Выбросы от ЗРА|Сайт для разработчиков природоохранной документации|Ecologicals

Оценка максимально возможных аварийных выбросов загрязняющих веществ (утечек) от запорно-регулирующей арматуры

Исходные данные для расчета

Содержание меркаптанов (c_СПМ, %):			Зарегистрируйтесь или войдите под своим именем и сможете сохранить отчет с расчетом в формате MS Word [ Регистрация \| Вход ]
Усредненное время эксплуатации ЗРА до обнаружения утечки (τ, ч/год):
Расчетная величина аварийного выброса (утечки) (A, кг/час):
Расчетная доля уплотнений, потерявших свою герметичность (a, в долях единицы):
Общее количество единиц ЗРА (n₁, в долях единицы):
Количество фланцев на одном запорном устройстве (n₂, в долях единицы):

Код	Вещество	г/сек	т/год
0415	Смесь углеводородов предельных С1-С5
1716	Смесь природных меркаптанов

На нефтегазовых объектах применяются следующие виды запорно-регулирующей арматуры (ЗРА):
- запорные задвижки, клапаны, краны, вентили, затворы;
- обратные клапаны и затворы;
- регулирующие клапаны и заслонки (исполнительные устройства регулирования расхода);
- предохранительные клапаны.

Любой вид ЗРА характеризуется герметичностью, прочностью и плотностью. Герметичностью затвора называется способность его не пропускать в закрытом состоянии газ, пар или жидкость по коммуникации, на которой установлена ЗРА. Прочностью материала корпусов и сварных швов ЗРА называется способность их не подвергаться механическим деформациям в условиях эксплуатации и испытаний, а плотностью (или герметичностью по отношению к окружающей среде) - способность материала и уплотнительных соединений ЗРА не пропускать газ, пар или жидкость в этих условиях.

В состав неорганизованных выбросов от ЗРА (только от установленной вне помещений!) могут входить утечки через:
- фланцевые соединения арматуры с трубопроводом или штуцером технологического аппарата;
- разъемные соединения конструкции, например, крышка корпуса задвижки;
- сальниковые уплотнения вала исполнительного механизма задвижки, клапана, крана;
- негерметичность затвора, но только в тех случаях, когда один из выходов канала арматуры напрямую соединяется с атмосферой, не заглушен и не выведен в систему отвода на свечу рассеивания или на факел (дренажная задвижка, пробоотборный вентиль, предохранительный клапан).

Методика расчета параметров максимально возможных аварийных выбросов загрязняющих веществ (утечек) от запорно-регулирующей арматуры

Объемы аварийных выбросов (утечек) газа (г/с, т/год) от запорно-регулирующей арматуры (далее - ЗРА) (фланцевых соединений и уплотнений) в периоды от обнаружения до их ликвидации определяются по среднестатистическим данным величин утечек газа и доли уплотнений, потерявших герметичность:

M = A × c × a × n₁ × n₂, г/сек (1)

где: M - массовый выброс загрязняющего вещества, г/сек;
A - расчетная величина аварийного выброса (утечки), кг/ч. Можно принять равной 5,83 мг/сек = 0,021 кг/час = 0,0058 г/сек (в соответствии с п.7.9. СТО Газпром 2-1.19-059-2006) либо посмотреть в РД-39-142-00, Приложение 1:

Приложение 1 к РД-39-142-00

Наименование оборудования, вид технологического потока Расчетная величина утечки, мг/с Расчетная доля уплотнений, потерявших герметичность, доли единицы (общее число уплотнений данного типа принято за 1)

Запорно-регулирующая арматура

Среда газовая 5,83 0,293

Легкие углеводороды, двухфазные среды 3,61 0,365

Тяжелые углеводороды 1,83 0,07

Водород 2,44 0,3

Предохранительные клапаны

Парогазовые потоки 37,78 0,46

Легкие жидкие углеводороды 24,45 0,25

Тяжелые углеводороды 30,84 0,35

Фланцевые соединения

Парогазовые потоки 0,2 0,03

Легкие углеводороды, двухфаз. потоки 0,11 0,05

Тяжелые углеводороды 0,08 0,02

Уплотнения валов машин* (на одно уплотнение)

Центробежные компрессоры

- газовые потоки 33,34 0,765

- водород 13,89 0,81

Поршневые компрессоры 31,95 0,7

Насосы

- сальниковые уплотнения 38,89 -

- торцовое уплотнение 22,22 -

- двойное торцовое или бессальниковое 5,56 -

- на жидких легких и сжиженных углеводородах 0,638**

- на тяжелых углеводородах 0,226**

* Утечки через уплотнения валов детандеров приравниваются к аналогичным величинам для компрессоров, а через уплотнения мешалок и реакторов - к утечкам из насосов соответствующих типов. ** Для уплотнений всех типов.

c - массовая концентрация копонента выброса в долях единицы;
a - расчетная доля уплотнений, потерявших свою герметичность. Принять в соответствии с Приложением 1 к РД-39-142-00;
n₁ - общее количество единиц ЗРА;
n₂ - количество фланцев на одном запорном устройстве.

Определяем валовый выброс загрязняющих веществ:

G = M × τ (2)

τ - усредненное время эксплуатации ЗРА между контролем, при котором обнаружены и ликвидированы аварийные выбросы (утечки) и предыдущим контролем, когда не было утечек, умноженное на количество утечек в год, ч.

Определение фактической объемной скорости выброса (куб.м./с.) и скорости выброса (м/с) при оценке аварийных выбросов не имеет смысла, так как эти параметры важны при расчете приземных концентраций загрязняющих веществ. Аварийные же выбросы не нормируются и не учитываются при разработке ПДВ. Учет аварийных выбросов осуществляется при составлении формы государственного статистического наблюдения 2-тп (воздух).

Внимание! Считаем необходимо отметить, что разработчики методики расчета выбросов, изложенной в СТО Газпром 2-1.19-059-2006, формулу (1) представили в несколько упрощенном виде. На самом деле в основе расчета оценок выбросов через уплотнения компрессорной установки лежит формула (1) из Методики расчетов выбросов в окружающую среду от неорганизованных источников нефтегазового оборудования. РД-39-142-00. Краснодар, 2000: Y_ну = ^lΣ_j₌₁Y_{ну_j} = ^lΣ_j₌₁ ^mΣ_i₌₁ g_ну_j × n_i × x_ну_i × c_ji где: Y_ну - суммарная утечка j-го вредного компонента через неподвижные соединения в целом по установке (предприятию), мг/с; g_ну_j - величина утечки потока i-го вида через одно уплотнение, мг/с (см. Приложение 1); n_i - число неподвижных уплотнений в потоке i-го вида, шт.; x_ik - доля уплотнений на потоке i-го вида, потерявших герметичность, доли единицы; l - общее количество типов вредных компонентов, содержащихся в неорганизованных выбросах в целом по установке (предприятию), шт.; m - общее число видов потоков, создающих неорганизованные выбросы, в целом по установке (предприятию), шт.; c_ji - массовая концентрация вредного компонента j-го типа в i-м потоке в долях единицы. По данной формуле рассчитываются выбросы (утечки) из неподвижных уплотнений, к которым относятся фланцы, уплотнения люков, лазов, смотровых окон, заглушек, создаваемые путем сжатия уплотнительной прокладки или уплотнительного кольца между двумя кольцами (фланцы), либо кольцом и крышкой (люки, лазы, заглушки). Кроме того, эта же формула лежит в основе расчета утечек через сальниковые уплотнения ЗРА, при этом используются статистические данные величины утечки и доли негерметичной ЗРА из Приложения 1.

Оценка максимально возможных аварийных выбросов загрязняющих веществ (утечек) от запорно-регулирующей арматуры

Код	Вещество	г/сек	т/год
0415	Смесь углеводородов предельных С1-С5
1716	Смесь природных меркаптанов

Расчет выполняется в соответствии с Инструкцией по расчету и нормированию выбросов АГНКС. СТО Газпром 2-1.19-059-2006. М., 2006.

Исходные данные для расчета

Содержание меркаптанов (c_СПМ, %.):	0.0032
Усредненное время эксплуатации ЗРА до обнаружения утечки (τ , ч/год):	24.00
Расчетная величина аварийного выброса (утечки) (A, кг/час):	0.021
Расчетная доля уплотнений, потерявших свою герметичность (a, в долях единицы):	0.293
Общее количество единиц ЗРА (n₁, в долях единицы):	7.0
Количество фланцев на одном запорном устройстве (n₂, в долях единицы):	2.0

Определяем массовый выброс компонентов газа:

M_CH4 = A × c_CH4 × a × n₁ × n₂ , г/сек

M_СПМ = A × c_СПМ × a × n₁ × n₂ , г/сек

где: M_CH4/M_СПМ - массовый выброс метана / одоранта СПМ, г/сек;
A - расчетная величина аварийного выброса, г/с;
c_CH4/c_СПМ - массовая концентрация метана/одоранта СПМ в выброса в долях единицы;
a - расчетная доля уплотнений, потерявших свою герметичность, в долях единицы;
n₁ - общее количество единиц ЗРА;
n₂ - количество фланцев на одном запорном устройстве;

Определяем валовый выброс метана и одоранта СПМ:

G_CH4 = M_CH4 × τ

G_СПМ = M_СПМ × τ