Воздействие на окружающую среду вредных веществ в результате выброса сжигаемого попутного нефтяного газа

Воздействие на окружающую среду вредных веществ в результате выброса сжигаемого попутного нефтяного газа

ВВЕДЕНИЕ

Промышленность  как сфера деятельности характеризуется огромными запасами и использованием больших объемов химических веществ, высоких давлений, температур, скоростей, массивных крупногабаритных сооружений и других объектов, представляющих потенциальную опасность. Внезапное неконтролируемое нарушение, каких-либо систем, происходящее из-за трудно предсказуемых причин, может привести к чрезвычайным событиям, которые называются авариями.

Целью данной работы является оценка воздействия на окружающую среду вредных веществ в результате выброса управляемого и аварийного сжигаемого попутного нефтяного газа.

Для этого были поставлены следующие задачи:

проанализировать воздействие воздействие вредных веществ на окружающую среду, предприятием ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефте-газ»;

проанализировать мероприятия по уменьшению негативного воздействия на окружающую среду предприятием ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз»;

разработать техническое решение для уменьшения воздействия объекта на окружающую среду.

1. НОРМАТИВНО-ПРАВОВАЯ БАЗА

Федеральный закон «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ от 10.01.2002 г. (ред. от 26.06.2007 № 118-ФЗ).

Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» № 89-ФЗ от 24.06.1998 г. (от 08.11.2007 № 258-ФЗ).

Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г. (от 18.12.2006 № 232-ФЗ).

Федеральный закон «О лицензировании отдельных видов деятельности» № 128-ФЗ от 8.08.2001 г. (от 06.12.2007 № 334-ФЗ)

Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» № 68-Ф3 от 21.12.1994 г. (от 30.10.2007 № 241-ФЗ)

МС ISO 14001:2004 Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению.

ГОСТ Р ИСО 14001-2007 Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению. Введен 01.10.2007 г.

ГОСТ 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» (М., Госстандарт России, 1998).

Постановлением Правительства РФ № 613 от 21.08.2000 г. «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» (в редакции от 15.04.2002 г.)

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ТПП «ЛУКОЙЛ-УХТАНЕФТЕГАЗ» КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Производственной деятельностью ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» является добыча нефти и попутного газа, их транспортировка, подготовка и сдача потребителям. Территориальное производственное предприятие «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» является структурной единицей ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» ОАО НК «ЛУКОЙЛ».

Предметом деятельности ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» является:

разведка нефтяных и газовых месторождений;

добыча нефти и газа;

комплексное освоение и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений;

организация и осуществление деятельности по транспортировке добытых ресурсов до узлов магистральной сети трубопроводов;

осуществление природоохранной деятельности в сферах добычи и транспортировки нефти и газа в рамках экологической программы общества;

разработка технических проектов на строительство эксплуатационных и иных скважин;

осуществление строительства, специализированных монтажно-наладочных работ, технического обслуживания и ремонта средств и систем автоматизации, контрольно-измерительных приборов.

Основными операциями, производимыми с нефтью, являются: добыча, подготовка, транспортировка и хранение (накопление). ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» ведет добычу нефти и газа на 35 месторождениях. Фонд нефтяных скважин: эксплуатационный - 760, действующий - 636. Годовой объем добычи нефти - 3 млн.тонн.

В состав предприятия входят следующие производственные подразделения:

комплексный цех по добыче нефти и газа № 1 (КЦДНГ- 1);

комплексный цех по добыче нефти и газа № 2 (КЦДНГ- 2);

комплексный цех по добыче нефти и газа № 3 (КЦДНГ- 3);

комплексный цех по добыче нефти и газа № 4 (КЦЦНГ- 4);

комплексный цех по добыче нефти и газа № 5 (КЦДНГ- 5);

комплексный цех по добыче нефти и газа № 6 (КЦЦНГ- 6);

цех по подготовке и перекачке нефти № 1 (ЦППН -1);

цех по подготовке и перекачке нефти № 2 (ЦППН - 2);

цех по подготовке и перекачке нефти № 3 (ЦППН - 3);

нефтешахтное управление «Яреганефть» (НШУ «Яреганефть»);

цех капитального ремонта трубопроводов и сооружений (ЦКРТС);

цех пароводоснабжения (ЦПВС);

участок антикоррозионной защиты (УАЗ);

центральная комплексная лаборатория физико-химических исследований (ЦКЛФХИ).

Структура ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» представлена на рисунке 2.1.

Объекты предприятия расположены таким образом, что вокруг каждого опасного производственного объекта существуют санитарно-защитные зоны, размеры которых соответствует проектным.

Опасные производственные объекты предприятия обеспечены разработанными декларациями промышленной безопасности и полисами страхования ответственности за причинение вреда жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной среде в случае аварии на опасном производственном объекте.

Рисунок 2.1 - Организационная структура ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз»

Для выполнения производственных задач предприятием используется автомобильный, железнодорожный и трубопроводный транспорт.

Теплоснабжение объектов предприятия осуществляется горячей водой и паром от 13 котельных цеха пароводоснабжения.

Электроснабжение предприятия осуществляется централизованно по двум ниткам ЛЭП 110 кВт с закольцеванием двух независимых ТЭЦ (Сосногорской и Печорской).

2.1 Оценка состояния окружающей среды

Климат в районе производственной деятельности ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» - континентальный, лето короткое и прохладное, зима длинная и холодная с устойчивым снежным покровом.

Особенностью климата является частая смена воздушных масс, связанная с прохождением циклонов. Наиболее развита циклоническая деятельность зимой и осенью, летом она ослабевает. Зимой циклоны приносят с собой пасмурную погоду с частыми снегопадами и метелями, летом - пасмурную, прохладную и дождливую погоду. Вторжение арктического воздуха зимой сопровождается ясной, морозной погодой. При таких вторжениях воздушных масс и дополнительном выхолаживании путем излучения с поверхности снега температура воздуха зимой может понижаться от минус 40°С до минус 54°С.

В теплое время года вторжения арктического воздуха вызывают заморозки. С юга и юго-востока приходят континентальные воздушные массы, прогретые летом и охлажденные зимой.

Самым холодным месяцем года является январь, самым теплым - июль. Средняя годовая амплитуда температур воздуха, полученная как разность между средней месячной температурой июля и января, изменяется от плюс 32,9°С до минус 33°С.

Территория нефтедобычи относится к району избыточного увлажнения.

Годовое количество осадков на территории убывает в направлении с юга на север от 600 до 400 мм. Число дней с осадками за год составляет 200 - 210, т.е. более половины всех 44 дней года. Однако, часто продолжительность их за сутки невелика, особенно в теплый период года. Величина среднегодового количества осадков превышает величину испарения.

Среднегодовая относительная влажность воздуха изменяется от 76 - 78 % на юге территории и 80 - 82 % на севере и северо-востоке.

Географическое распределение различных направлений ветра и его скоростей определяется сезонным режимом барических центров, устанавливающихся над Северной Атлантикой и Евразией. В годовом ходе отчетливо выражены преобладающие ветры северных румбов.

Период с отрицательными температурами длится около 200 дней. Безморозный период в среднем длится около 70 - 80 дней, сокращаясь или увеличиваясь в зависимости от рельефа местности, близости водоемов. Однако заморозки возможны в любых из летних месяцев. Осенью преобладает ветреная и дождливая погода. Средняя годовая температура воздуха на рассматриваемой территории составляет минус 0,6 °С. Переход средней суточной температуры воздуха через 15 °С наблюдается в 3-й декаде мая. Среднесуточное понижение температуры воздуха ниже 5°С наблюдается во 2-й декаде сентября. Устойчивый снежный покров, как правило, образуется в начале ноября и к концу зимы достигает своего максимального значения - 80 см.

Нормативная глубина сезонного промерзания для песков и супесей в данном районе составляет 2,3 метра. Землетрясения, лавины для данной местности не характерны, территория не затопляема.

2.2 Организация работы и контроль в области экологичности производства

Вопросами организации работы в области экологичности производства в ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» занимается отдел Охраны Окружающей Среды.

Для решения основных задач на отдел ООС возложены следующие функции:

организация реализации системы управления промышленной безопасностью, охраной труда и пожарной безопасностью в цехах и структурных подразделениях ТПП.

разработка предложений по нормативным актам, регулирующим деятельность ТПП и его структурных подразделений, осуществление контроля исполнения нормативных актов по вопросам промышленной безопасности, охраны труда техники и пожарной безопасности, законодательства по охране труда, правил организации и безопасного проведения работ.

организация работы постоянно действующей комиссии (ПДК) по безопасности труда предприятия и осуществление периодических проверок состояния условий труда в цехах и на объектах, согласно плану работы, с привлечением к этой работе специалистов отделов, служб ТПП.

Осуществление совместно с соответствующими отделами и службами предприятия контроля за:

соблюдением законодательства о труде, правил и норм безопасности труда, стандартов и других нормативных документов по вопросам охраны труда;

выполнением приказов и указаний ОАО НК «ЛУКОЙЛ», ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», постановлений, предписаний органов государственного надзора;

правильной организацией и безопасным ведением производственных процессов и работ, техническим состоянием и правильной эксплуатацией производственного оборудования, зданий и сооружений, санитарно-бытовых помещений и устройств, состоянием санитарно-технических условий;

наличием, исправностью и правильной эксплуатацией и применением средств защиты;

оснащением производственного оборудования и объектов средствами безопасности, улучшающими условия труда и повышающими его безопасность;

правильной эксплуатацией и своевременным испытанием паровых и водогрейных котлов, сосудов, работающих под давлением, грузоподъемных кранов и устройств, такелажных и грузозахватных приспособлений, защитных средств и вентиляционных установок;

соблюдением графиков замеров параметров воздушной среды, уровней шума, вибрации, вредных излучений и др., а также за правильным и своевременным заполнением соответствующих разделов санитарно-технических паспортов объектов;

обеспечением работающих моющими и обезвреживающими средствами, спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты;

своевременным и качественным обучением работающих безопасным методам работы, проведением инструктажа и проверок знаний рабочих, правильным ведением документации по этим вопросам;

правильным ведением документации по вопросам охраны труда, предусмотренной правилами и нормами безопасности и другими нормативными документами;

оказание методической помощи руководителям подразделений в проведении паспортизации объектов;

разработка программ и проведение по ним вводного инструктажа по охране труда и промышленной безопасности поступающих на предприятие работников;

организация разработки новых и пересмотра действующих инструкций по охране труда и промышленной безопасности, памяток по безопасному ведению работ, оказание методической помощи специалистам цехов и участков в разработке и пересмотре инструкций, а также в составлении программ инструктажей на рабочем месте и проверки знаний;

организация работы кабинета охраны труда, уголков ОТв цехах и принятие мер по оснащению их необходимыми учебными и наглядными пособиями, техническими средствами обучения;

обеспечение структурных подразделений предприятия нормативными документами, правилами, инструкциями (или выписками из них), плакатами и другими пособиями по охране труда;

разработка совместно с отделами, службами ТПП мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда и планов работы по охране труда;

проведение анализа состояния охраны труда, промышленной и пожарной безопасности на предприятии, разработка предложений по улучшению условий труда;

доведение до сведения руководителей структурных подразделений и цехов о происшедших несчастных случаях, авариях и пожарах, а также о несчастных случаях, происшедших на других предприятиях Группы «ЛУКОЙЛ»;

ведение регистрации и учета несчастных случаев, происшедших на производстве и профессиональных заболеваний, анализ их причин;

составление предусмотренных отчетов и другой информации о несчастных случаях, профзаболеваниях, промышленной безопасности в ТПП;

подготовка проектов приказов и распоряжений руководства ТПП по вопросам охраны труда, промышленной и пожарной безопасности;

оформление и согласование договоров по вопросам охраны труда, промышленной и пожарной безопасности;

организация и проведение смотров-конкурсов между цехами, участками, структурными подразделениями на лучшее состояние условий и охраны труда, участие в работе по материальному стимулированию участников;

определение порядка взаимодействия с подрядными организациями по вопросам безопасного ведения работ при совместной работе на объектах предприятия.

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВРЕДНЫХ ИСТОЧНИКОВ НА АТМОСФЕРУ

Важную роль в оценке воздействия объекта на окружающую среду играет оценка воздействия этого объекта на атмосферный воздух. Для этого необходимо охарактеризовать источники выделения загрязняющих веществ, сами загрязняющие вещества, а так же оценить физическое воз-действие.

Основными загрязнителями атмосферы являются:

метан, СН4 (содержание 63,9 %);

монооксид углерода, СО (содержание 24,3 %);

NOx (содержание 6,3 %);

диоксид серы, SO2 (содержание 3,1 %)

Наибольшее влияние на состояние атмосферного воздуха оказывает группа суммации 6009 (SO2 + NOx).

3.1 Характеристика объекта как загрязнения атмосферы

Основными источниками выбросов в атмосферу являются различные виды работ, а так же оборудование и сооружения. Они подразделяются на:

организованные источники: факелы, котельные, дизельные электростанции;

неорганизованные источники: склады ГСМ, склады хим. реагентов, нефтегазопроводы, спецтехника, сварочные аппараты, различные ёмкости, сепараторы, насосные станции.

В таблице 3.1 представлены расчетные значения выбросов загрязняющих веществ и источники выделения загрязняющих веществ на предприятии.

Таблица 3.1 - Источники и количество выбросов в атмосферу

Перечень загрязняющих веществ представлена в таблице 3.2.

Для регулирования качества окружающей среды введен предельно допустимый выброс (ПДВ) и предельно допустимая концентрация средне суточная (ПДКс.с.) и максимально разовая (ПДКм.р.)

Таблица 3.2 - Перечень загрязняющих веществ и их краткая характеристика

Исходя из указанных расчетных данных, обеспечена определенная концентрация контролируемых выбросов веществ, не превышающая нормативы.

3.2 Энергетическое воздействие объекта на окружающую среду

На производственных объектах ТПП параметры проявления физических факторов не превышают допустимые величины. Такие объекты как насосные станции, компрессорные и т.п., на которых высокий уровень шума и вибрации, электромагнитных излучений, оснащены современным оборудованием с высокой степенью автоматизации.

4. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Источниками выбросов и сбросов загрязняющих веществ в поверхностные и подземные воды, а так же загрязнение почв и сброс отходов являются:

в поверхностные и подземные воды - это различные виды работ по ремонту технологических установок и трубопроводов, когда в дождевые и талые воды может попасть нефть и нефтепродукты;

загрязнение почв - при штатной эксплуатации объектов они не оказывают негативного воздействия на почвенно-растительный покров. При проведении работ по строительству, ремонту, реконструкции на объектах линейной части вызывает нарушение земель. А загрязнение почв может произойти при какой-либо аварийной ситуации, связанной с розливом нефти;

отходы - в процессе эксплуатации объекта образуются различные виды отходов производства и потребления различных классов опасности. Сюда входят: лом металлов, аккумуляторные батареи, отработанные нефтепродукты, отработанные шины, нефтешламы, отходы изоляции трубопроводов и т.п.

Краткая характеристика и использование отходов представлена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Краткая характеристика и использование отходов

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

.1 Мероприятия по снижению негативного воздействия на атмосферный воздух

Мероприятия по сокращению вредных выбросов в атмосферу при эксплуатации объекта:

производственный контроль за выбросами загрязняющих веществ в атмосферу. Контроль осуществлялся силами собственной аккредитованной лаборатории;

наладочные работы по более полному сгоранию газа в горелках котлов. Выполнение данных работ дает снижение выбросов оксида углерода в атмосферу до 3 %;

профилактические работы по обеспечению без аварийной работы оборудования;

технологические работы снижение концентраций вредных веществ

Мероприятия по сокращению вредных выбросов в атмосферу приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Мероприятия по снижению негативного воздействия на атмосферный воздух

На предприятии предусмотрена система мероприятий для защиты от превышения давления, автоматическое и дистанционное отключение насосных агрегатов при авариях, пожаре и загазованности.

5.2 Мероприятия по снижению негативного воздействия на почвенно-растительный покров

Эксплуатация объекта организована так, чтобы в значительной степени уменьшить воздействие на почвенно-растительный покров. К таким мероприятия относятся:

обустройство площадки складирования грунта;

сведение к минимуму движение транспортных средств и строительных средств вне дорог;

сокращение количества потерь, проливов продуктов очистки труб, грунтовочных, изоляционно-полимерных, битумных, лакокрасочных и горюче-смазочных материалов;

соблюдение правил пожаробезопасности;

техническая и биологическая рекультивация земель, нарушенных во время эксплуатации.

Мероприятия по снижению воздействия на водные объекты

К таким мероприятиям относятся:

лабораторный контроль за качеством природных, сточных вод, а также вод закачиваемых в скважины. Контроль осуществлялся силами собственной аккредитованной лаборатории.

паводковые мероприятия - включают такие мероприятия, как укрепление гидротехнических сооружений, обвалование скважин, расположенных вблизи водотоков и подготовка промплощадок к паводковому периоду с целью предотвращения загрязнения поверхностных водных источников и грунтовых вод.

исследование вод и почвогрунтов на договорной основе.

В целях защиты вод от загрязнения предусматривается:

оснащение рабочих мест инвентарными контейнерами для бытовых и строительных отходов;

слив горюче-смазочных материалов в специально отведенные места;

запрещение мойки машин и механизмов вне специально оборудованных мест;

все хозяйственно-бытовые воды направляются на очистные сооружения канализации.

5.3 Обращение с отходами

Временное накопление и хранение отходов должно производиться на специально оборудованных площадках с твердым покрытием и эффективной защитой от ветра и атмосферных осадков.

При загрязнении почвенного покрова отходами различного вида должна производиться рекультивация, она охватывает такие виды работ как биологическая и техническая рекультивация нарушенных земель и техническая рекультивация загрязненных земель.

Техника безопасности при хранении отходов:

ртутьсодержащие отходы хранятся в холодном складском помещении с естественной вентиляцией, асфальтным покрытием в металлическом закрытом сосуде;

лом металлов хранится на открытой асфальтированной площадке;

мусор от бытовых помещений и отходы потребления на производстве хранятся в стандартных металлических контейнерах;

отработанные нефтепродукты вторично используются.

Очень важен своевременный вывоз отходов. Накопление и хранение отходов на территории предприятия допускается временно, до вывоза их на переработку или утилизацию на специализированные предприятия. Временное хранение отходов соответствует требованиям СанПин 2.1.7.1322-03, «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления».

5.4 Установление границ санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия

Основные правила установления санитарно-защитной зоны предприятия сформулированы в СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03. СЗЗ отделяет территорию предприятия от селитебной зоны с обозначением границ специальными знаками и ограждениями.

СЗЗ предназначена для:

создания СЗ барьера между территорией предприятия и жилой зоной;

организации озеленительных площадей, которые предназначены для экранирования и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата. Для сохранения лесных угодий должен вестись контроль:

контроль плотности лесного покрова;

контроль за техногенным воздействием на почвогрунты и микрофлору;

контроль за повреждением деревьев, растительности и почвы.

Так же необходимыми являются запрещающие мероприятия такие как запрещение проезда вне обустроенных автодорог, запрет и предотвращение вырубки леса, запрет на слив неочищенных сточных вод и запрет выброс мусора на защищаемую территорию.

Размеры СЗЗ предприятия:

класс - 50 метров;

класс - 100 метром;

класс - 300 метров;

класс - 500 метров;

класс - 1000 метров.

Достаточность ширины СЗЗ по принятой классификации должна быть подтверждена выполнением методов расчета рассеивания выбросов в атмосферу для всех загрязняющих веществ, распространения шума, вибрации и электромагнитных полей с учетом фонового загрязнения среды.

6. ВОЗДЕЙСТВИЕ ОБЪЕКТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ УПРАВЛЯЕМОМ И АВАРИЙНОМ СЖИГАНИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА (ПНГ) В ГАЗОВОМ ФАКЕЛЕ

Газовый факел - управляемое или аварийное сжигание сопутствующего газа при добыче или переработке нефти на нефтеперерабатывающих и химических заводах. Управляемое сжигание газа позволяет повысить безопасность нефтехранилищ и трубопроводов в случае незапланированного скачка давления. Чтобы уменьшить формирование черного дыма в газовом факеле в пламя подмешивают водяной пар. Эта мера в какой-то степени снижает загрязнение атмосферы, но усиливает шум от газового факела и вызывает жалобы жителей близлежащих районов.

В атмосферу при сжигании газа выбрасывается большое количество парниковых газов, с дымовыми газами также выбрасывается большое количество оксида азота, оксида углерода и бензапирена.

Продукты сгорания ПНГ могут достигать высоты не менее 600 м, распространяясь в дальнейшем на большие расстояния. Такой компонент аэрозоля, как сульфаты, могут мигрировать в атмосфере в течение приблизительно 40 дней после выброса. При этом около 40 % их выпадает вблизи факела, около 30 % - на расстоянии нескольких сотен километров от источника и оставшиеся 20 % - на расстоянии от тысяч до десятков тысяч километров. Даже при относительно слабом ветре значимые концентрации углеводородов, аммиака и монооксида углерода обнаруживаются на расстоянии до 15 км от факела, сероводорода - до 10 км, оксидов азота - до 3 км.

При горении ПНГ интенсивному тепловому и химическому воздействию подвергаются почвенный покров и растительность, причем результат этого воздействия ощущается по разным данным на расстоянии от нескольких сотен метров до нескольких километров. В зависимости от мощности факела на расстоянии от 50 до 150 м происходит выжигание органического вещества почвы и соответственно почвенной флоры и фауны, грунт прокаливается до превращения в пылящий бесструктурный песок или спекшийся суглинок. Дефолиация и значительное угнетение растительности в зависимости от местных условий наблюдается на расстоянии от 400 до 800 м.

6.1 Расчет выбросов газообразных загрязняющих веществ факелами типа DN - 50

Исходные данные:

тип факелов - DN - 50;

годовой расход газа - 600 млн.м3;

количество факелов - 5;

топливо - попутный нефтяной газ.

Таблица 6.1 - Состав газа и его основные характеристики

6.1.1 Расчет выбросов оксида азота в атмосферу

Суммарное количество оксидов азота NOx в пересчете на NO2 (в г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, определяем по формуле:

, (1)

где Bp - расчетный расход топлива, тыс. м3/год;

где N = 5 - количество котлов;

 - низшая теплота сгорания топлива,  = 36550 кДж/кг = 36,55 МДж/кг;

 - удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, г/МДж;

bk - безразмерный коэффициент, учитывающий конструкцию горелки;

Для всех горелок напорного типа принимаем bk = 1,0.

bt - безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения:

bt = 1 + 0,002 (tгв - 30),(2)

где tгв - температура горячего воздуха, tгв =30 °С.

ba - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота, ba = 1,225.

br - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота.

При подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом:

,(3)

где r - степень рециркуляции дымовых газов, %.

bd - безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру:

bd = 0,022 d,

где d - доля воздуха, подаваемого в промежуточную зону факела (в процентах от общего количества организованного воздуха).

При определении выбросов в тоннах в год kп = 10-6.

При определении валовых выбросов оксидов азота за год значения входящих в формулу (1) величин определяем по средней за рассматриваемый промежуток времени нагрузке факела.

6.1.2 Расчет выбросов оксида углерода в атмосферу

При отсутствии данных инструментальных замеров оценка суммарного количества выбросов оксида углерода, г/с (т/год), выполняем по соотношению:

 (4)

где CCO - выход оксида углерода при сжигании топлива, г/кг (г/нм3) или кг/т (кг/тыс. нм3), определяем по формуле:

,(5)

где q3 - потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, q3 = 0,5 %;- коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; принимаем для газа R = 0,5;

 - низшая теплота сгорания натурального топлива,  = 36,55 МДж/кг;- потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, q4 = 0 %.

выброс бензапирен азот атмосфера

6.1.3 Расчет выбросов бензапирена в атмосферу

Концентрацию бензапирена, мг/нм3, в сухих продуктах сгорания природного попутного газа на выходе из топочной зоны факелов определяем по формуле:

при  = 1,08¸1,25=1,1, то:

,(6)

где  - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки,= 1,1;- теплонапряжение топочного объема, кВт/м3; при сжигании непроектного топлива эту величину рассчитываем по соотношению:

,(7)

где Bp = B (1 - q4/100) - расчетный расход топлива на номинальной нагрузке, кг/с (м3/с);- фактический расход топлива на номинальной нагрузке, кг/с (м3/с);

 - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м3);т - объем топочной камеры, м3;

Кд - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки факела на концентрацию бензапирена в продуктах сгорания, Кд = 2,3;

Кр - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бензапирена в продуктах сгорания;

Кст - коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бензапирена в продуктах сгорания.

Выброс бензапирена, поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), рассчитываем по формуле:

 (8)

где сj - массовая концентрация загрязняющего вещества j в сухих дымовых газах при стандартном коэффициенте избытка воздуха a0 = 1,4 и нормальных условиях (температура 273 К и давление 101,3 кПа), мг/нм3; сг - объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1 кг (1 нм3) топлива, при a0 = 1,4, нм3/кг топлива (нм3/нм3 топлива);- расчетный расход топлива, м3/с (тыс. м3/год);п - коэффициент пересчета, при определении выбросов в г/с kп = 0,287× ×10;

Для расчета максимальных и валовых выбросов по формуле (2) концентрации бензапирена, приводим к избыткам воздуха a = 1,4 по формуле:

 (9)

где a - коэффициент избытка воздуха в месте отбора пробы, a = 1,1.

Объем сухих дымовых газов рассчитываем по формуле:

 (10)

 (11)

 (12)

где  - влагосодержание газообразного топлива при расчетной температуре 10 °C, .

 (13)

 (14)

 (15)

3

.

Концентрация веществ выбрасываемая факелами типа DN - 50 представлена в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Расчетная концентрация вредных веществ

6.2 Расчет выбросов газообразных загрязняющих веществ факелами типа УФМС

Факельная установка (УФМС) (рисунок 6.2) применяется в нефтегазодобывающей, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Она изготавливается на основе оголовка факельного струйного ОФМС, предназначенного для сжигания газов при аварийных, периодических и постоянных выбросах. Так же обеспечивает эффективное сжигание любых объемов попутного нефтяного газа, прошедшего через сепаратор, давлением 0,6 МПа благодаря соответствующей модификации факельного оголовка.

Рисунок 6.1 - Факельная установка УФМС

Факельная установка состоит:

факельный ствол;

оголовок (с кожухом ветровой защиты, струйным затвором и конфузором);

дежурные горелки;

блок дистанционного розжига и контроля.

Преимущества УФМС:

стабильное пламя при любых расходах газа и погодных условиях, например, сильном ветре и дожде.

уменьшенный ветровой эффект на факел, работа дежурной горелки за счет правильной конструкции ветрового щита и использования интегрированного струйного затвора.

преимущества струйного затвора факельной установки:

уникальность и надежность конструкции;

долговечность конструкции;

устранение горения внутри оголовка;

устранение горения внутри факельного ствола;

значительное снижение расхода затворного газа;

устранение необходимости в футеровке и дренаже;

отсутствие необходимости в подогреве затвора;

устранение необходимости в частом ремонте и обслуживании;

отсутствие коррозии и экономия металла.

) благодаря установке на верхнюю часть факельного оголовка конического защитного кожуха (экрана), образуется воздушный зазор, отделяющий пламя от боковых стенок ствола, в результате чего продлевается срок службы оголовка. Кроме того, этот экран препятствует "заворачиванию" пламени вниз и "лизанию" факельного ствола, предотвращая в то же время срыв пламени дежурной горелки.

) в струйном оголовке происходит полное сгорание углеводородных газов и не требуется присутствия пара или другой среды для обеспечения бездымного горения.

Таблица 6.3 - Технические параметры установки

Разрешение Ростехнадзора № РРС 00-22335.

Исходные данные:

тип факелов - УФМС;

годовой расход газа - 600 млн.м3;

количество факелов - 5;

топливо - попутный нефтяной газ.

Суммарное количество оксидов азота NO2 (в г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу:

,(16)

где Bp - расчетный расход топлива, тыс. м3/год;

где N = 5 - количество котлов;

 - низшая теплота сгорания топлива,  = 36550 кДж/кг = 36,55 МДж/кг;

 - удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, г/МДж;

bk - безразмерный коэффициент, учитывающий конструкцию горелки;

Для всех горелок напорного типа принимаем bk = 1,0.

bt - безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения:

bt = 1 + 0,002 (tгв - 30),(17)

где tгв - температура горячего воздуха, tгв =30°С.

ba - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота, ba = 0,085.

br - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота.

При подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом:

,(18)

где r - степень рециркуляции дымовых газов, %.

bd - безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха:

bd = 0,022 d,

где d - доля воздуха, подаваемого в промежуточную зону факела (в процентах от общего количества организованного воздуха).

При определении выбросов в тоннах в год kп = 10-6.

При определении валовых выбросов оксидов азота за год значения входящих в формулу (16) величин определяем по средней за рассматриваемый промежуток времени нагрузке факела:

Расчет выбросов бензапирена в атмосферу, мг/нм3:

,

где  - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки,=1,1;- теплонапряжение топочного объема, кВт/м3; при сжигании непроектного топлива:

,

где Bp = B (1 - q4/100) - расчетный расход топлива на номинальной нагрузке, кг/с (м3/с);- фактический расход топлива на номинальной нагрузке, кг/с (м3/с);

 - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м3);т - объем топочной камеры, м3;

Кд - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки факела на концентрацию бензапирена в продуктах сгорания, Кд = 2,3;

Кр - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бензапирена в продуктах сгорания;

Кст - коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бензапирена в продуктах сгорания.

Таблица 6.4 - Расчетная концентрация вредных веществ установок DN -50 и УФМС

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе проанализировано воздействие вредных веществ на окружающую среду, предприятием ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз». Прилагаются усилия для снижения негативного воздействия по всем параметрам.

Так же произведен расчет выбросов вредных веществ в атмосферу факелами DN - 50 и предлагаемыми факельными головками УФМС. Из приведенных расчетов видно что количество загрязняющих веществ при использовании УФМС значительно ниже чем при использовании факелов DN - 50.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.     Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков. - М.: Высш.шк., 2007. - 616 с.

2.       Масленникова, И.С. Экологический менеджмент [Текст]: учебное пособие / И.С. Масленникова, Л.М. Кузнецов, В.Н. Пшенин. - М: Высш. шк., 2005. - 200 с.

.        Мазявкина Л.А. Охрана окружающей среды [Текст]: учебное пособие / Л.А. Мазявкина. - Ухта: 2010.  - 112 с: ил.

.        Коршак, А.А. Основы нефтегазового дела [Текст]: учеб. для вузов / А.А. Коршак, А.М. Шаммазов - 2-е изд., доп. и испр. - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. - 544 с.

.        Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды [Электронный ресурс]: федер. закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 18.12.2006) // Справочно-правовая система «Консультант Плюс».

.        Российская Федерация. Законы. Об охране атмосферного воздуха [Электронный ресурс]. федер. закон от 02.04.1999 № 96-ФЗ (ред. От 09.05.2005) // Справочно-правовая система «Консультант Плюс».