Методическое пособие 787

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

Таким образом, определение вероятности событий, исходом которых является включение в работу аварийной вентиляции, возможно при количественной оценке аварийных выбросов вредных веществ. Решение внутренней и внешней задачи вентиляции необходимо осуществлять с оценкой риска возникновения взрывоопасных смесей при аварийных выбросах вредных веществ. Важно учесть, что высота трубы аварийного выброса зависит от концентрации химически вредного вещества и имеет ограничения по [2]. Для достижения пре- дельно-допустимой концентрации на границе санитарно-защитной зоны при наименьшей высоте трубы необходима очистка воздуха от вредных веществ.

В ходе определения области применения способов очистки аварийных вентиляционных выбросов газообразных вредных веществ в интервале qi/qрз от 1 до 500 установлено, что абсорбционный метод очистки целесообразен при выбросе вредных веществ со значительной растворимостью в воде. При очистке аварийных выбросов вредных веществ, в том числе галогено- и серосодержащих, на ионитах количество вещества на выходе из очистного устройства снижается незначительно и дополнительно необходима установка трубы аварийного выброса вредных веществ значительной высоты. Эффективность работы термосорбционных установок в аварийном режиме достаточна при выбросе галогенов и серосодержащих вредных веществ. При массовых выбросах трудно растворимых взрывоопасных вредных веществ целесообразным является адсорбционный способ очистки периодического действия.

Принимаемое решение по выбору очистного оборудования при аварийных выбросах вредных веществ не является рациональным без оценки возможных экономических и материальных затрат.

Библиографический список

1.Скрыпник А.И. Очистка вентиляционных выбросов от химических вредных веществ / А.И. Скрыпник. – Воронеж: Воронежский государственный архитектурностроительный университет, 2002.

2.ОНД–86. Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. – М.: Госкомгидромет СССР, 1988.

3.Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств / В.М. Эльтерман. – М.: Хи-

мия, 1980. – 197 с.

References

1.Skrypnik A.I. Clearing of ventilating emissions from chemical harmful substances / A.I. Skrypnik. - Voronezh: Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering, 2002.

2.BND-86. A design procedure of concentration in atmospheric air of the harmful substances contained in emissions of the enterprises. - M.: State committee of hydrometeorology the USSR, 1988.

3.Elterman V.M. Ventilation of chemical manufactures / V.M. Elterman. - M.: Chemistry, 1980. – 197 pp.

25

М.Н. Жерлыкина, С.Ю. Пушкарева

ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ С ПОСТУПЛЕНИЕМ ВОДОРОДА ДЛЯ СОБЛЮДЕНИЯ НОРМ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Предложены математические зависимости для уточнения категории помещения при проектировании системы вентиляции, позволяющей предотвратить взрывопожароопасные ситуации при поступлении водорода внутри помещения.

Ключевые слова: аккумуляторная батарея, аккумуляторное помещение, взрывопожарная безопасность, водород, кратность воздухообмена, избыточное давление взрыва.

M.N. Zherlykina, S.U. Pushkareva

LIFE-SUPPORT OF PREMISES WITH RECEIPT OF HYDROGEN FOR OBSERVANCE

NORMS EXPLOSIVE AND FIRE SAFETY

Mathematical dependences for specification of a category of a premise are offered at designing system of the ventilation, allowing to prevent explosive fire-dangerous situations at receipt of hydrogen indoors.

Keywords: the storage battery, the storage premise, excplosion safety, frequency rate of air exchange, surplus explosion pressure.

Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с [1].

Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей А к низшей Д [1].

Обоснование расчетного варианта наиболее неблагоприятного осуществляется в отношении взрывопожароопасного периода при поступлении в помещение вредного вещества. При расчете избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный в отношении взрыва период, связанный с формовкой и зарядкой полностью разряженных и наибольшим значением зарядного тока, превышающим в четыре раза максимальный зарядный ток.

Продолжительность поступления водорода в помещение соответствует конечному периоду зарядки при обильном газовыделении и принимается равным 1 ч (Т = 3600 с).

Для уточнения категории помещения для расчета характеристик системы вентиляции необходимо произвести расчет поступающего водорода при зарядке аккумуляторных батарей.

© Жерлыкина М.Н., Пушкарева С.Ю., 2009

26

Объем водорода, поступающего в помещение, при работе аварийной вентиляции, м 3, определяется выражением (8):

где А - кратностью воздухообмена,ч-1;

Рис. Избыточное давление водорода в аккумуляторном помещении при работе системы вентиляции

Если расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то аккумуляторное помещение следует относить к категории Б. При оборудовании аккумуляторного помещения аварийной вентиляцией с кратностью воздухообмена А = 3 ч-1, отвечающей требованиям п. 12 [2], [3] и ПУЭ ПУЭ-85, допускается не относить его к категории Б.

Пожарная нагрузка Q, МДж, определяется из выражения (9):

Согласно п. 25 и табл.4 [2] при расчетном давлении взрыва менее 5 кПа аккумуляторное помещение следует относить к категории В4.

Воспользовавшись универсальным графиком, показывающим зависимость избыточного давления водорода в аккумуляторном помещении при работе системы вентиляции, можно уточнить кратность воздухообмена для помещения заданной категории при расчетной величине выброса водорода.

28

Библиографический список

1.НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. - М.:ГУГПС ММЧС России, 2003.

2.СНиП 23-01-99. Строительная климатология. - М.: ГУП ЦПП, 2003.

3.СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Минстрой Рос-

сии. - М.: ГП ЦПП, 2003.

References

1.Norms of fire safety 105-03. Determination of categories of rooms, buildings and external installations on excplosion and fire hazard. – M.: GYGPS MMCHS Russia, 2003.

2.Sanitary norms and rules 23-01 -99. The climatology of building. – M.: GYP CPP, 2003.

3.Sanitary norms and rules 41-01-2003. Heating, ventilation and air conditioning/ Minstroy Russia. – M.: GP CPP, 2003.

Е.А. Жидко, В.Я. Манохин

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ-НЕОБХОДИМОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ОБЛАСТИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Важным инструментом в деятельности предприятия в области природопользования, охраны окружающей среды и соблюдения требований экологического законодательства является производственный экологический контроль.

Ключевые слова: совершенствование нормирования, вредные воздействия, выбросы в атмосферу, отходы производства.

E.A. Zhidko, V.I. Manochin

INDUSTRIAL EKOLOGICAL CONTROL IS AN IMPORTANT TRENT

IN NATURE ENVIRENMENT ACTIVITY

The environmental monitoring the most important thing in the industrial enterprise activity, in the sphere of natural resources management and observing of all requirements of ecological legislation.

Keywords: improvement standarts, harmful influence, atmosphere wastes, wastes industrial.

Не вызывает сомнений тот факт, что юридические лица, будь то отдельные предприятия или предприятия, входящие в структуру крупного промышленного холдингакорпора-

© Жидко Е.А., Манохин В.Я., 2009

29