Материал: Безопасность жизнедеятельности в экологически неблагоприятных условиях. Суровцев И.С., Борисов Ю.М

Приводятся разные данные по общей дозе и максимальной интенсивности теплового излучения, которое может воспринимать персонал при аварийном выбросе. Например, максимальная интенсивность теплового излучения принимается от 5 до 17 МДж/(м2*ч).

Можно представить суммарное количество теплоизлучения, которое может вынести человек. Безопасный уровень интенсивности теплоизлучения человек может вынести в течение неограниченного времени.

С увеличением интенсивности теплоизлучения возможное время пребывания человека в зоне теплоизлучения уменьшается.

Для сравнения: интенсивность солнечной радиации составляет 2,5 – 3,4 МДж/(м2* ч). Величина интенсивности теплоизлучения не является постоянной во времени, так как она зависит от объема сбрасываемых газов и расстояния между человеком и теплоисточни-

ком. Время реакции человека на тепловой раздражитель – 5 с.

Если человек находится у основания факельной трубы в момент внезапного выброса газа, то в течение непродолжительного времени он должен покинуть зону, в которой тепловое напряжение превышает 5 МДж/(м2*ч). При тепловом излучении с интенсивностью 11,3 МДж/(м2*ч) и при коэффициенте светового излучения 0,8 температура на уровне земли через одну минуту составит 90 оС, а через 20 мин – 190 оС. Поэтому при данном излучении время удаления человека без риска поражения составляет 30 с (рис. 3).

Максимальная интенсивность тепловыделения, которую выдерживает в течение всего времени воздействия персонал (человек), можно определить по следующему уравнению:

Причем

1 2 ,

где - время облучения, с; 1- время реакции человека, с; 2 - время удаления человека, с;

q - интенсивность теплоизлучения, соответствующая общему времени, МДж/(м2*ч); q1, q2 - максимальная и минимальная интенсивность теплоизлучения; L- длина пламени, м.

Время удаления персонала определяется высотой трубы.

Площади отводимых земель определяются выбранными технологиями и применяемым оборудованием. Отечественное же оборудование в связи с использованием недостаточно качественных конструкционных материалов, несовершенства приборов КИП и автоматики имеет большие габариты и высокую металлоемкость. Неравнозначная надёжность применяемого в технологической установке (объекте) оборудования ведет к повышенной потреб-

20

ности в ремонтных работах и необходимости установки резервных единиц оборудования. Всё это сказывается как на размерах отводимых площадей, так и на загрязнении окружающей среды в результате отказов оборудования и аварийных выбросов и сбросов при нарушении технологических режимов работы.

С факельных устройств, котельных, нагревательных печей в качестве продуктов сгорания в окружающую среду выбрасываются оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, сажа.

Как правило, возможные причины негативного воздействия на природные системы обусловлены возникновением аварийных выбросов при бурении и освоении скважин, нарушением герметичности колонн, порывами водопроводов и трубопроводов. Кроме того, сброс неочищенных сточных вод в поверхностные водоемы и поглощающие горизонты также отрицательно сказывается на всех компонентах биосферы. [4,5].

Библиографический список

1.Абдуллин Р. А. Охрана окружающей среды в отечественной и зарубежной нефтедобывающей промышленности / Р. А. Абдуллин // Науч. и техн. аспекты охраны окружающей среды: Обзор. информ. / М.: ВИНИТИ, 1996. – № 9. – С. 1-11.

2.Булатов А. И. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. / А. И. Булатов, П. П. Макаренко, В. Ю. Шеметов. – М.: Недра, 1997. – 483 с.

3.Егоров А. С. Мангодинское нефтегазовое месторождение (Ямало-Ненецкий автономный округ) / А. С. Егоров, В. Л. Бочаров. – Воронеж: ВГУ, 2008. – 133 с.

4.Дорожукова С. Л. Экологические проблемы нефтегазодобывающих территорий Тюменской области. / С. Л. Дорожукова, Е. П. Янин. - М.: ИМГРЭ, 2004. – 56 с.

5.Егоров А. С. Экологическая безопасность при разработке Мангодинского нефтегазового месторождения Ямало-Ненецкого автономного округа / А. С. Егоров // Высокие технологии в экологии. Труды 9-ой Международной науч.-практ. конф. – Воронеж: Изд-во РЦ

«Менеджер», 2006. – С. 65-68.

References

1.Abdullin R.A. Preservation of the environment in the domestic and foreign oil-extracting industry / R.A. Abdullin // Sc. and tech. aspects of preservation of the environment: Review inform. / М.: VINITI, 1996. – 9. – P. 1-11.

2.Bulatov A.I. Preservation of the environment in the oil-and-gas industry. / A.I.Bulatov, P.P. Makarenko, V.Y. Shemetov. - М.: Womb, 1997. – 483 pp.

3.Egorov A.S. Mangodinskoe an oil-and-gas deposit (Yamalo-Nenets autonomous region)/ A.S. Egorov, V.L. Bocharov. - Voronezh: VSU, 2008. – 133 pp.

4.Dorozhukova S.L. Environmental problems of oil and gas extraction territories of the Tyumen area. / S.L. Dorozhukova, E.P. Yanin. - М.: IMGRE, 2004. – 56 pp.

5.Egorov A.S. Ecological safety by development Mangodinskogo of an oil-and-gas deposit of Yamalo-Nenets autonomous region / A.S. Egorov / High technologies in ecology. Works of 9-th International sc.-pract. conf. - Voronezh: Publishing house RC «Manager», 2006. – P. 65-68.

21

М.Н. Жерлыкина

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ПРИ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСАХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Представлена дифференциация способов очистки с учетом отношения молярных весов вредного вещества и воздуха в зависимости от аэродинамических характеристик вентиляционного оборудования, количества удаляемых вредных веществ, риска образования их концентрации выше 10% нижнего предела распространения пламени по газовоздушным смесям на промышленном предприятии.

Ключевые слова: очистное устройство, вредное вещество, аварийный выброс, концентрация вещества, количество вещества, кратность воздухообмена, молярный вес.

M.N. Zherlykina

DIFFERENTIATION OF WAYS OF CLEARING OF AIR AT EMERGENCY

EMISSIONS OF CHEMICAL SUBSTANCES

The differentiation of ways of clearing is submitted in view of the attitude of weights of harmful substance and air depending on aerodynamic characteristics of the ventilating equipment, quantity of harmful substances, 10 % of the bottom limit of distribution of a flame on air-gas mixes at the industrial enterprise are higher than risk of formation of their concentration.

Keywords: the clearing device, harmful substance, emergency emission, concentration of substance, quantity of substance, frequency rate of air exchange, weight asking.

При возникновении аварийной ситуации на промышленном объекте с выбросом системами вентиляции в атмосферу вредных веществ в ряде случаев требуется очистное устройство, в результате работы которого должно быть обеспечено предотвращение превышения концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы выше нормативной величины. Количественно выброс вредных веществ зависит от степени разгерметизации системы, её объёма и давления в ней, скорости формирования команды на закрытие запорных органов и её исполнения. Очистное устройство аварийных выбросов должно обладать свойствами с адекватными противодействиями указанным факторам аварийности для оборудования, не обладающего свойствами внутренней самозащищенности. Аварийные выбросы носят вероятностный характер, поэтому структура очистного оборудования и условия его эксплуатации должны иметь отличия от структуры и условий при очистке только технологических выбросов. Очистное оборудование должно быть способным обезвредить большие массовые расходы выбросов за короткий промежуток времени, действие оборудования должно быть

© Жерлыкина М.Н., 2009

22

построено по принципу ожидания работы, то есть в автоматизированном режиме должен определяться момент вступления в работу при возникновении опасных концентраций вредных веществ в помещении [1].

Методический подход к очистке воздуха при аварийных выбросах химических веществ основан на базовых исследованиях различных её способов при массовых выбросах загрязняющих веществ, ограничения наложены на применимость этих методов.

Врезультате анализа основных процессов определены используемые вещества, характерные для ряда производств. К ним относятся азотная кислота, ацетилен, толуол, метан, стирол, хлор. Согласно [1], большинство из них являются растворимыми и малорастворимыми в воде.

Вслучае возникновения аварийного выброса процесс рассеивания вредного вещества в окружающей среде, согласно [2], производится при высоте источника выброса в атмосферу:

- на 6 ÷ 7 м выше кровли здания; - от 30 до 40 м от уровня поверхности земли для отдельно стоящей трубы.

Вразвитие зависимости по расчету рассеивания вредных веществ, согласно [2], учитывается допустимость предельно-допустимой концентрации в рабочей зоне, qрз, мг/м3, в приземном слое атмосферы. Определение количества загрязняющего вещества в аварийном выбросе для заданной высоты трубы, М’, кг, представлено в выражении (1):

где Н – высота источника выброса, м; – эффективность очистки, %; ΔΤ – разность между температурами газовоздушной смеси и атмосферного воздуха, оС; m, n, F – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода вредных веществ из устья источника, скорость их оседания в атмосферном воздухе; А – коэффициент температурной стратификации атмосферы в районе размещения предприятия, с2/3.мг.град1/3/г; Vгв – расход газовоздушной смеси, м3/с; tвыб – время аварийного выброса вредного вещества, с, равное её суммарной продолжительности с момента начала аварии до включения отключающих устройств технологического оборудования, с момента включения отключающих устройств технологического оборудования до включения аварийной вентиляции и снижения концентрации вредного вещества до предельно-допустимого значения.

Количество удаляемого вредного вещества из помещения за время аварии при работе

где Z – доля приведённой массы парогазовых веществ в аварийном выбросе; КРa – кратность воздухообмена при работе аварийной вентиляции, 1/ч; КРн – кратность воздухообмена при

нормальной работе вентиляции, 1/ч; Gн , Gа –удельные выделения вредного вещества при нормальном технологическом режиме и при аварии, соответственно, мг/(м3.ч), [3]; Vп – объём помещения, м3; qt2 – концентрация вредного вещества в рабочей зоне производственного помещения в момент включения аварийной вентиляции, мг/м3; n(t) – количество аппаратов (узлов), отказавших за отрезок времени от t-( t/2) до t+( t/2); t – рассматриваемый отрезок времени, ч; i – номер причины отказа; j – номер аппарата (узла), отказавшего за промежуток времени от 0 до t;

При ML>M’ количество удаляемого вредного вещества из помещения за время аварии при работе системы вентиляции, МL, кг, определяется из выражения (3):

где Мd – количество вредного вещества, поступающего на очистку для достижения предельной концентрации, не выше нормируемой величины, кг, определяемое из выражения (4):

23

Величина риска образования взрывоопасных смесей веществ в объеме производственного помещения в зависимости от установленной кратности воздухообмена аварийной

где СΣj1 – суммарные затраты на предотвращение образования взрывоопасной смеси в помещении при аварийном выбросе вредных веществ при j-ом варианте его развития; СΣj2 – суммарные затраты на i-ом источнике опасности при j-ом варианте развития аварийного выброса; Р1 – частота возникновения причин аварии, определяемая в зависимости от интенсивности отказа элементов, частоты технологических операций, уровня организации обеспечения безопасности.

На рисунке представлена дифференциация способов очистки вредных веществ в зависимости от кратности воздухообмена аварийной вентиляции, Кра, 1/ч, высоты трубы выброса, Н, м, площади реакционной части очистного оборудования, Fреакц, м2, и отношения молярных весов газа, μг, и воздуха, μв.

- область применения способов очистки при отношении μг/μв=0.5÷0.95; - область применения способов очистки при отношении μг/μв=1,01÷5;

- область применения способов очистки галогенов и серосодержащих веществ; - рабочий диапазон способа очистки при превышении концентрации вредного вещества в аварийном

выбросе qi над qрз с заданной эффективностью, за его пределами эффективность снижается.

Рис. Области применения способов очистки аварийных вентиляционных выбросов газообразных вредных веществ в интервале qi/qрз от 1 до 500

24