Расчет рассеивания выбросов в атмосферу

Питак И.В., Питак О.Я.

Расчет рассеивания вредных веществ, содержащихся в промышленных выбросах в атмосферу достаточно большого числа источников, рассредоточеных на площадях значительных размеров, целесообразно производить на ЭВМ. Для этой цели нами применена стандартная программа расчета рассеивания выбросов в атмосфере.

В основе программы лежат расчетные зависимости, утвержденными действующими нормативными материалами: «Указания по расчету рассеивания в атмосфере выбросов предприятий» (СН-369-74).

В программе учитываются особенности расположения источников на промышленных площадках, параметры выбросов (точечный, линейный или плоскостной выброс, высота источника выброса, высота, температура и мощность выброса), характеристики «фонового» загрязнения, качественного и количественного состава выбросов по веществам и группам суммации, характеристики положения промышленных и расчетных площадок, данные о климате и рельефе местности и т.д.

В процессе расчета для каждого узла координатной сетки расчетной площадки находят максимальные концентрации вредных веществ в результате одновременного действия нескольких источников по одному направлению ветра. Расчет выполняется по всем направлениям характерной для данной местности «розы ветров» и при нескольких величинах, включая «опасную» скорость ветра.

Результаты расчетов оформляются в виде карты рассеивания вредных веществ в приземном слое атмосферы с нанесением изолиний концентраций.

Применение ЭВМ позволяет при установлении ПДК и временно согласованных выбросов оценить эффективность, с точки зрения снижения загрязнения атмосферы, эффективность всех намеченных мероприятий по реконструкции существующих и строительству новых пылегазоочистных установок и предложить оптимальный вариант мероприятий по охране атмосферы от загрязнения.

Изучив многие программы для моделирования рассеивания вредных выбросов было принято решение:

1) Использовать следующую методику - "МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВЫБРОСАХ ПРЕДПРИЯТИЙ, ОНД-86"

2) В ходе программной реализации сделать простой и интуитивно понятный интерфейс, чтобы программа была максимально легка в освоении.

3) Использовать объектно-ориентированный принцип программирования, для быстрой интеграции новых возможностей в будущем.

Структура математическая модели (основная функциональность, без расчета СЗЗ)

Согласно методике ОНД-86, которая была положена в основу математической модели:

Перечень входных данных

В разработанной математической модели к входным данным относятся:

- коэффициент температурной стратификации атмосферы;

- высота источника выброса;

- коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

- температура выбрасываемой газовоздушной смеси;

- Т_лет,Т_зим – среднелетняя и среднезимняя температуры окружающей среды;

- среднегодовая скорость ветра;

- повторяемость направления ветра и повторяемость направления ветра одного румба;

- параметры расчетной области;

- координаты расположения источника;

- ПДК вредного вещества;

- коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ атмосферном воздухе;

- фоновая концентрация вредного вещества;

- масса вредного вещества.

Перечень выходных данных

К выходным данным, которые рассчитываются программой относят:

- значения концентрации вредного вещества в каждой узловой точке расчетной сетки;

- значения доли ПДК вредного вещества в каждой узловой точке расчетной сетки;

- минимальное значение концентрации вредного вещества;

- максимальное значение концентрации вредного вещества;

- размер санитарно-защитной зоны для каждого источника вредных выбросов;

- опасную скорость ветра;

- суммарный выброс по всем источникам;

- расстояние на котором концентрация вредных веществ достигает максимального значения.

Структура программы представлена на рисунке:

Разработка программы расчета рассеивания вредных выбросов в атмосфере велась в среде быстрого визуального программирования Delphi 6, поэтому программа имеет удобный и понятный для каждого графический интерфейс.

При загрузке программы появляется главное окно (форма):

Расчеты выбросов можно проводить как отдельно для каждого источника, так и для предприятия (производственного участка, цеха) в целом. По результатам расчета формируется карта рассеивания и отчет – таблица с величинами максимально-разовых и валовых выбросов "по операциям" или сводная таблица выбросов предприятия. Кроме таблиц, отчеты содержат полный набор введенных исходных данных и расчетные формулы из методик. Предусмотрена также возможность графического отображения результатов расчета выбросов в виде диаграмм различного типа.

Результат расчета: