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
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
Диоксида углерода [CO2] m Объемный расход газовой и газоконденсатной смеси Вг, м3/с с учетом расхода газа на дежурную горелку Температура сжигаемой газовой и газоконденсатной смеси Т0, °С Низшая теплота сгорания газовой и газоконденсатной смеси Qнг, ккал/м3 Молярная масса сжигаемой смеси m, кг/моль Плотность сжигаемой газовой и газоконденсатной смеси ρ, кг/м3 Теплоемкость продуктов сгорания Спс ккал/ м3°С Коэффициент избытка воздуха α Полнота сгорания газовой и газоконденсатной смеси n Продолжительность работы факельной установки τ, ч/год Скорость истечения газовой и газоконденсатной смеси Wист , м/с Скорость распространения звука в сжигаемой газовой и газоконденсатной смеси Wзв , м/с Условие бессажевого горения Wист/Wзв 0,2. Массовый расход сжигаемой газовой и газоконденсатной смеси Gг , г/с |
1,55
1,0 -
30
8906 19
0,86 0,39
1,0 0,9984 4
161
417
0,4
860 |
Отс.
2,53 2,534
20
8081 17
0,78 0,39
1,0 0,9984 40
143
477
0,3
1973 |
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
Мощность выброса вредного вещества М, г/с: Оксида углерода Мсо Оксидов азота МNОx (в пересчете на NO2) Метана МCH4 Диоксида углерода МCO2 Диоксида серы MSO2 Сероводорода MH2S Меркаптанов MRSH Стехиометрическое количество воздуха для сжигания 1 м3 углеводородной смеси V0 ,м3/м3 Количество газовоздушной смеси, полученное при сжигании 1 м3 углеводородной смеси Vпс , м3/м3 Доля энергии, теряемой за счет излучения факела е Температура выбрасываемой газовоздушной смеси Тг , °С Расход выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси V1 , м3/с Длина факела Lф , м Высота источника выброса Н , м Диаметр факела Dф , м Средняя скорость поступления в атмосферу газовоздушной смеси W0 , м/с |
17,2 2,57 0,43 2188 7,87 0,0475 0,0017
10,5
11,5
0,21
1583
78,8 18,2 5,0 2,6 15,0 |
39,46 5,92 0,986 5189 6,72·10-4 8,2·10-8 4,6·10-7
9,6
10,6
0,20
1581
182,1 25,5 60,5 3,64 17,5 |
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
Валовый выброс i-гo ЗВ Пi, т/год Оксида углерода Псо Оксидов азота ПNОx Метана П CH4 Сероводорода П H2S Меркаптанов ПRSH Диоксида серы П SO2 Диоксида углерода П CO2 |
0,248 3,7·10-2 19·10-3 6,84·10-4 2,5·10-5 0,113 31,5 |
5,68 0,85 0,14 1,2·10-8 6,58·10-8 9,68·10-5 747 |
Таблица 2 Пример расчета параметров выбросов и валовых выбросов вредных веществ от высотных, горизонтальных и наземных факельных установок сжигания природного газа в дежурных горелках
Параметры |
Значения для различных типов факельных установок | |
горизонтальная |
высотная | |
1 |
2 |
3 |
Геометрические параметры источника выброса, м: диаметр выходного сечения факельного ствола d диаметр выходного сечения дежурной горелки d Высота факельной трубы hв Состав природного газа [i]o, % об.: Метан [CН4]о Этан [C2Н6]о Пропан [C3Н8]о Бутан [C4Н10]о Пентан [C5Н12]о Азот [N2]о Объемный расход природного газа Вг На дежурные горелки и факельный ствол На дежурную горелку Температура сжигаемого природного газа Т0 Низшая теплота сгорания природного газа Qнг, ккал/м3 Молекулярная масса природного газа m, кг/моль Плотность природного газа ρпг, кг/м3 Продолжительность работы дежурных горелок τ, ч/год |
0,15
- 35
91,4 4,91 2,22 0,82 0,07 0,58
0,05
20 9307
17,3 0,794 8760 |
-
0,1 -
93,7 4,54 0,47 0,24 0,12 0,93
0,01
20 8306
16,9 0,717 8760 |
Продолжение Таблицы 2
1 |
2 |
3 |
Полнота сгорания природного газа n Теплоемкость продуктов сгорания Спс, ккал/ м3°С Коэффициент избытка воздуха α Количество газовоздушной смеси на единицу объема сжигаемого природного газа V0 , м3/м3 Доля энергии, теряемой за счет излучения факела е Температура выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг , °С Расход выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси V1 , м3/с Средняя скорость поступления в атмосферу газовоздушной смеси W0, м/с Высота источника выброса Н , м Диаметр факела Dф , м Массовый расход природного газа Gг , г/с На дежурные горелки и факельный ствол На дежурную горелку Содержание углерода [С] m в природном газе, % мас. Мощность выброса вредного вещества М, г/с Оксида углерода Мсо |
0,9984 0,39
1,0
11,3 0,20
1705
0,606 34,31
35 0,15
39,7
77,8 0,794 |
0,9984 0,39
1,0
10,86 0,20
1567
0,117 14,9
2 0,1
7,17
75,4 0,143 |
Продолжение Таблицы 2
1 |
2 |
3 |
Оксидов азота МNОx (в пересчете на NO2) Метана МCH4 Диоксида углерода МCO2 Валовый выброс i-го вредного вещества Пi т/год Оксида углерода Псо Оксидов азота ПNОx (в пересчете на NO2) Метана П CH4 Диоксида углерода П CO2 |
0,119
0,02 112,3
25,04
3,75 0,624 3543 |
0,0022
0,004 19,66
4,51
0,68 0,126 619,9 |
Таблица 3 Состав и физико-химические свойства углеводородного конденсата
Фракции углеводородного конденсата |
Температура кипения |
Состав компонентов |
Молярная масса кг/моль |
Плотность при температуре |
Состав компонентов |
Скорость выгорания |
Бензиновая Керосиновая, дизельная остаток |
120
258 450 |
49,3
22,2 28,5 |
115
193 413 |
756
845 914 |
70,0
18,7 11,3 |
0,0465
0,0465 0,0345 |
конденсат |
192 |
100 |
163 |
815 |
100 |
0,0451 |
Пример расчета параметров выбросов и валовых выбросов
вредных веществ от наземных факельных установок сжигания
углеводородного конденсата
Размеры источника выделения выброса амбара, м:
длина а
ширина в
высота наполнения амбара углеводородным конденсатом hк 3
расстояние между плоскостью горения углеводородного конденсата и уровнем
земли hсв
Условия эксплуатации: сжигание дренажной жидкости в амбаре производится периодически по мере ее накопления
Содержание углеводородов в конденсате [i]m/[i]o, % мас./%об.:
бензиновая
керосиновая, дизельная
остаток
Содержание в сжигаемом конденсате сероводорода
[H2S]m, % мас.
Температура сжигаемого углеводородного конденсата То, °С 20
Плотность углеводородного конденсата ρк, кг/м3
Низшая теплота сгорания углеводородного конденсата Qнк,
ккал/кг
Теплоемкость продуктов сгорания Спс, ккал/ м3°С
Коэффициент избытка воздуха α
Полнота сгорания углеводородного конденсата n 0,873
Доля энергии, теряемой за счет излучения
факела е
Продолжительность работы факельной установки τ, ч/год 2,0
Молярная масса сжигаемой смеси m , кг/моль
Температура кипения углеводородного конденсата
Тк , °С
Плотность конденсата в газовой фазе, кг/м3,
при рабочих условиях, ρкг
Содержание углерода [С] m в конденсате
(формула (9) приложения
3), % мас.
(формула (10) приложения
3), % мас.
Число атомов углерода в одной молекуле