Реферат: Методические рекомендации для дипломного проектирования Самара

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а безопасности жизнедеятельности

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ОТ ГАЗОВЫХ КОМПРЕССОРОВ

Методические рекомендации
для дипломного проектирования


Самара

Самарский государственный технический университет

2010

Печатается по решению Редакционно-издательского совета СамГТУ


УДК


^ Оценка степени загрязнения воздуха от газовых компрессоров: метод. рекомендации / Сост. А.П. Овчинников. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010. – 11 с.: ил.


Данные рекомендации позволяют произвести оценку загрязнения воздуха в процессе эксплуатации газовых компрессоров на нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах и могут быть использованы в дипломном проектировании и практических занятиях.

Предназначены для студентов специальности 280102 «Безопасность технологических процессов и производств».


Рецензент


УДК


© А.П. Овчинников, составление, 2010

© Самарский государственный

т


ехнический университет, 2010
введение
В процессе эксплуатации газовых компрессоров может происходить загрязнение окружающего воздуха за счет негерметичности соединений в конструкции компрессора и газопроводов на всасывающих и нагнетательных линиях, а также при выполнении ряда технологических операций.

И, если, герметизацию соединений в большей или меньшей степени можно обеспечить разными способами, конструкциями или материалами, то при выполнении некоторых операций, как например, технологическая остановка и разгрузка компрессора вызывает значительную загазованность воздуха, которая может превышать предельно-допустимое значение концентрации соответствующего газа.

Данные рекомендации позволяют выполнить оценку вероятного значения фактического и допустимых выбросов перекачиваемого газа при остановке и разгрузки компрессора.
^ расчетная часть
Расчет предельно-допустимых и фактических выбросов для любых газовых компрессоров производится по методике, приведенной ниже. Предельно-допустимое значение выброса газа из одиночного компрессора определяется по формуле (1).

, (1)

где ПДК – предельно-допустимая концентрация вредного вещества в приземном слое атмосферы населенных пунктов и рабочей зоны (см. табл. 1), мг/м3. Высота приземного слоя до 2 м от уровня земли.

^ Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;

V1 – объем газовоздушной смеси на выходе из трубы факела и других источников, м3/с;

ΔТ – разность температур газовоздушной смеси Тг, 0С;

^ А – коэффициент стратификации (м2/3 ·град1/3 · мг)/г;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий оседание вредных веществ в атмосферном воздухе;

m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

η - безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности.

Коэффициент стратификации А определяется в зависимости от географического расположения источника загрязнения и принимается равным:

- 250 – для Средней Азии;

- 200 – для Европейской части страны южнее 500 с.ш.;

- 180 – для Европейской части страны и Урала от 50 до 520 с.ш.;

- 160 – для Европейской части страны и Урала севернее 520 с.ш.;

- 140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Ивановской областей.

Безразмерный коэффициент ^ F принимают:

- для газообразных вредных веществ F = 1;

- для мелкодисперсных аэрозолей F = 2 (при коэффициенте очистки не менее 90 %); F = 2,5 (при коэффициенте очистки от 75 % до 90 %); F =3 (при коэффициенте очистки менее 75 % и при отсутствии очистки).

Значения коэффициента m определяются по формуле

, (2)

где f – вспомогательный параметр, рассчитываемый по формуле

, (3)

где ^ D – диаметр устья свечи, м;

Н – высота свечи, м;

ΔТ = tг – tв – разность температур газа и воздуха;

ω0 – скорость выхода газа из устья свечи выброса

, (4)

где V1 – объем газа, стравливаемый при разгрузке компрессора за единицу времени, т.е. за 1 с.

, (5)

где ^ Vс – объем газа, стравливаемый при остановке компрессора, нм3;

t – продолжительность продувки в секундах.

, (6)

где ^ Vк – геометрический объем компрессорной части агрегата с коллекторами на приеме и выпуске, м3;

Pг – давление газа перед стравливанием, МПа;

tв – температура окружающего воздуха, 0К;

P0 – атмосферное давление, МПа;

z – коэффициент сжимаемости;

tг – температура газа перед стравливанием, 0К.

Коэффициент сжимаемости определяется по номограмме (рис. 1) при известных значениях давления газа Pг, температуры tг перед стравливанием и плотности газа по отношению к воздуху Δ.



Р и с. 1. Определение коэффициента сжимаемости газа z по давлению P, температуре t и относительной плотности Δ

, (7)

где ρг – плотность газа при температуре газа;

ρв – плотность газа при температуре окружающего воздуха (средняя температура июля месяца).

Значение коэффициента n определяют в зависимости от вспомогательного параметра Vм. При значении Vм ≤0,3 n = 3; при 0,3 < Vм ≤ 2

. (9)

при Vм > 2 n = 1.

Значение Vм определяется по формуле

, (10)

Безразмерный коэффициент η, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не превышающим 50 м на 1км принимается равным единице (η = 1).

^ Таблица 1

Нормы содержания вредных веществ в атмосферном воздухе
населенных пунктов и рабочей зоны (мг/м3)

Вредное вещество

Населённые пункты

Рабочая зона

максимальное

разовое

значение

среднесуточное

значение

Бутан

200

-

-

Оксид углерода

3

1

20

Оксиды азота

0,6

0,06

30

Диоксиды азота

0,085

0,04

5

Газовая сажа

0,15

0,05

3,5

Сероводород

0,008

0,008

10

Метилмеркаптан

9*10-6

-

0,8

Диоксид серы

0,5

0,05

10

Пыль нетоксичная

0,5

0,15

3

Серная кислота

0,3

0,1

1

Метанол

1

0,5

5

Окончание табл. 1

Углеводороды

алифатические

предельные C1-С10 (в пересчёте на С)


-


-


300


Фактический выброс газа при условии остановки и разгрузки компрессора один раз в месяц

Мг = 1000V1 · ρг (11)

Приемлимым считается, если Мг ≤ ПДВг.
^ 2. пример расчета предельно допустимых и фактических выбросов газа в атмосферу
Определить предельно допустимый и фактический выбросы природного газа при остановке и разгрузке компрессора 10 ГКН.

Исходные данные:

Геометрический объём компрессорной части агрегата с коллекторами на приёме и выпуске Vк, м3

100

Высота выброса газа Н, м

30

Диаметр свечи выброса D, м

0,25

Давление газа перед стравливанием Рг, МПа

4,5

Температура газа перед стравливанием Тг, °С

35

Атмосферное давление р0, МПа

0,1033

Плотность, кг/м3:

стравливания газа ρг

воздуха ρв


0,7

1,206

Температура окружающего воздуха Тв, 0С

20

Продолжительность продувки t, мин

15


Компрессорная расположена в центральной части европейской территории РФ. Компрессор останавливали один раз в месяц.

Для определения предельно-допустимого выброса природного газа находим значения показателей, необходимых для расчета. По номограмме (рис. 1) определяем коэффициент сжимаемости при известных значениях давления газа Рг, температуры Тг перед стравливанием и плотности газа по отношению к воздуху Δ.

Значение Δ находим по формуле (7)



Зная Рг = 4,5 МПа, Δ = 0,58 и Тг = 35 0С по номограмме z = 0,923.

Находим объем газа, стравливаемый при остановке компрессора по формуле (6)

нм3

Объем газа V1 определяем по формуле (5)

нм3/с

Определяем ωо по формуле (4)

м/с

Разность температур ΔТ = Тг - Тв = 35-20 = 15 0С.

Коэффициент стратификации ^ А для центральной Европейской территории РФ равен 180.

Коэффициенты F и η равны по единице.

Определяем f по формуле (3)

м/с2 · град

и находим m по формуле (2)



Коэффициент n определяем, зная чему равняется Vм по формулам (10) и (9)





Предельно-допустимый выброс по углеводородам

г/с = 336457,6 т/год

Фактический выброс углеводородов при условии остановки и разгрузки компрессора по формуле (12)

г/с = 110155,2 т/год

т.е. не превышает ПДВ по газу.
^ Библиографический список
1. ОНД-86 Общесоюзный нормативный документ. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 93 с.

2. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнений атмосферы. – Л.: ГМИ, 1985. – 272 с.

3. Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В. Охрана окружающей среды. Учеб. пособие. – М., 1988. – 191 с.

4. ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.


Варианты заданий по расчету ПДВ и ФВ газообразных продуктов


Тип
компрессора

Геометрический объем компрессора на приеме и
выпуске Vк

Высота выброса газа
Н, м

Диаметр свечи
D. м

Давление газа
перед стравливанием

Температура газа перед стравливанием
Т 0С

Температура окружающего воздуха
Тв0С

Продолжительность продувки
мин.

Период года

Компримируемый газ

Газовый ГК

150

30

0,25

4,5

30

+ 21

15

тепло

метан

Ацетиленовый

80

35

0,3

4,0

35

- 4,5

10

холодно

ацетилен

Газовый ГН

90

40

0,15

3,0

40

+ 15

18

тепло

сероводород

Газовый ГК

80

40

0,20

3,5

25

- 7

20

холодно

оксид
углерода

Газовый ГН

100

30

0,25

5,0

30

+ 18

15

тепло

диоксид азота


Примечания: 1. Плотность в кг/м3 стравливаемого газа и воздуха определяется в зависимости от их температуры.

2. Атмосферное давление на местности принимается равным 0,1033 МПа.



Учебное издание


^ Оценка степени загрязнения воздуха от газовых компрессоров


ОВЧИННИКОВ Александр Павлович


Редактор Т.Г. Трубина

Компьютерная верстка И.О. Миняева

Выпускающий редактор Н.В. Беганова


Подписано в печать

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Усл. п. л. . Уч.-изд. л. .

Тираж 100 экз. Рег. № .


Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

443100. г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус.


Отпечатано в типографии

Самарского государственного технического университета

4


43100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8