Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2014 в 14:29, курс лекций
1. Настоящая методика: разработана в целях получения исходных данных для оценки влияния на качество атмосферного воздуха выбросов вредных веществ от факельных установок сжигания некондиционных углеводородных смесей (далее – факельные установки), образующихся при добыче, переработке и транспорте нефти, попутного нефтяного газа, природного газа и газоконденсата; устанавливает порядок расчета параметров выбросов и валовых выбросов вредных веществ от горизонтальных, высотных и наземных факельных установок.
1. Общее положение
2. Расчет параметров выбросов вредных веществ
3. Расчет мощности выброса вредного вещества М
4. Расчет температуры выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг
5. Расчет расхода выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси
6. Расчет высоты источника выброса вредных веществ в атмосферу над уровнем земли
7. Расчет средней скорости поступления в атмосферу газовоздушной смеси из источника выброса W
8. Расчет валовых выбросов вредных веществ
9. Приложение 1. Качественный состав выбросов от факельных установок
10. Приложение 2. Удельные выбросы вредных веществ на единицу массы
11. Приложение 3. Расчет физико-химических параметров углеводородной смеси и природного газа
12. Приложение 4. Теплоемкость продуктов сгорания при различных температурах
13. Приложение 5. Номограммы для нахождения длины факела L при теоретическом удельном расходе воздуха V-
14. Приложение 6. Проверка соблюдения бессажевого горения газовых и газоконденсатных смесей на горизонтальных и высотных факельных установках
15. Приложение 7. Примеры расчетов
Источник: ИС ПАРАГРАФ, 10.05.2009 12:27:47
Утверждена
приказом Министра охраны окружающей среды
Республики Казахстан
от 30 января 2007 года № 23-п
Методика
расчета параметров выбросов и валовых выбросов вредных веществ
от факельных установок сжигания углеводородных смесей
(далее - настоящая методика)
(с изменениями по состоянию на 02.04.2008 г.)
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общее положение
2. Расчет параметров выбросов вредных веществ
3. Расчет мощности выброса вредного вещества М
4. Расчет температуры
выбрасываемой в атмосферу
5. Расчет расхода выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси
6. Расчет высоты
источника выброса вредных
7. Расчет средней
скорости поступления в
8. Расчет валовых выбросов вредных веществ
9. Приложение 1. Качественный состав выбросов от факельных установок
10. Приложение 2. Удельные выбросы вредных веществ на единицу массы
11. Приложение 3. Расчет
физико-химических параметров
12. Приложение 4. Теплоемкость продуктов сгорания при различных температурах
13. Приложение 5. Номограммы
для нахождения длины факела L
при теоретическом удельном
14. Приложение 6. Проверка соблюдения бессажевого горения газовых и газоконденсатных смесей на горизонтальных и высотных факельных установках
15. Приложение 7. Примеры расчетов
1. Общие положения
1. Настоящая методика:
разработана в целях получения исходных данных для оценки влияния на качество атмосферного воздуха выбросов вредных веществ от факельных установок сжигания некондиционных углеводородных смесей (далее – факельные установки), образующихся при добыче, переработке и транспорте нефти, попутного нефтяного газа, природного газа и газоконденсата;
устанавливает порядок расчета параметров выбросов и валовых выбросов вредных веществ от горизонтальных, высотных и наземных факельных установок;
распространяется на факельные установки, эксплуатируемые в соответствии с проектными нормами (с учетом работы дежурных горелок факельных установок).
2. Полученные по настоящей методи
расчете загрязнения атмосферного воздуха выбросами факельных установок;
установлении нормативов предельно допустимых выбросов; инвентаризации выбросов вредных веществ;
оценке воздействия на состояние окружающей среды проектируемых факельных установок.
3. Некондиционные углеводородные
Горизонтальная факельная установка – открытое устройство (амбар) с горизонтальным подводом некондиционных газовых и газоконденсатных смесей под давлением в зону горения, конструкция которого обеспечивает выход горящего факела в атмосферу под углом 45°.
Высотная факельная установка – техническое устройство для сжигания в атмосфере некондиционных газовых и газоконденсатных смесей, транспортируемых под давлением в зону горения по вертикальному факельному стволу высотой 4 м и более.
Наземная факельная установка – открытая кочегарная яма-амбар круглой или прямоугольной формы, в которой сжигаются некондиционные углеводородные конденсаты. Поверхность горения сжигаемой смеси расположена ниже уровня земли.
4. Факельные установки относятся
5. Для оценки максимальных значен
мощности выброса вредного вещества;
температуры выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси;
расхода выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси;
высоты источника выброса над уровнем земли;
средней скорости поступления в атмосферу газовоздушной смеси из источника выброса.
6. Выделяемые (выбрасываемые) в атмосферу от факельных устан
7. Конструкции факельных установо
Для достижения бессажевого горения сбрасываемых углеводородных смесей на горизонтальных и высотных факельных установках необходимо выполнение следующего условия: отношение скорости истечения сжигаемой смеси Wист к скорости распространения звука в этой смеси Wзв должно быть более 0,2.
8. Необходимые для выполнения
расчетов экспериментальные
2. Расчет параметров выбросов вре
2.1 Расчет мощности выброса вредно
9. Мощность выброса метана, оксида углерода, оксидов азота
(в пересчете на диоксид азота) и сажи М (г/с) рассчитывается по формуле:
М=УВ·G, (1)
где УВ – удельные выбросы вредных веществ, г/г;
G – массовый расход углеводородных смесей и природного газа, г/с.
10. Удельные выбросы вредных вещес
11. Массовый расход сжигаемой газо
Gг = 1000Вг·ρг,
где Вг – объемный расход газовых и газоконденсатных смесей и природного газа, м3/с;
ρг – плотность этих смесей и газа, кг/м3.
Плотность rг и объемный расход Вг газовых и газоконденсатных смесей и природного газа, сжигаемых на горизонтальных и высотных факельных установках, принимают по результатам измерений. В отсутствие данных по объемному расходу Вг газовых и газоконденсатных смесей его значение рассчитывают по формуле:
Вг = 0,785·Wист·d2,
где Wист - скорость истечения газовых и газоконденсатных смесей и природного газа, м/с;
d - диаметр выходного сопла, м.
При этом параметр Wист рассчитывают по формулам (21)-(25), а диаметр выходного сопла d устанавливают по проектным данным горизонтальной или высотной факельной установки.
12. Массовый расход углеводородного конденсата Gк (г/с), сжигаемого в кочегарных ямах-амбарах, находят из выражений:
круглой формы -
Gк = 250 · π · d
прямоугольной формы -
Gк = 1000 · a · b · Wвыг,
где dн - диаметр кочегарной ямы - амбара, м;
Wвыг - скорость выгорания углеводородного конденсата, кг/(м2·с);
a , b - длина и ширина ямы-амбара, соответственно, м.
Скорость выгорания углеводородного конденсата Wвыг рассчитывается по формуле (13) приложения 3 к настоящей методике.
Диаметр кочегарной ямы-амбара dн и его длина a и ширина b принимаются по проектным данным наземной факельной установки.
Объемный расход Вк (м3/с) углеводородного конденсата (наземные факельные установки), сжигаемого в кочегарных ямах-амбарах, рассчитывают по формуле:
Вк = 0,001 · Gк/ρкг ,
где Gк - массовый расход углеводородного конденсата, г/с;
ρкг - плотность углеводородного конденсата в газовой фазе, кг/м3.
Плотность углеводородного конденсата ρкг рассчитывается по формуле (7а) приложения 3 к настоящей методике.
13. Для горизонтальных и высотных факельных установок в формуле (1) G заменяется на Gг, а для наземных факельных установок - заменяется на Gк .
14. Мощность выброса диоксида углерода МСО2 (г/с) рассчитывается по формуле:
МСО2 = 0,01 G{3,67 n[C]m+[CO2]m }- МСО - МСH4 - МС , (6)
где, n - полнота сгорания углеводородной смеси и природного газа;
[C]m, [CO2]m - массовое содержание углерода и диоксида углерода, соответственно, в сжигаемой смеси, % мас.;
МСО, МСH4 , МС - мощность выброса оксида углерода, метана и сажи соответственно, г/с.
Содержание диоксида углерода в сжигаемой углеводородной смеси [CO2]m принимается по данным лабораторного анализа.
Массовое содержание углерода в сжигаемой смеси [C]m рассчитывается по п.6 приложения 3 к настоящей методике.
15. Полнота сгорания углеводородной смеси n, установленная на основе экспериментальных исследований, составляет:
0,9984 – для газовых и
0,873 – для углеводородных
16. Для углеводородных смесей
сернистых газовых и газоконден
МSО2 = 0,02[S]m· G· n;
МH2S = 0,01[H2S]m· G· (1-n);
МRSH = 0,01[RSH]m· G· (1-n)
Содержание сероводорода [H2S]m, меркаптанов[RSH]m, общей серы [S]m в сжигаемой углеводородной смеси принимается по данным лабораторного анализа.
2.2 Расчет температуры выбрасываем
Температура горения Тг (° С*) углеводородной смеси и природного газа вычисляется по формуле:
|
(10) |
где То – температура углеводородной смеси и природного газа, °С;
QH – низшая теплота сгорания углеводородной смеси и природного газа, ккал/м3 (ккал/кг);
e – доля энергии, теряемая за счет излучения;
n – полнота сгорания углеводородной смеси и природного газа;
Cпс – теплоемкость продуктов сгорания, ккал/м3 (ккал/кг);
Vпс – объем газовоздушной смеси, полученный при сжигании 1 м3 (1 кг) углеводородной смеси и природного газа, м/м3 (кг/кг).
17. Температура сжигаемой углеводородной смеси То определяется по результатам лабораторных измерений.
18. Низшая теплота сгорания газовы
19. Доля энергии е, теряемая за счет излучения, принимается:
для углеводородных конденсатов по рис. 1 приложения 3 к настоящей методике;
для природного газа, газовых и газоконденсатных смесей по формуле:
е = 0,048 (m)0,5 (11)
Молярную массу сжигаемой смеси и газа m (кг/кмоль) рассчитывают по формуле (5) приложения 3 к настоящей методике.
20. Количество газовоздушной смеси, полученное при сжигании 1 м3 (кг) углеводородной смеси и природного газа (м/м3) или (кг/кг), рассчитывается по формуле:
Vпс = 1+ α Vо ,
где α - коэффициент избытка воздуха (принят равным 1);
Vо – стехиометрическое количество воздуха для сжигания 1 м3 (кг) углеводородной смеси и природного газа м/м3 (кг/кг),
* При расчете температуры горения углеводородного конденсата используются значения низшей теплоты сгорания, теплоемкости газовоздушной смеси, отнесенные к 1 кг сжигаемой смеси и количества газовоздушной смеси в весовых долях, кг/кг;