МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭКОЛОГИЯ»

РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ СЖИГАНИИ ПОПУТНЫХ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ

1. Цель работы

Определение объемов вредных выбросов и размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха в результате сжигания попутных нефтяных газов.

2. Задачи работы:

1. Расчет мощности выбросов вредных веществ в атмосферу

2. Расчет максимальных и валовых выбросов вредных веществ

3. Расчет параметров факельной установки как потенциального источника загрязнения атмосферы

3. Основные понятия и определения.

3.1. Факельная установка - устройство для сжигания в атмосфере, непригодного для использования, в народном хозяйстве, попутного нефтяного газа (ПНГ); является одиночным источником загрязнения атмосферы.

3.1.1. Высотная факельная установка – установка, в которой подача ПНГ под давлением в зону горения производится по вертикальному факельному стволу (трубе), высотой 4м и более.

3.1.2. Горизонтальная факельная установка - открытый амбар с подачей попутного нефтяного газа под давлением в зону горения по горизонтальному факельному стволу (трубе); конструкция амбара обеспечивает выход горящего факела в атмосферу под углом 45°.

3.2. Продукты сгорания попутного нефтяного газа, покидающие факельную установку, а также несгоревшие компоненты, являются потенциальным источником загрязнения окружающей атмосферы вредными веществами.

Качественная и количественная характеристики выбросов вредных веществ определяются типом и параметрами факельной установки и составом сжигаемого ПНГ.

3.3. Конструкции высотных и горизонтальных факельных установок обеспечивают бессажевое горение попутного нефтяного газа при выполнении установленного "Правилами устройства и безопасной эксплуатации факельных систем", утв. Госгортехнадзором РФ от 21.04.92 следующего условия: скорость истечения сжигаемого газа должна превышать 0.2 от скорости распространения звука в газе.

3.4. Для оценки максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ в атмосфере, источником которых являются факельные установки, настоящая методика предусматривает выполнение расчетов следующих параметров:

- мощности выброса вредных веществ;

- расхода выбрасываемой в атмосферу газовой смеси;

- высоты источника выброса над уровнем земли;

- средней скорости поступления в атмосферу газовой смеси;

- температуры выбрасываемой в атмосферу газовой смеси.

4. Исходные данные

4.1. Проектные характеристики факельной установки

d₀ - диаметр выходного сопла, м;

h_В - высота факельной трубы (для высотных факельных установок), м;

h_Г - расстояние от выходного сопла до уровня земли (для горизонтальных факельных установок), м;

(h_Г > 0 для труб, проложенных выше уровня земли и h_Г < 0 в противном случае);

l_а - расстояние от выгодного сопла до противоположной стены амбара (для горизонтальных факельных установок), м.

4.2. Измеряемые характеристики

4.2.1. Объемный расход W_v (м³/с) сжигаемого на факельной установке ПНГ;

4.2.2. Плотность _Г, кг/м³;

4.2.3. Состав сжигаемого ПНГ V_i (% об):

- метан СН₄;

- этан С₂Н₆;

- пропан С₃Н₈;

- бутан С₄Н₁₀;

- пентан С₅Н₁₂;

- гексан С₆Н₁₄;

- гептан С₇Н₁₆;

- азот N₂;

- диоксид углерода СО₂;

- сероводород Н₂S (и/или меркаптаны).

Исходные данные приведены в таблице 4.1.

Расчет производится для высотной факельной установки, газ сжигается постоянно, скорость истечения ПНГ U, м/с – рассчитываем по (5.1.2) и Приложению Г. Плотность газа и низшая теплота сгорания даны, соответственно их не надо рассчитывать, а берем из таблицы с исходными данными.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

для расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках

Таблица 4.1

№ варианта	Месторождение	Высота ствола,  м	Диаметр  выходного сопла, мм	Температура воздуха, ºС	Влажность воздуха δ, (%)	Атмосферное давление, мм рт.ст.	Компонентный состав ПНГ, Vi, ( % об.)										Плотность Г, кг/м3	Относительный удельный вес по воздуху	Qнизш, ккал/м3
							Метан (CH4)	Этан (C2H6)	Пропан (C3H8)	Изо-бутан	н-бутан	Изо-пентан	н-пентан	Гексан	Сероводород (H2S)	Азот (N2)
1 2	Туймазинское РТ (девонская нефть)	7 10	100 150	20 -5	60 70	760 750	50,73	16,78	9,22	1,08	2,41	0,51	0,42	036	0,00	18,29	1,0725	0,8900	9761
3 4	Туймазинское РТ (угленосная нефть)	14 17	200 250	20 -5	60 70	760 750	47,95	9,23	5,19	0,68	1,23	0,28	0,16	0,20	0,13	34,35	1,0228	0,8537	6965
5 6	Туймазинское РБ (девонская нефть)	21 24	300 350	20 -5	60 70	760 750	52,48	15,59	10,16	1,20	2,60	0,53	0,54	0,52	0,00	16,18	1,0798	0,8960	10122
7 8	Туймазинское РБ (угленосная нефть)	27 34	400 500	20 -5	60 70	760 750	48,35	9,33	5,18	0,68	1,24	0,27	0,17	0,22	0,11	33,85	1,0229	0,8537	6965
9 10	Мустафинское	40 49	600 750	20 -5	60 70	760 750	47,17	3,07	2,45	0,58	0,74	0,28	0,11	0,19	1,20	43,21	1,0004	0,8302	5277
11 12	Калаевское	61 14	900 250	20 -5	60 70	760 750	14,77	0,94	0,59	0,18	0,22	0,08	0,02	0,04	1,50	80,66	1,1347	0,9416	1594
13 14	Ардатовское	40 17	600 300	20 -5	60 70	760 750	36,79	4,59	4,00	0,67	1,04	0,32	0,07	0,21	6,10	44,02	1,0901	0,9046	5100
15 16	Юбилейное	7 27	50 400	20 -5	60 70	760 750	30,34	3,04	2,34	0,36	0,59	0,18	0,05	0,19	0,78	61,13	1,0782	0,8947	3751