Практическая. Практ. работа. уфимский государственный нефтяной технический университет
 Скачать 2.05 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Прикладная экология» Ф.А. Шахова, Р.Ф. Габдуллина, Г.Г. Ягафарова РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕПРОДУКТООБЕСПЕЧЕНИЯ Учебно-методическое пособие к практическим занятиям  Уфа 2011 В учебно-методическом пособии приведены основы нормирования и определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от стационарных источников загрязнения на предприятиях нефтепродуктообеспечения согласно «Методике по нормированию и определению выбросов вредных веществ в атмосферу на предприятиях нефтепродуктообеспечения ОАО НК «Роснефть»». Приведены примеры расчета выбросов углеводородов при эксплуатации резервуаров, при отпуске в транспортные средства, из производственных помещений, от автозаправочных станций, расчета выбросов паров нефтепродуктов, образующих пленку на открытой поверхности объектов очистных сооружений. Учебно-методическое пособие разработано с целью проведения практических занятий, выполнения курсовых и дипломных проектов. Предназначено для студентов специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» по дисциплинам «Экология», «Промышленная экология», «Теоретические основы защиты окружающей среды», «Экологический мониторинг». Может быть использовано для всех дисциплин направления 280700 «Техносферная безопасность» и 241000 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии». Рекомендуется для обучения слушателей Института дополнительного профессионального образования УГНТУ. Составители: Шахова Ф.А., доц., канд. хим. наук Габдуллина Р.Ф., специалист по УМР Ягафарова Г.Г., проф., д-р техн. наук Рецензент © Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2011 Содержание
Введение Отрицательные воздействия объектов нефтепродуктообеспечения на окружающую природную среду являются следствием испарений, утечек и разливов нефтепродуктов. Настоящее учебно-методическое пособие разработано в соответствии с «Методикой по нормированию и определению выбросов вредных веществ в атмосферу на предприятиях нефтепродуктообеспечения ОАО НК «Роснефть»». К числу основных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу предприятиями нефтепродуктообеспечения, относятся пары и газы нефтепродуктов. Кроме того, в выбросах в атмосферу на нефтебазах присутствуют оксиды углерода, азота, твердые частицы, содержащиеся в дымовых газах котельных. К организованным источникам выбросов загрязняющих веществ на предприятиях нефтепродуктообеспечения относят: резервуары, котельные, вентиляционные установки и т.п., к неорганизованным - сливоналивные эстакады, объекты очистных сооружений, неплотности в соединениях узлов оборудования и т. п. Целью данного учебно-методического пособия является обучение студентов основным навыкам работы с нормативной документацией и расчету выбросов вредных веществ в атмосферу на предприятиях нефтепродуктообеспечения. 1 Источники выделения загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях нефтепродуктообеспечения Источниками выделения загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях НПО являются: - резервуары для хранения нефтепродуктов в резервуарных парках; - железнодорожные цистерны на эстакадах; - автомобильные цистерны на эстакадах; - танки речных и морских судов (танкеры и баржи); - резервуары для хранения нефтепродуктов и бензобаки автомобилей на автозаправочных станциях (АЗС); - объекты очистных сооружений (пруды-отстойники, нефтеловушки и т.д.); - котлы котельных; - автотранспорт (автомобили и спецтехника); - металлообрабатывающие станки; - сварочные аппараты; - деревообрабатывающие станки. Рассмотрим некоторые из данных объектов. Резервуар (франц. réservoir, от лат. reservo — сберегаю, сохраняю) - ёмкость для хранения жидкостей или газов. Резервуары устраивают надземные, наземные и подземные, изготовляют металлическими, железобетонными и деревянными (для временной эксплуатации), по форме — цилиндрическими, призматическими и сферическими. Наиболее распространены вертикальные цилиндрические резервуары. Резервуары оборудуют подогревателями, предохранительными и др. клапанами, арматурой, приёмо-раздаточными устройствами, приспособлениями для очистки, уровнемерами и т. п. Резервуары для хранения нефтепродуктов относятся к одним из главнейших сооружений нефтебаз. Наиболее распространены, как у нас в стране, так и за рубежом, стальные резервуары. Применяются следующие типы стальных резервуаров: - вертикальные цилиндрические резервуары РВС со стационарной конической или сферической крышей вместимостью до 20000 м³ (при хранении легко воспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и до 50000 м² (при хранении горючих жидкостей (ГЖ) (рис. 1.1); - резервуары вертикальные цилиндрические со стационарной крышей и плавающим понтоном вместимостью до 50000 м³; - резервуары вертикальные цилиндрические с плавающей крышей вместимостью до 120000 м³.  Рисунок 1.1 - Металлоконструкция резервуара вертикального РВС–20000 со стационарной крышей Подземными называют резервуары, заглубленные в грунт или обсыпанные грунтом, когда наивысший уровень хранимой в нем жидкости находится не менее чем на 0,2 м ниже минимальной планировочной отметки прилегающей площадки, а также резервуары, имеющие обсыпку не менее чем на 0,2 м выше допустимого уровня нефтепродукта в резервуаре и шириной не менее 3 м. Наземными называют резервуары, у которых днище находится на одном уровне или выше минимальной планировочной отметки прилегающей площадки в пределах 3 м от стенки резервуара. В районах Крайнего Севера с вечной мерзлотой практикуется установка резервуаров на свайных основаниях. Все резервуары оборудуются дыхательной арматурой для выравнивания давления внутри резервуара с окружающей средой при закачке или откачке нефти или нефтепродукта, приемно-отпускными устройствами, а при необходимости, особенно при хранении нефти и темных нефтепродуктов, системами размыва донных отложений. Резервуары необходимо оборудовать дыхательной арматурой из-за проходящих в них процессов «большого и малого дыхания», а также «обратного выдоха». «Большое дыхание» резервуара — процесс перемещения воздуха и паровоздушных смесей в резервуарах для хранения легко испаряющихся жидкостей (нефтепродуктов и др.) при полном их опорожнении («вдох») и наполнении («выдох»). При «вдохе» в резервуар через дыхательный клапан поступает воздух, который насыщается парами хранящейся в резервуаре жидкости, а при «выдохе» паровоздушная смесь вытесняется в атмосферу. Если в резервуаре поддерживается давление, мало отличающееся от атмосферного, то количество вытесненной паровоздушной смеси приблизительно равно объёму жидкости, поступившей в резервуар. При высоком давлении часть паровоздушной смеси сжимается и остаётся в резервуаре до тех пор, пока давление внутри не достигнет величины, на которую рассчитан дыхательный клапан [16]. «Малое дыхание» резервуара — процесс перемещения воздуха и паровоздушной смеси в резервуарах для хранения легко испаряющихся жидкостей (нефти, нефтепродуктов и др.) в результате изменения температуры воздуха и атмосферного давления. В первом случае (температурное «малое дыхание») вследствие повышения температуры в дневное время суток в резервуаре наблюдается испарение лёгких фракций нефти (нефтепродуктов), приводящее к повышению давления в его газовом пространстве. Когда давление в резервуаре становится равным давлению, при котором срабатывает дыхательный клапан, паровоздушная смесь вытесняется в атмосферу — «выдох». Снижение температуры в ночное время суток приводит к конденсации нефтяных паров, в газовом пространстве резервуара образуется вакуум. При превышении допустимой его величины в резервуар через дыхательный клапан поступает атмосферный воздух — «вдох». Клапан срабатывает также при снижении и повышении атмосферного давления (барометрическое «малое дыхание») [17]. «Обратный выдох» - выход насыщающейся газовой смеси из резервуара, который может произойти спустя некоторое время по окончании «вдоха», поскольку количество газа в резервуаре увеличивается из-за насыщения вошедшего в резервуар воздуха парами нефтепродукта. Резервуары, предназначенные для хранения вязких нефтепродуктов, часто оборудуются системами обогрева и покрываются теплоизоляционным негорючим материалом. В качестве теплоизоляционных материалов могут применяться кирпич, асбоцемент, шлаковата, пеностекло. Подогрев хранимой жидкости в резервуарах с помощью внутренних обогревателей производится насыщенным паром или горячей водой. На крышах резервуаров кроме дыхательной арматуры размещаются также световые и технологические люки для проведения замеров и технического обслуживания, а на плавающих крышах, кроме того, устройства для удаления атмосферных осадков через гибкий шланг или шарнирную трубу и подвижную лестницу. Также резервуары вертикальные РВС могут изготавливаться с плавающей крышей или понтоном. Плавающая крыша, находящаяся внутри резервуара РВС на поверхности жидкости, предназначена для сокращения потерь ее от испарения и исключения возможности возникновения взрыва и пожара. Понтон также предназначен для снижения потерь нефти и нефтепродуктов и предотвращает загрязнение атмосферы углеводородами в вертикальных стальных и железобетонных резервуарах путем перекрытия поверхности продукта и изоляции его от окружающей среды.  Рисунок 1.2 – Оборудования для резервуаров нефтепродуктов Резервуарные парки для хранения нефти и нефтепродуктов представляют собой сложные инженерно-технические сооружения и состоят из резервуаров, как правило, объединенных в группы, систем трубопроводов и других сооружений. По назначению резервуарные парки могут быть подразделены на следующие виды: товарно-сырьевые базы для хранения нефти и нефтепродуктов; резервуарные парки перекачивающих станций нефте- и нефтепродуктопроводов; резервуарные парки хранения нефтепродуктов различных объектов. Резервуарные парки первого вида характеризуются, как правило, значительными объемами хранимых жидкостей, а также тем, что в одной резервуарной группе хранятся нефтепродукты, близкие или одинаковые по составу и своим пожароопасным свойствам. В резервуарных парках второго вида все резервуары чаще всего имеют нефть или нефтепродукт одного вида. Для перевозки нефтепродуктов наливом используют вагоны-цистерны или специализированные контейнеры-цистерны. Цистерны-термосы предназначены для горячих перевозок высоковязких нефтепродуктов.  Рисунок 1.3 – Общий вид железнодорожной цистерны Различают цистерны: По типу: общего назначения — для перевозки нефтепродуктов; специальные — для определённых видов грузов; По конструкции: цистерны имеющие раму; цистерны безрамной конструкции; По числу осей: четырёхосные; восьмиосные; По ёмкости: 60 тонн; 120 тонн; 125 тонн.  Рисунок 1.4 - Железнодорожная цистерна для перевозки нефтепродуктов (МОДЕЛЬ 15-150) Автоцистерны предназначены для транспортирования и кратковременного хранения светлых нефтепродуктов, плотностью не более 860 кг/м3.  Рисунок 1.5 – Общий вид автоцистерны  Рисунок 1.6 – Автотопливозаправщик АТЗ-4,9/Автоцистерна АЦ-4,9: 1 – цистерна V=4,9 м3; 2 – отсек с оборудованием и схемой управления; 3 – горловина для расширения топлива (2%); 4 – заливная горловина диаметром 300 мм; 5 – дыхательный клапан; 6 – мерная линейка; 7 – мерное стекло; 8 – площадка для обслуживания; 9 – лестница; 10 – ящик для песка; 11 – кронштейн для огнетушителя; 12 – кронштейн для таблиц с обозначением марки топлива; 13 – насос СЦЛ-00; 14 – всасывающий трубопровод; 15 – напорный трубопровод; 16 – карданный вал; 17 – пеналы для шлангов; 18 – брызговики; 19 – проблесковый маячок; 20 – ящик для инструментов с клином заземления; 21 – розетка шнура заземления; 22 – цепь заземления; 23 – шасси ГАЗ-3307 Та́нкер (англ. tanker) — морское или речное грузовое судно, предназначенное для перевозки наливных грузов. Корпус танкера представляет собой жесткий металлический каркас, к которому прикреплена металлическая обшивка. Корпус делится перегородками на ряд отсеков (танков), которые заполняются наливными грузами. Объём одного танка может составлять от 600 до 10 000 м³ и более для крупнотоннажных танкеров. Наиболее распространены танкеры для перевозки нефти и нефтепродуктов. Их называют нефтеналивными судами. Загружают нефтеналивные судна с помощью нефтеналивных установок. От насосных установок нефть или нефтепродукты поступают по береговым и нефтепирсовым трубопроводам на нефтеналивные стендеры и далее в приёмную систему танкера или по подводным нефтепроводам к рейдовому причалу (плавающему или стационарному). Разгрузку нефтеналивных суден проводят судовыми насосными установками по проложенным в танках и по палубе трубопроводам, по нефтеналивным стендерам и береговым трубопроводам в резервуарные ёмкости морских или речных перевалочных нефтебаз.  Рисунок 1.7 - Танкер «Георгий Ушаков» Автомобильная заправочная станция (АЗС) – комплекс оборудования на придорожной территории, предназначенный для заправки топливом транспортных средств. Наиболее распространены АЗС, заправляющие автотранспорт традиционными сортами углеводородного топлива – бензином и дизельным топливом (ДТ) (бензозаправочные станции). Менее распространенными являются автомобильная газонаполнительная компрессорная станция (АГНКС) – заправка сжатым природным газом, и автомобильная газозаправочная станция (АГЗС) – заправка сжиженным нефтяным газом. Есть также несколько типов водородной заправочной станции. По способу размещения резервуаров различают АЗС: с подземным расположением; с наземным расположением; с расположением на транспортном средстве. Многотопливная АЗС – АЗС, на территории которой предусмотрена заправка транспортных средств двумя или тремя видами топлива (бензин и ДТ, сжиженный углеводородный и сжатый природный газ). Топливозаправочный пункт – АЗС, размещаемая на территории предприятия и предназначенная для заправки только транспортных средств этого предприятия. Традиционная АЗС – АЗС с подземным расположением резервуаров для хранения топлива, технологическая схема которой характеризуется разнесением резервуаров и топливораздаточных колонок (ТРК). Блочная АЗС – АЗС с подземным расположением резервуаров для хранения топлива, технологическая система которой характеризуется размещением ТРК над блоком хранения топлива, выполненным как единое заводское изделие. Модульная АЗС – АЗС с надземным расположением резервуаров для хранения топлива, технологическая система которой характеризуется разнесением ТРК и контейнера хранения топлива, выполненного как единое заводское изделие. Контейнерная АЗС – АЗС с надземным расположением резервуаров для хранения топлива, технологическая система которой характеризуется размещением ТРК в контейнере хранения топлива, выполненном как единое заводское изделие. Передвижная АЗС – предназначенная для розничной продажи топлива мобильная технологическая система, которая установлена на автомобильном шасси, прицепе или полуприцепе и выполнена как единое заводское изделие  Рисунок 1.8 - Оборудование для автозаправочных станций Основными элементами стационарной АЗС являются: РЕЗЕРВУАРНЫЙ ПАРК - группа резервуаров, предназначенных для хранения нефтепродуктов и размещенных на территории, ограниченной по периметру дорогами или противопожарными проездами и заглубленных в грунт ниже планировочной отметки местности не менее чем на 0,2 метра. СЛИВНАЯ ПЛОЩАДКА - технологическая площадка, предназначенная для установки на ней автомобильных цистерн с топливом при сливе его в резервуары АЗС. ПЛОЩАДКА АЗС - территория АЗС с асфальтовым или бетонным покрытием, ограниченная по периметру бордюрным камнем, имеющая въезд и выезд, сообщающаяся с очистными сооружениями и предназначенная для проезда автотранспортных средств к ТРК, сервисным зданиям, а также для проезда автомашин технических служб АЗС.  Рисунок 1.9 - Схема расположения оборудования на АЗС: 1 – топливораздаточная колонка (ТРК); 2 – фланец; 3 - трубопровод подачи топлива; 4 – задвижка для нефтепродуктов; 5 - огневой предохранитель; 6 – клапан приемный; 7 – замерный трубопровод; 8 – люк замерный; 9 – клапан дыхательный совмещенный; 10 – уровнемер; 11 – трубопровод налива; 12 – огневой предохранитель; 13 – электромагнитный клапан отсечки; 14 – фильтр грубой очистки; 15 – муфта сливная; 16 – сливной колодец; 17 – технологическая шахта; 18 – вентиляционная решетка; 19 – железобетонный колодец; 20 – ложемент; 21 – резервуар одностенный |