Безопасность и экологичность работы 1 Безопасность
 Скачать 59.51 Kb.
|
|
Безопасность и экологичность работы 3.1 Безопасность Нефть, углеводородные газы и продукты их переработки обладают опасными и вредными свойствами. При нарушении технологического режима, не соблюдении правил безопасности на производстве по подготовке и переработке нефти происходят аварии и несчастные случаи [13-15]. Специалисты, занятые на НПЗ, зачастую подвергают свое здоровье профессиональному риску. Основными источниками опасности для их здоровья являются вещества, выделяющиеся при переработке нефтепродуктов. Для предотвращения этого необходимо строго соблюдать производственную дисциплину и правила техники безопасности [13]. Для обеспечения безопасности труда целесообразно использовать принцип герметизации и экранирования оборудования НПЗ, а также следует регулярно проводить инструктаж по технике безопасности, стимулировать соблюдение персоналом правил техники безопасности и использовать (при необходимости) индивидуальные средства защиты. 3.1.3 Оценка качества воздушной среды в рабочей зоне. Воздух рабочей зоны - важная составляющая безопасной работы на закрытых участках НПЗ. Требованиями по нормализации санитарно-гигиенических условий в производственных помещениях должны предусматриваться общеобменная приточно-вытяжная вентиляция и местные встроенные отсосы от мест фиксированного выделения вредностей, способные не допустить их концентрации в воздухе рабочей зоны выше ПДК. Основными газообразными выбросами установок НПЗ являются углеводороды, сероводород, оксиды углерода, серы и азота [13]. Выделение значительного количества паров и газов оказывают вредное воздействие на организм человека. Для того чтобы не допустить ухудшение состояние здоровья рабочего, воздух в помещении должен соответствовать нормативным требованиям. Объем производственных помещений на одного работающего должен быть не менее 15 м3 при площади не менее 4,5 м2. Нормативами ГН 2.2.5.686-98 и ГОСТ 12.1.005-98 установлено, что при наличии в воздушной среде смеси вредных веществ, обладающих аддитивным (однонаправленным) действием, должно соблюдаться следующее условие [16]: С1/ПДК1+С2/ПДК2+…+Сn/ПДКn≤1, (3.1) где С1, С2,…, Сn — концентрации соответствующих вредных веществ в воздухе, мг/м3; ПДК1, ПДК2,…, ПДКn— предельно допустимые концентрации соответствующих вредных веществ, мг/м3. Исходные данные для расчета взяты из [16 , приложение А]. В воздух рабочей зоны поступают вредные вещества: сероводород (С1) ; оксиды азота (С2); серная кислота (С3), таким образом: С1 = 0,1 мг/м3; ПДК1=0,2; С2 = 3,8 мг/м3; ПДК2=5; С3 = 1,2 мг/м3; ПДК3=2. Определяем сумму отношений фактических концентраций вредных веществ к их ПДК согласно формуле (3.1) [16]: 0,1/0,2 +3,8/5 + 1,2/2 = 1,86˃1 Несмотря на то, что величина каждого загрязняющего вещества не превышает ПДК, суммарное их значение превышает норму в 1,86 раза. Поэтому необходимо улучшить состояние вентиляции в цехе. 3.1.2 Расчет системы зануления. Электрооборудование электрообессоливающей установки должно быть во взрывозащищенном исполнении, соответствовать требованиям действующих Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и обслуживаться в соответствии с требованиями действующих Правил эксплуатации электроустановок потребителей [17]. Электродегидратор должен иметь блокировку на отключение напряжения при понижении уровня нефтепродукта в аппарате ниже регламентированного. Дренирование воды из электродегидратора и отстойника должно осуществляться в автоматическом режиме закрытым способом. Для защиты работающих от поражения электрическим током на аппаратах используют зануление. Конструктивно зануление выполняется путём присоединения корпуса к нулевому проводу, который присоединяется к нейтрали вторичной обмотки питающего трансформатора на подстанции [18]. Для расчета системы зануления использовали исходные данные, взятые из [16, 18]: коэффициент надежности k=3; мощность трансформатора для определения Zт/3, кВ·А, Zт=30 кВ·А, Zт/3=0,649 Ом (приложение Д) [16]; Pэ, мощность электродвигателя - 25103 Вт;  ,длина провода в пределах участка - 45 м;Uф, фазное напряжение - 220 В; D, диаметр провода в подводящем кабеле - 610-3 м; пров. – удельное сопротивление алюминиевого проводника 2,5310-8 Омм; ст. – удельное сопротивление стали - 110-7 Омм; нулевой проводник – полоса Sпр=а∙b, а=5·10-3м; b=12·10-3м. 1. Определяем номинальный и пусковой ток электродвигателя и ток короткого замыкания: Iн =  (3.7)Iн =  Iпуск.=3Iн (3.8) Iпуск.= 337,9=113,6 А, Iк.з.=1,5Iпуск. (3.9) Iк.з.= 1,5·113,6=170,5 А. 2. Рассчитываем активное сопротивление фазных алюминиевых проводов: Rф=пров. /S (3.10)где S=D2/4 = (3,14610-3)/428,2610-6 м2 — площадь сечения кабеля, м2. Rф=  Ом.3. Вычисляем активное сопротивление нулевого проводника: Rн=  (3.11)Rн=  Ом 4. В качестве нулевого проводника взята полоса:  (3.6) 5. Определяем сопротивление взаимоиндукции между проводами: Xп=  ln (2/D) (3.12) Xп =  Ом, где 0=410-7 - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, Гн/м; - расстояние между проводами (5 мм), м; =2f=23,1450=314 рад/с - циклическая частота. 6. Вычисляем полное сопротивление петли «фаза-нуль»: Zп=  (3.13)Zп=  Ом.7. Определяем ток короткого замыкания: Iк.з=  (3.14)Iк.з=  А.8. Определяем соответствие условию: Iк.з. kIн; 318,83∙37,9. Принимаемая система зануления удовлетворяет условию 306113,7. Если условие не выполняется, то оборудование нельзя будет использовать, в виду частого ложного срабатывания автомата. 3.1.3 Определение предельно допустимого содержания загрязняющих веществ в водоеме. Нефть – дисперсная система, в которой дисперсной средой являются углеводороды, а фазой – вода, а также в этой системе содержатся соли, минеральные компоненты - токсичные металлы и неметаллы. В процессе переработки нефти образуются сточные воды, содержащие опасные органические (остатки нефти) и неорганические примеси, в частности тяжелые металлы. К содержанию токсичных загрязняющих веществ в сточных водах предъявляются жесткие требования, согласно которым установлены нормы ПДК, превышение которых не допускается. С этой целью определим предельно допустимое содержание (ПДС) загрязняющих веществ в водоеме согласно данным из приложения Е [16]: q – объем сточных вод, q = 300 м3/ч; показатели состава сточных вод: Св.в – содержание взвешенных веществ, Св.в=40 мг/л; Св - концентрация в сточных водах предприятия, Св=33 мг/л; СБПК – биохимическое потребление кислорода, СБПК =24 мг/л; ПДКБПК = 3 мг/л, СZn – содержание цинка. СZn = 2,9 мг/л; ПДКZn = 1,0 мг/л; СCr – содержание хрома СCr = 0,8 мг/л; ПДКСг = 0,1 мг/л; СFe – содержание ионов железа СFe = 1,5 мг/л; ПДКFe = 0,5 мг/л. Общие требования к составу сточной воды должны удовлетворяться по первым двум показателям, а по ПДК – по остальным трем. Определим ПДС для взвешенных веществ. В соответствии с санитарными нормами в сточной воде концентрация взвешенных веществ не должна превышать: Сст = Св.в + 0,25 (3.7) Сст =40+0,25= 40,25 мг/л. Сравнение полученной концентрации взвешенных веществ (40,25 мг/л) с концентрацией в сточных водах предприятия (25,25 мг/л) свидетельствует о необходимости улучшения очистки. 1. Определим ПДС для взвешенных веществ. В соответствии с санитарными нормами в сточной воде концентрация взвешенных веществ не должна превышать: ПДС = q·Cст , (3.8) ПДС = 300·40,25 = 12075 г/ч. 2. Определим предельно допустимый сброс сточных вод по показателю БПКп. Учитывая категорию водопользования, биохимическое потребление кислорода в сточной воде не должно превышать 3 мг/л, что указывает на необходимость улучшения очистки сточных вод, поскольку в сточной воде предприятия БПКп равно 32 мг/л. Для этого показателя: ПДС = 300∙3 = 900 г/ч. 3. Определим ПДС для цинка, хрома и ионов железа. Для соблюдения ПДК, учитывая, что цинк, хром и железо нормируются по санитарно-токсикологическому показателю вредности, определим сумму:  . (3.9)2,9/1,0+0,8/0,1+1,5/0,5=13,9 Сумма должна быть не более 1, а фактически превышает ее в 13,9 раз, следует установить дополнительную очистку. Поэтому установим дополнительную очистку для каждого вещества и найдем предельное значение в сточной воде концентрации цинка СZn = 0,3 мг/л, хрома СCr =0,02 мг/л и ионов железа СFe = 0,25 мг/л. Проверим сумму отношений концентраций загрязняющих веществ:  ,т. е. предельные значения концентраций цинка, хрома и ионов железа найдены правильно. 4. На основании установленных расчетом значений предельно допустимых концентраций цинка, хрома и ионов железа определим ПДС для каждого загрязняющего вещества: для цинка: ПДС = 300·0,3 = 90 г/ч; для хрома: ПДС = 300·0,02 =6 г/ч; для ионов железа: ПДС = 300·0,25 = 75 г/ч. Таким образом, ПДС для взвешенных веществ не должна превышать 12075 г/ч; по показателю БПКп ПДС = 900 г/ч; для цинка – 90 г/ч; для хрома – 6 г/ч и для ионов железа – 75 г/ч. 3.2 Экологичность работы Переработка нефти оказывает негативное влияние на среду обитания человека: атмосферу, гидросферу, литосферу. Выполнение требований по защите от вредных выбросов, очистке промышленных стоков, утилизации, нейтрализации и вторичному использованию нефтяного сырья, защите от энергетических выбросов (шум, вибрация, излучения и др.) позволяет избежать всевозможных негативных экологических последствий [14]. Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу предприятиями нефтепереработки, являются легкие углеводороды, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. Вклад прочих вредных веществ в валовой выброс невелик, однако эти вещества также токсичны. Со сточными водами предприятий нефтепереработки в поверхностные воды поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, соединений азота, ароматических соединений. Существуют различные мероприятия, которые позволят уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу, предохранительные мероприятия по загрязнению сточных вод и др. Отработанная вода на ПНЗ подвергается очистке, так как содержит нефть в диспергированном виде. Количество этой нефти в среднем более 1000 мг/л, что превышает допустимую норму. На границе раздела фаз в аппаратах подготовки нефти и воды накапливаются очень стойкие «множественные» эмульсии («промежуточные» слои), которые служат причиной срыва технологического процесса. Присутствие тонкодисперсных частиц механических примесей (глины, песка, продуктов коррозии, кальцита, гипса и т.п.) придает высокую устойчивость эмульсиям, в результате чего они плохо расслаиваются. Для отделения примесей нефти от воды используют резервуары-отстойники с жидкостным гидрофобным фильтром. В резервуар подают загрязненную нефтью воду, где она фильтруется через нефтяную «подушку» и как результат нефтяные капли переходят в этот фильтр. Так же используют комбинированные способы обработки, которые основаны на применении повышенных температур и деэмульгатора, далее отстаивание и возврат некондиционной нефти на повторную обработку. Средний, так называемый «промежуточный» слой отстоя сжигают или разделяют методом центрифугирования [14]. Вода загрязнена большим количеством неорганических солей, «черный соляр», часть бензиновой фракции, газойль (атмосферный и вакуумный), которые образуются в производственных циклах, но не имеют потребителей – это жидкие отходы НПЗ. Солесодержащие сточные воды, отработанная щелочь содержат эмульгированную нефть, содержание которой достигает 30 г/л (в отдельных пробах) – такие отходы утилизируются закачкой в нефтесборную сеть предприятия. Твердые отходы образуются при зачистке оборудования НПЗ перед проведением ремонтных работ, утилизируются на полигоне нефтешламов. Таким образом, с точки зрения экологии, очень важно на установках НПЗ дополнительно размещать оборудование для очистки отработанных водных растворов, нефтешламов, а также внедрять установки для проведения вторичной переработки утилизированных нефтепродуктов [1, 14]. 3.3 Пожароопасность Пожаро- и взрывоопасные сырьё и нефтепродукты, присутствующие на НПЗ в больших количествах, создают реальную опасность возникновения крупных техногенных аварий и катастроф [13, 19]. Так, например, на типовом НПЗ мощностью до 10-15 млн. тонн в год может находиться от 300 до 500 тыс. тонн углеводородного топлива, что практически эквивалентно 3-5 мегатонн тротила. Установки по переработки нефти состоят из одноэтажных аппаратов высотой до 100 м и объемом до 2000 м3. Технологические процессы в них проходят при высоких температурах и разных давлениях. На каждую такую установку разрабатывается план тушения пожара. Все установки оборудуются системами тепловой защиты и тушения пожаров [13]. Аппараты колонного типа защищаются от огня лафетными стволами - настоящими водяными пушками и стационарными установками орошения. Задача стационарных установок водяного орошения и водяных пушек - охладить металлоконструкции и не допустить их деформации и обрушения. На территории НПЗ имеются подземные пожарные гидратны, от которых в случае необходимости можно начать тушение, присоединив пожарный рукав. Компрессорные цеха НПЗ оснащены стационарными системами тушения порошкового типа, так как использование воды невозможно из-за присутствия горючих жидкостей и электрооборудования под напряжением. При нагреве порошка выделяются негорючие газы, не поддерживающие огонь и препятствующие доступу кислорода к огню. Для локализации и ликвидации мелких возгораний все здания и технологические установки обеспечены первичными средствами пожаротушения: песком, огнетушителями, накидками, полотнами и т.д. Помимо различных систем пожаротушения (систем орошения, паротушения, пенного и газового тушения) на всех НПЗ существует собственный парк пожарной техники для оперативного реагирования с диспетчерской службой пожарной охраны. Сотрудники НПЗ, работающие в помещениях и на открытых площадках, а также на прилегающей к ним территории, на случай пожара или другой аварийной ситуации, обеспечены средствами защиты органов дыхания (СИЗОД) и специальными костюмами, обеспечивающими защиту от отравляющих веществ или газов. В случае критического развития ситуации предусмотрены меры к спасанию людей и обслуживающего персонала НПЗ [19]. Литература 13. Макаров, Г.В. Охрана труда в химической промышленности / Г.В. Макаров. – Орел: Химия, 1989. – 496 с. 14. Абросимов, А.А. Экология переработки углеводородных систем/ А.А. Абросимов. - М.: Химия, 2002. - 608 с. 15. Фролов, А.В. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда: Учеб. пособие для вузов/ А.В. Фролов, Т.Н. Бакаева. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 736 с. 16. Методические указания к разделу ВКР «Экологичность и безопасность работы». – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2021. - 28 с. 17. Правила устройства электроустановок. – 7-е изд. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. 18. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. 19. Правила пожарной безопасности. – 3-е изд. – М.: ИНФРА, 2001. - 240 с. |