Газоснабжение рабочего поселка на 8,5 тыс. жителей (стр. 19 из 20)

- выбросы загрязняющих веществ при проведении сварочных работ(сварки, наплавки, тепловой резки металлов), которые сопровождаются выделением сварочного аэрозоля и газов, состоящих из оксидов свариваемых материалов или компонентов сплавов(железа, марганца, хрома, титана, алюминия и т. д.);

- загрязнение атмосферного воздуха выбросами продуктов сгорания при разогреве битума(пары битума, оксид углерода, диоксид азота, сернистый ангидрид и сажа).

В период строительства объектов системы газоснабжения (газопроводов, ГРП) незначительное загрязнение атмосферного воздуха происходит при работе передвижных сварочных постов и автотранспорта. Основная причина загрязнения воздуха разнообразными двигателями, использующими в качестве топлива продукты нефтепереработки, заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива.

При этом моделирование рассеивания не представляется возможным ввиду передвижного режима работ.

После окончания строительства источники выделения вредных веществ в атмосферу ликвидируются.

Для газоснабжения населённого пункта используется природный газ, транспортируемый по магистральному газопроводу – отводу через газораспределительную станцию, расположенную на восточной окраине населённого пункта. Давление газа на выходе из ГРС – 0,6 мПа.

По газопроводу к потребителю поступает природный газ, содержащий одорант. Природный газ обычно рассматривается как безвредный газ,бесцветен, не имеет запаха, не токсичен. Главная опасность связана с асфиксией из-за недостатка кислорода.

Состав газа и его характеристика приведены в Таблице № 12.2.

Таблица № 12.2. Состав и характеристика газа.

Состав газа		Теплота сгорания кДж/м3		Плотность, кг/м3
Компонент	Доля в общем объёме, ri	ai	aixri	ρi	ρixri
Метан СН4	0,9825	35840	35212,8	0,7168	0,7042
Этан С2Н6	0,0059	63730	376,0	1,3566	0,080
Пропан С3Н8	0,0019	93370	177,4	2,0190	0,038
Бутан С4Н10	0,0004	123770	49,5	2,7030	0,0011
Изобутан	0,0004	123840	48,7	2,6680	0,0011
Пентан С5Н12	0,0001	146340	14,6	3,2210	0,0003
Азот N2	0,0083	-	-	1,2505	0,0104
Кислород	0,0001	-	-	1,4290	0,0001
Углекислый газ	0,0004	-	-	1,9768	0,0008
Итого	1,00	-	35879,0	-	0,730

Таким образом, низшая теплота сгорания природного газа данного состава составляет

35879,0 кДж/м³ (35,879 МДж/м³), а плотность ρ₀ = 0,730 кг/м³.

Для одорации природного газа применяется этилмеркаптан. Среднее удельное содержание одоранта в природном газе составляет 0,016г. на 1м³ газа.

В период эксплуатации систем газоснабжения возникают незначительные постоянные выбросы газа, причиной которых является невозможность достичь полной герметичности резьбовых и фланцевых соединений, запорной арматуры, газового оборудования.

На подземных газопроводах эти утечки имеют место в газовых колодцах, где установлены задвижки и компенсаторы; на надземных газопроводах - в местах установки отключающих устройств. ГРП также являются источником утечек газа, вследствие не герметичности соединений оборудования, арматуры и газопроводов.

Выброс природного газа и одоранта может наблюдаться при проведении ремонтных и профилактических работ, а также в случае аварийной ситуации.

Максимально возможные утечки газа из проектируемого газопровода, проложенного по равнинной местности, через микросвищи и неплотности линейной арматуры(м³/год) определяется по формуле:

(12.1)

где 1113,5 – переводной коэффициент;

D – диаметр газопровода, м;

L – длина газопровода, км;

Р_ср – давление газа,кг/см^2;

T_ср – средняя температура газа в газопроводе, 288К^;

m – время эксплуатации газопровода, сутки;

z_ср – средний коэффициент сжимаемости;

t– степень начальной герметичности, принимаем 1,2.

Учитывая то, что в газопровод поступает с ГРС одорированный природный газ (с содержанием одоранта не менее 16 мг/м³), следовательно, за год в атмосферу может быть выброшено вместе с природным газом порядка 0,08 кг одоранта.

Указанное количество утечек равномерно распределяется по всей длине трассы газопровода. Максимальный объем утечек возможен только после длительной и небрежной эксплуатации (более 10 лет) вследствие появления микроповреждений в трубах и изношенности сальников запорной арматуры.

Для исключения возникновения утечек на линейной части перед вводом в эксплуатацию газопровод испытывают на герметичность.

В период эксплуатации газопровода возможны выбросы в атмосферу загрязняющих веществ.

Характеристика загрязняющих веществ, класс опасности и предполагаемые валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, приведены в таблице 12.3.

Таблица 12.3 – Характеристика загрязняющих веществ.

Загрязняющее вещество	Код вещества	ПДКм.р. (ОБУВ), мг/м3	Класс опасности	Валовый выброс загрязняющих веществ, тыс. т/год
Метан	410	(50)	-	0,968
Этилмеркаптан	1728	5х10-5	3	0,19х10-4

Примечание:

1. ПДК_м.р. – предельно- допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

2. ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

12.3 Расчет аварийного выброса

При эксплуатации системы газоснабжения предусматриваются мероприятия, практически исключающие возможность аварийных ситуаций на газопроводе и ГРП.

Основными причинами возникновения аварийных ситуаций в системах газоснабжения являются повреждение газопроводов различными машинами и механизмами, коррозия стальных газопроводов и разрыв сварных швов.

Кроме этого, как аварийную можно рассматривать ситуацию, возникающую при повышении давления в системе газоснабжения. В этом случае срабатывает предохранительно-сбросной клапан, который сбрасывает «лишнее» количество газа через «свечу» в атмосферу и снижает тем самым давление газа в системе.

Расчет выбросов газа и одоранта при аварийных выбросах производится согласно «Методике по расчету удельных показателей загрязняющих веществ в выбросах в атмосферу на объектах газового хозяйства».

Удельное количество выбросов газа, истекающего в атмосферу из щели в сварном шве газопровода G_г, г/сек, определяется по формуле:

G_г = g · f · W_кр ·ρ_г^отв · 1000, (12.2)

где g – коэффициент, учитывающий снижение скорости(0,97);

f – площадь отверстия, м², определяется по формуле:

f = n · π · d · s, (12.3)

где n – длина линии разрыва наружного периметра трубы газопровода в % от общего периметра, принимаем 0,5;

π = 3,14;

d – диаметр газопровода, м;

s – ширина щели сварного шва, принимаем 0,001м;

W_кр – критическая скорость выброса газа из щели в сварном шве стыка газопровода, м/с, определяется по формуле:

, (12.4)

где Т₀ – абсолютная температура газа в газопроводе, 288К;

ρ_г – плотность газа при нормальных условиях, принимаем 0,815 кг/м³;

ρ_г^отв – плотность газа перед отверстием в газопроводе, кг/м³, определяется по формуле:

(12.5)

где Т – абсолютная температура окружающей среды, 293К;

Р_о – абсолютное давление газа в газопроводе в месте расположения сварного шва, 400000 Па;

Р – атмосферное давление, 101325 Па.

кг/м³,

м/с,

f = 0,5 · 3,14 · 0,189 · 0,001 = 0,00029673 м²,

G_г = 0,97 · 0,00029673 · 385 ·3,27 · 1000 = 362,36 г/сек.

Расход газа L,м³/сек рассчитывается по формуле:

L = W_кр · f, (12.6)

L = 385 · 0,00029673 = 0,1142 м³/сек

Среднегодовая норма расхода одоранта составляет 16 г. на 1000м³ природного газа, поэтому количество одоранта в выбросах газа G_од,г/сек, определяется по формуле:

G_од = 0,016 · L, (12.7)

где L – расход газа через щель в сварном шве, м³/сек.

G_од = 0,016 · 0,1142 = 0,00183, г/сек.

12.4 Расчет выбросов загрязняющих веществ при вводе газопровода в эксплуатацию

При выполнении пуско-наладочных работ на наружных газопроводах количество газа, выходящего в атмосферу, V_пр,м³, определяется по формуле:

(12.8)

где V_с – объем газопроводов между отключающими устройствами, м³, определяется по формуле:

(12.9)

где L – длина газопровода между отключающими устройствами, 410 м;

F – площадь поперечного сечения газопровода, м²;

Р_а – атмосферное давление газа, 101325 Па;

Р_г – избыточное давление газа в газопроводе перед ШРП при пуске, принимаем 200000 Па;