Оценка максимально возможных аварийных выбросов загрязняющих веществ (утечек) от запорно-регулирующей арматуры
Исходные данные для расчета
| Содержание меркаптанов (cСПМ, %): |
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** | |
** 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.
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:
Yну = lΣj=1Yнуj = lΣj=1 mΣi=1 gнуj × ni × xнуi × cji
где: Yну - суммарная утечка j-го вредного компонента через неподвижные соединения в целом по установке (предприятию), мг/с;
gнуj - величина утечки потока i-го вида через одно уплотнение, мг/с (см. Приложение 1);
ni - число неподвижных уплотнений в потоке i-го вида, шт.;
xik - 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.;
cji - 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.
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).