Аj–показатель относительной агрессивности примеси j-ого вида (табл.2).

Таблица 2 – Значение показателя относительной агрессивности вещества (Аj)
Загрязняющие вещества, выбрасываемые
в атмосферу Значение параметра Аj (усл. тт)
1. Зола угля 84
2. Пыль угля (недожог) 48
3. Сернистый ангидрид (SO2) 22
4. Серный ангидрит (SO3) 49
5. Оксиды азота (по NO2) 41.1
6. Оксид углерода (СО) 1

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/с) принимается, что
,
б)для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/с (в данной задаче – группа аэрозольных примесей), принимается, что
,
гдеу–среднегодовое значение модуля скорости ветра (табл.1);
φ–безразмерная поправка;
h–высота трубы.
.

3.2.5. Определение ущерба от загрязнения атмосферы. Общий ущерб слагается из суммы ущербов от двух видов примесей – газообразных и аэрозольных, с двумя различными параметрами f, поэтому

.

3.3.Расчет платежа за загрязнение атмосферы.
Общая сумма платежа определяется по формуле:
,
гдеП1–плата за допустимый выброс (в пределах ПДВ);
П2–плата за выброс ЗВ сверх ПДВ, но в пределах установленного лимита (ВСВ);
П3–плата за выброс ЗВ сверх лимита (сверх ВСВ).
По условию задачи объем выбросов по всем загрязняющим веществам не превышает установленных лимитов, значит
,
,
,
гдеП1 и П2–плата за выбросы ЗВ в пределах установленных допустимых нормативов (ПДВ) и установленных лимитов (ВСВ), руб./год;
и –массы j-ого вида ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, т;
и –нормативы платы за выброс 1 тонны j-ого ЗВ в пределах ПДВ и ВСВ, руб./т.(табл.3).
Таблица 3 – Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными источниками на территории Уральского экономического района (руб./т)
№ п/п Наименование ЗВ Нормативы платы за выброс одной тонны ЗВ в атмосферный воздух (вне городов)

В пределах установленных допустимых нормативов выбросов (ПДВ) В пределах установленных лимитов выбросов (ВСВ)
1 Зола угля 14 70
2 Пыль угля 27,4 137
3 Сернистый ангидрид 80 400
4 Серный ангидрит 42 210
5 Оксиды азота 70 350
6 Оксид углерода 1,2 6

3.4.Определение суммарного годового эколого-экономического эффекта запланированного природоохранного мероприятия.
Годовой суммарный эффект рассчитывается по формуле:
,
гдеR–годовой эколого-экономический эффект, руб;
Р–положительный суммарный результат, полученный благодоря проведенным мероприятиям.
Положительными результатами по условию задачи являются:
а)предотвращенный ущерб и
б)снижение платежей за загрязнение в результате уменьшения массы выбросов;
таким образом:
,
гдеЗ–годовые суммарные затраты, вычисляются по формуле
,
гдеС–эксплуатационные затраты;
К–капитальные затраты;
Ер–расчетный коэффициент окупаемости капитальных затрат.
;
гдеt–период окупаемости капитальных затрат.
.

Расчет эффективности мероприятий по защите атмосферы от загрязнения 1