Выпускная квалификационная работа по теме: «Анализ и системный подход к оценке воздействия утечки газа при ремонтных работах на. ВКР. Анализ и системный подход к оценке воздействия утечки газа при ремонтных работах на экосистемы Донбасса
 Скачать 2.12 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 2 ПРЕИМУЩЕСТВА ГАЗА КАК ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕСУРСА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭКОСИСТЕМУ 2.1 История газификации г. Донецка Газификация города началась в 1935 году, когда в канун годовщины Октябрьской революции у здания горсовета был зажжен первый факел газа. Этому событию предшествовала большая работа по строительству первого в Донбассе газопровода и газификации первых 200 квартир коксовым газом. Использование коксового газа позволяло не только улучшить бытовые условия жителей шахтерской столицы Донбасса, но и улучшить экологическую обстановку в городе, уменьшив выброс в атмосферу коксового газа. Однако, из-за ограниченных ресурсов коксового газа, одноступенчатой по давлению системы газоснабжения, низкой теплотворной способности газа, темпы газификации города были очень низкими, а районы газификации были приближены к источнику газа - коксохимическому заводу. К 1953 году в Донецке было газифицировано всего около 10 тыс. квартир, построено 75 км газопроводов, газифицировано несколько предприятий общественного питания, детских и лечебных учреждений. Подача городу в 1959 году природного газа резко меняет ситуацию. Начинается бурный рост газификации, расширяется перечень потребителей, впервые природный газ используется в металлургической практике на Донецком металлургическом заводе. На природный газ переводятся котельные, промышленные предприятия, объекты социальной сферы, жилье. Основной задачей предприятия является бесперебойное и безаварийное обеспечение газом потребителей. Сотрудники обслуживают газопроводы высокого, среднего и низкого давлений, на которых расположены газораспределительные пункты, катодные станции и дренажи. Обслуживается также газовое оборудование квартир и домов частного сектора города Донецка. Поскольку строительство Донецка велось отдельными жилыми массивами, приближенными к месту работы, - горнодобывающим предприятиям, - это осложняло эксплуатацию газового оборудования города. Для решения этой задачи были созданы в 1983 г. районные эксплуатационные службы в каждом административном районе города. Теперь оперативно, в необходимых случаях с помощью администраций районов, решаются вопросы газификации, обслуживания и ремонта газового оборудования. Работники этих служб проводят основную работу по обеспечению надежной эксплуатации газопроводов среднего и низкого давлений и газового оборудования жилых домов. Особенно большую роль в вопросе развития системы газоснабжения, газификации частного сектора сыграло решение исполнительного комитета Донецкого горсовета №1259 от 15.07.87 г. «О развитии газификации жилого фонда города». Решение направило усилия районных Советов и промышленных предприятий с привлечением их денежных средств и ресурсов на развитие газификации существующего жилого фонда, позволило привлечь личные средства жителей. Акционерное общество «Донецкгоргаз» одним из первых на Украине перешло на работу на заявочное техническое обслуживание газового оборудования жилых домов. Это позволило сократить численность рабочих и обеспечить надежную работу всего предприятия. Аварийная служба горгаза обеспечивает ликвидацию любой аварийной ситуации в системе газоснабжения города. Запах газа в квартире, поврежденный автомобилем газопровод, порыв газопровода при производстве земляных работ - все эти проблемы решаются работниками аварийной службы. Круглосуточно работают телефоны 104 и горячая линия 381-15-65, обеспечивая прием заявок на любые неполадки в газоснабжении. Служба газопроводов высокого давления и ГРП обеспечивает подачу природного газа на город. Четкость и организованность работы этой службы, слаженное взаимодействие ее с аварийной службой в вопросах режимов в системе газоснабжения позволяет обеспечивать необходимое давление газа в газопроводах. Работа службы электрохимзащиты направлена на защиту существующих газовых сетей от влияния блуждающих токов и агрессивной среды почвы земли. Службой врезок и капитального ремонта ведутся работы по ремонту существующих и строительству новых газопроводов, газификации жилых домов частного сектора, присоединению вновь построенных газопроводов к существующим. Эксплуатация всей системы газоснабжения Донецка осуществляется в сложных горно-геологических условиях, связанных с подземном разработкой пластов угольных месторождений. С такими задачами может справится только квалифицированный, хорошо слаженный коллектив. Для обеспечения нормальной работы предприятия было построено 5 производственно - административных помещений с хорошими условиями труда, механические мастерские, гараж. С 1999 года на предприятии функционирует учебно-тренировочный пункт, где работники горгаза могут пройти первичное обучение, переподготовку или повысить свою квалификацию. Специалисты учебного пункта также проводят инструктажи для населения. Особое внимание уделяется лекциям по безопасности газопользования в общеобразовательных школах города. Осуществляются работы по укладке полиэтиленового газопровода, что является современной технологией в области газификации. Данная технология применяется при газификации коттеджных поселков и реновации газопроводов в центральной части города. Предприятие ведет работы не только по строительству газопроводов, но и по их проектированию на основе новейших научно-технических достижений, передового отечественного и зарубежного опыта проектирования. Выполняются проекты любой сложности для газификации поселков, гостиничных комплексов, жилых и административных зданий. Важной задачей является также внедрение более точных газовых счетчиков, возможно, даже постепенный переход на использование предоплатных (карточных) счетчиков и счетчиков с дистанционным снятием показаний. Еще одним из намеченных направлением развития производственной деятельности горгаза является внедрение приборов контроля загазованности помещений, местоположения газопровода, а также новых более прогрессивных регуляторов давления газа, увеличение количества ГРП, оборудованных телеметрией. В дальнесрочной перспективе предприятие ставит перед собой цель внедрения стандартов международной системы качества ISO. Произведено строительство газопровода к аэровокзальному комплексу «Международный аэропорт «Донецк». Предприятие обслуживает газовые сети высокого, среднего и низкого давления. Общая протяженность газовых сетей составляет 2970,61 км, на которых расположено 191 газораспределительный пункт (ГРП) и 523 станции катодной защиты. В Донецке природным газом пользуются 1396 предприятий и организаций, газифицировано около 276 тыс. квартир. Одним из приоритетных направлений деятельности горгаза является установка газовых счетчиков. Основные направления деятельности В структуру предприятия входят 15 отделов и 7 районно-эксплуатационных служб. Главными направлениями деятельности являются: - осуществление газоснабжения объектов промышленного, коммунального и бытового назначения и населения природным газом; - осуществление своевременной локализации и ликвидации возможных аварийных ситуаций в газовом хозяйстве города; - выполнение услуг по установке, ремонту и замене, введению в эксплуатацию газовых и бытовых счетчиков всех видов; - осуществление капитального строительства объектов газоснабжения на правах заказчика и своими силами; - выполнение текущих и капитальных ремонтов объектов газоснабжения, газовых приборов, транспортных средств; - изготовление запасных частей и деталей к газовым приборам и оборудованию; - разработка перспективных планов развития системы газоснабжения на основании комплексного планирования и строительства города Донецка; - выдача технических условий на разработку проектов по газоснабжению промышленным, коммунально-бытовым организациям и населению; - осуществление пуска газа к вновь газифицированным объектам; - осуществление врезок объектов газопотребления вновь построенных в существующие газовые сети; - обучение, переподготовка и повышение квалификации работников; - выпуск и реализация товаров народного потребления, в частности, запасных частей к газовым приборам и оборудованию; - наладка газового оборудования по заявкам промышленных и коммунально-бытовых организаций; - изготовление проектной документации по заказам населения и предприятий; - осуществление подключений вновь сооруженных газопроводов в действующие сети; - газификация гражданских объектов; - реконструкция систем газоснабжения; - замена газовых приборов; - разработка проектной документации на газификацию жилого фонда, принадлежащего физическим лицам на правах частной собственности; 2.2 Преимущества газа как энергетического ресурса Газ как топливо занимает ключевую роль в экономике многих развитых стран, в том числе и в ДНР. Сейчас большая его часть используется в качестве источника энергии. Главным преимуществом газа перед другими видами топлива является его повышенная энергоэффективность. Это означает, что при небольшом количестве сырья можно получить больше конечной энергии. Также учитывается более низкая стоимость сырья. Это связано с более простыми способами добычи газа, распространенности его на широкой территории. Поэтому и цена на куб газа не слишком поднимается из-за невысокой стоимости оборудования для добычи, затрат на транспортировку, обработку и очищение от примесей. Еще одно преимущество перед другими видами сырья, используемого в качестве топлива, — его меньшее отрицательное влияние на экологию. При сгорании газа выделяется гораздо меньшее количество канцерогенов, вредных веществ, влияющих на загрязненность почвы, воды, воздуха. Тогда как сгорание нефти или угля ведет к большому и быстрому выбросу и распространению токсичных веществ, которые не перерабатываются природой, а накапливаются многие годы. Природный газ для экологии гораздо более предпочтителен, чем другие виды сырья. Также газовая промышленность на сегодняшний день заняла прочное место в экономике из-за возможности использования в различных сферах жизни. Сейчас энергия, выделяемая при сжигании или работе газа, употребляется для выделения тепла, обогрева домов, жилых помещений деревень, сел, городов. Газ доставляется до потребителя независимо от погодных условий, климатических изменений. В большинстве стран доставляется по системе газопроводов. 2.3 Влияние газовой промышленности на природу Хотя выбросы при производстве и очищении газа значительно меньше, чем отходы от других видов топлива, они все-таки влияют на экологию и увеличивают загрязненность окружающей среды. К примеру, газовая отрасль выбрасывает вредного метана в атмосферу около 27% в год от общего значения отходов. Но в то же время использование нефти или угля загрязняют воздух на 19% в год сильнее. Газовая промышленность отрицательно воздействует на водные пространства, растительность и живые организмы, загрязняет почву, что ведет к снижению эффективности выращивания растений. Ежегодно из-за этой отрасли возрастает процентное соотношение азота, выделяемое в воздух. Он впоследствии выпадает в виде атмосферных осадков и попадает в воду, почву, замыкая тем самым круг загрязнений Земли. Разработка месторождений, строительство газопроводов большой протяженности приводит к образованию новых значительных по площади техногенных ландшафтов. В результате отчуждения территорий под строительство сокращаются площади лесов, сельскохозяйственных угодий, оленьих пастбищ. При прокладке трубопроводов происходит активное воздействие на почвенный слой, нарушаются и загрязняются водные системы, наносится огромный ущерб всему растительному и животному миру. Эксплуатация трубопроводов также приводит к загрязнению почвы, поверхностных и подземных вод, приземного слоя атмосферы, а в зоне многолетней мерзлоты — к интенсивному воздействию на структуру грунта. Основной проблемой становится выброс в атмосферу продуктов сгорания газотурбинных агрегатов — оксидов углерода, оксидов азота, углеводородов. Огромный ущерб наносят потери природного газа, которые происходят по всей технологической цепочке (добыча, транспортировка и переработка) и составляют около 1 % от объема добытого газа. В результате аварийных разрывов газопроводов, которые сопровождаются, как правило, взрывом и последующим возгоранием природного газа, происходит загрязнение окружающей среды, уничтожение растительного и животного мира. Опасности подвергается и рядом проживающее население. При строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов возникают достаточно мощные источники шума, такие как компрессорные станции, вертолетные площадки, транспортные магистрали. Высокий уровень шума создает неблагоприятные условия для обслуживающего персонала, для жителей близлежащих районов, а также для диких животных и птиц. Избежать полностью нарушения окружающей среды при современных методах освоения месторождений газа, конечно же, невозможно. Поэтому главная задача состоит в том, чтобы свести к минимуму нежелательные последствия работы газовой отрасли. 2.4 Анализ причин аварий утечек выбросов Системы газового комплекса любых уровней, начиная от скважины, магистральных и распределительных газопроводов и заканчивая газовой плитой конечного потребителя, относятся к числу опасных промышленных объектов. Аварии, аварийные ситуации и инциденты, возникающие на системах газового комплекса зачастую приводят к травматизму и жертвам среди персонала и населения, разрушению зданий и сооружений, различного рода ущербам у эксплуатирующих организаций и потребителей. Анализ причин аварий возникающих в газовом комплексе является одним из важнейших моментов для дальнейшего принятие обоснованных решений по повышению безопасности и надежности работы комплекса. Можно выделить общие причины возникновения аварий газового комплекса. Общая классификация причин аварий. Антропогенные воздействия: наезды автотранспорта, земляные или строительные работы, воздействие посторонних лиц. Природные воздействия: падение деревьев, ЛЭП под влиянием ветра, снегопады и пр. Коррозионные воздействия: подземная коррозия, атмосферная коррозия. Дефекты: труб, соединительных деталей, оборудования. Качество СМР: дефекты сварки, нарушение технологии засыпки, крепления опор, повреждение или отсутствие изоляции или краски, дефекты или отсутствие электрохимической защиты. Отказы оборудования: на трубопроводной части, на газо-редуцирующих пунктах, компрессорных станция и т.д. Нарушение условий и режимов эксплуатации: низкое, неквалифицированное качество обслуживания, внешние воздействия – колебание давления, качество очистки газа, ошибки обслуживающего персонала и т.д. Рассмотрим причины аварий в газовом комплексе по структурным элементам. Такое разделение вводим ввиду того что условия эксплуатации, факторы риска и характер аварий на различных элементах системы существенно различаются. Основными причинами аварийности на магистральных газопроводах являются: наружная коррозия (свыше 40%), включая коррозионное растрескивание под напряжением (КРН); брак строительно-монтажных работ (до 25%); механические повреждения внешними воздействиями (до 25%);брак изготовления труб и оборудования (до 10%).  Рисунок.2.1 - Авария на магистральном газопроводе Аварийность по причине КРН тесно связана с ограниченным сроком службы пленочного изоляционного покрытия, неудовлетворительным качеством изготовления труб и грубыми нарушениями технологии строительства в виде отступлений от проектных решений.  Рисунок 2.2 - Участок поврежденного коррозией газопровода высокого давления. Аварийность по причине брака строительно-монтажных работ обусловлена отсутствием эффективной системы независимого надзора заказчика за соблюдением проектных решений в период интенсивного строительства газотранспортных магистралей в 70 - 80-е годы и недостаточной оснащенностью строительных организаций специальным оборудованием. На данный момент с целью решения основных проблем промышленной безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов ОАО "Газпром" реализует целевые программы («Программа реконструкции и капитального ремонта газораспределительных станций на 2014–2017 гг», «Комплексная целевая программа перевооружения, реконструкции и развития автоматизированных систем управления технологическими процессами» и т.д.), включающие: контроль состояния опасных производственных объектов, проведение их диагностирования, технического обслуживания, испытаний на прочность, капитального ремонта и реконструкции линейной части трубопроводов, компрессорных и газораспределительных станций, а также систем автоматики и телемеханики. Проблема безопасности и надежности СГРГП становится более острой в связи с реализацией масштабной программы газификации городов и населенных пунктов, повышением доли населения в потреблении природного газа, а также выходом из строя оборудования, исчерпавшего технический ресурс.  Рисунок - 2.3. Разрыв газопровода Основными причинами аварий и инцидентов являются: на надземных газопроводах – антропогенные воздействия (80%); на подземных стальных трубопроводах – наружная коррозия (48%) и антропогенные воздействия (43%) на газорегуляторных пунктах – антропогенные воздействия, природные воздействия, качество технического обслуживания, нарушение правил эксплуатации. Причины аварий на газораспределительных пунктах (ГРП) утечки газа через не плотности в соединениях, арматуру и оборудование; неисправность оборудования и арматуры; прекращение подачи газа; повышение или понижение давления газа; неисправность системы отопления; разборка оборудования без установки заглушек. Основные причины аварий на газонаполнительных станциях ГНС (ГНП) – утечки газа из технологического оборудования; наполнение баллонов газом при давлении свыше допустимого; удаление избытка газа выпуском в атмосферу; использование электрооборудования во взрывобезопасном исполнении; внесение открытого огня; неисправность блокировки, автоматики, сигнализации. Причинами аварий на газовом оборудовании в квартирах являются утечки газа на кранах и резьбовых соединениях; утечки в сварных соединениях; неисправность горелки; задувание или заливание горелки; отрыв или проскок пламени; прекращение подачи газа; неполное сгорание газа; неисправность автоматики по тяге; переполнение и перегрев баллона; неисправность баллона; работа печи при закрытом шибере. Анализ информации по авариям в газовом комплексе имеет огромное значение, прежде всего, для оценки показателей риска и надежности снабжения потребителей. |