Введение к работе
Актуальность проблемы. К настоящему времени как в России, так и во всем мире сложилась напряженная экологическая обстановка ш-за поступления в окружающую среду большого количества вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий. Даже в развитых странах, традиционно затрачивающих большие средства на защиту и восстановление природной среды и на экологическую безопасность промышленных технологий, ситуация остается сложной вследствие большого количества уже накопившихся вредных веществ, роста энергопотребления, постоянного увеличения парка автомобилей и т. д. Еще более актуальна эта проблема для России, т. к. в условиях перехода к рыночным отношениям, при несовершенстве законодательной и нормативной базы в нашей стране уделяется совершенно недостаточное внимание вопросам экологической безопасности. Следствием этого является массовое ухудшение здоровья людей и сокращение продолжительности жизни. Особенно существенно загрязнение вредными выбросами агмосферного воздуха, поскольку его влияние на человека наиболее непосредственно и происходит непрерывно.
Значительный вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия нефтепереработки и нефтепродуктообеспечения. Подавляющая часть выбросов этих объектов приходится на углеводороды. В последнее время Б нашей стране проводятся исследования по изучению характера рассеивания различных вредных веществ ( в том числе и углеводородов ) в атмосфере для получения диаграмм рассеивания вредных веществ в воздухе, что позволяет устанавливать величины ПДВ, намечать технические мероприятия по сокращению выбросов. Последнее особенно важно, поскольку в конечном счете именно разработка и совершенствование средств сокращения выбросов способствует защите и оздбровленню окружающей среды.
На сегодняшний день в стране имеются как нормативные документы общего характера, устанавливающие единые принципы вышеуказанных расчетов для различных классов вредных веществ, так и отраслевые методики, определяющие использование этих принципов применительно к углеводородам, содержащимся в выбросах предприятий нефтепереработки и нефтепродуктообеспечения. Однако эти методики не в полной мере учитывают специфику выбросов углеводородов из групп резервуаров.
Исследования выполнялись в соответствии с КНТП Минвуза РСФСР "Человек и окружающая среда" на 1986-1990 гх. (приказ Минвуза РСФСР N 641 от 10.10.86) и с единым заказ-нарядом по госбюджетным НИР на 1991-1995 г.г.(приказ Минвуза РСФСР N 21-36-242ин/21-01-18 от28.06.90).
Цель работы. Исследование физических и технологических условии поступления углеводородов из групп резервуаров в атмосферу, разработка на этой основе методик расчета максимальных массовых расходов (MMPj и конструкции плавающей крыши резервуара.
Основные задачи исследования.
-
Разработка графоаналитической методики расчета ММР ш групі, pezepeyapoe типа РВС для инженерно-технического персонала нефтебаз і нефгепродуктоперехачнвающнх станции.
-
Исследование зависимости давления насыщенных паров (ДНП бензинов от температуры и относительной высоты взлива для резервуарої с переменным по высоте поперечным сечением.
-
Исследование локального метастабнлъного состояния бензинов і резервуарах типа РВСПК и разработка конструкции плавающей крьнш (ПК).
-
Совершенствование методик и разработка программ расчета ММІ из групп резервуаров типа ЖБР, РГС, железнодорожных цистерн, нефте наливных судов, автоцистерн и топливных баков автомобилей.
5 Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые показана необходимость учитывать при определении ММР ;уммарный массовый расход углеводородов в атмосферу при "малых дыханиях" группы резервуаров типа РВС и "обратных выдохах" группы ре-іервуаров типа ЖБР и РГС;
получено расчетное соотношение для определения ДНП автобензи-(ов в резервуарах с переменным по высоте поперечным сечением;
впервые исследован переход бензина в метастабнльное состояние на юделн pe3q?Byapa РВСПК, получено расчетное соотношение для опреде-гснпя массы паров автобензнна, образующихся под ковром плавающей грыши резервуара типа РВСПК вследствие локального перегрева бензина п-за нагрева ковра ПК солнечной радиацией;
предложена конструкция ПК с теплоотводящими элементами для ниження температуры поверхностного слоя бензина в резервуарах типа 'ВСПК с целью предотвращения метастабнльного состояния бензина получено авторское свидетельство).
Практическая ценность. Полученные в работе результаты дают воз-гожность:
использовать предложенные методики и программы расчета ММР ри подготовке исходных данных к расчет}' рассеивания углеводородов ад территорией нефтебаз, НПЗ, АЗС, перекачивающих станций нефтепро-уктопроводов (как действующих, так и проектируемых и реконструируе-ых);
использовать полученное расчетное соотношение для ДНП автобен-шов в предлагаемых методиках, а также включить его в действующую етодику расчета потерь от испарения автобензннов из подземных гори-энтальных резервуаров АЗС;
использовать полученное расчетное соотношение для массы бензи-эвых паров, образующихся под ковром ПК при местном перегреве, с
целью количественной оценки этого процесса и связанного с ним увелнче ння выбросов углеводородов в атмосферу из промышленных резервуарої типа РВСПК;
- использовать ПК предложенной конструкции в промышленных ре зервуарах РВСПК с целью сокращения потерь легкоиспаряющихся нефте продуктов от испарения и уменьшения выбросов углеводородов в атмо сферу.
Реализация работы.
Разработан руководящий документ (РД) "Методика расчета мощ ностн выброса углеводородов в атмосферу нефтебаз из группы резервуа ров типа РВС", утвержденный в 1991 году і; внедренный на предприятия? б. Государственного концерна "Роснефтепродукт" (ныне Главнефтепродукі ГП "Роснефть").
Разработан проект руководящего документа "Методика и программ* расчета на ЭВМ мощности выброса углеводородов в атмосферу из резер вуаров типа ЖБР при транспортировании нефтепродуктов по магистраль ным трубопроводам, из резервуаров типа РГС, нефтеналивных судов, же лезнодорожных и автоцистерн, при заправке автомобилей", направленные по указанию б. ГК "Роснефтепродукт" на согласование в Министерстве экологии и природных ресурсов РФ.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены у обсуждены:
на Всесоюзном совещании "Проблемы охраны окружающей среды і нефтяной промышленности", Уфа, 1989;
на Всероссийской студенческой научной конференции "Роль студен ческой молодежи в ускорении научно-технического прогресса в нефтяной і газовой промышленности", Уфа, 1990:
на Всероссийской научно-технической конференции "Геоэкология і нефтяной и газовой промышленности", ГАНГ им. И.М. Губкина, М., 1995;
на Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России", УГНТУ, Уфа, 1995;
на 41-й, 43-й, 46-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Башкирии "Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа", Уфа, 1990, 1992, 1995.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из зведення, пяти глав, выводов, списка использованных источников и приложений, изложенных на 178 страницах, включая 31 рисунок, 19 таблиц и :пнсок использованных источников из 113 наименований.
На защит)' выносятся: 1) методика расчета ММР углеводородов в дтмосферу из групп резервуаров типа РВС; 2) расчетные зависимости ДНП овтобензннов в резервуарах с переменным по высоте поперечным сечением і массы автобензнна. переходящего в парообразное состояние под ковром ГТК резервуара типа РВСПК вследствие местного перегрева: 3) конструкция ПК с теплоотводящимн элементами; 4) усовершенствованная методика эасчета ММР углеводородов в атмосферу из групп резервуаров типов ЖБР, РГС, транспортных емкостей и топливных баков автомобилей.