Утилизация уходящих газов

 

 

 

4. Виброакустические факторы

 

Шум представляет собой спектр звуков различной интенсивности и частоты. По ГОСТ 12.1.003 - 83* [12] допустимый уровень шума - 80 дБа. Источником шума в газотурбинном газоперекачивающем агрегате являются: входной тракт компрессора, выхлопной тракт турбины, корпуса турбины, камера сгорания, центробежный нагнетатель природного газа, насосы, трубопроводы.

Эффективно  снижают шум звукопоглощающие и  звукоизолирующие элементы (материалы). В качестве шумозащитных устройств используются акустические экраны, выполненные тонколистового металла или пластмассы с укрепленным на нём звукоизолирующим материалом.

Для борьбы с  шумом аппаратов воздушного охлаждения масла и газа должны осуществляться следующие мероприятия:

1)при проектировании  вентиляторов выбирается умеренная окружная скорость, оптимальное число лопаток рабочего колеса;

2) отдалены все  препятствия от плоскостей входа  и выхода рабочего колеса;

3) прилегающие поверхности акустически обработаны.

Для исключения передачи структурного шума на раму-маслобак при установке на ней насосов  должны применяться амортизирующие прокладки.

Под вибрацией  турбоагрегата понимают чаще всего  колебания всей системы "турбоагрегат-фундамент-основание". Основным и непосредственным источником колебаний является валопровод самого газоперекачивающего агрегата. Технологическая вибрация воздействует на операторов стационарных машин или передаётся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Согласно ГОСТ 12.1.012-90 [19] допустимые значения вибрации при среднегеометрической частоте 63 Гц полосы составляют:

1) по виброускорению - 0,145 м/с² (2/3 октавы) и 0,8 м/с2 (2/4 октавы):

2) по виброскорости  - 0,12 м/с (2/3 октавы) и 0,2 м/с (2/4 октавы).

Допустимые  значения вибрации при среднегеометрической частоте 2 Гц полосы составляет:

1) по виброускорению - 0,08 м/с2 (2/з октавы) и 0,14 м/с2 (2/4 октавы);

2) по виброскорости  - 0,64 м/с (2/з октавы) и 1,3 м/с 014 октавы).

Данные значения соответствуют общей вибрации категории ЗА на постоянных рабочих местах в производственных помещениях предприятия, центральных постов управления цехом (компрессорной станцией). К категории 3 относится технологическая вибрация, воздействующая на обслуживающий (сменный) персонал стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие постоянных источников вибрации.

Вибробезопасные условия труда могут быть обеспечены:

1) применением  вибробезопасных машин;

2) применением  средств виброзащиты, снижающих  воз-действующую на персонал вибрацию по мере её распространения:

3) поддержание  во время эксплуатации технического  состояние машин на уровне, обеспечивающем норму вибрации.

Также вибробезопасные  условия труда могут быть обеспечены следующими техническими и проектно - строительными требованиями и нормами:

1) правильно  спроектированным фундаментом;

2) тщательной  центровкой и балансировкой роторов  газотурбинного газоперекачивающего агрегата;

3) правильно  сконструированными опорами.

 

5. Пожарная безопасность.

 

По степени огнестойкости здания и сооружения компрессорной станции магистрального газопровода выполнены из огнестойких материалов и имеют степень огнестойкости 2 в соответствии со СНиП 2.01.02 - 85 [18].

В местах, связанных  с возможной опасностью для людей, должны быть установлены знаки безопасности.

Опасность возникновения  пожаров на предприятиях газовой промышленности определяется прежде всего физико-химическими свойствами природного газа, который при несоблюдении определенных требований безопасности воспламеняется, вызывает пожары и взрывы, влекущие за собой аварии. Степень пожарной опасности зависит также от особенностей технологического процесса производства. Для предприятий транспорта газа характерны наличия большого количества горючих газов в магистральных газопроводах, высокое давление в трубопроводах, наличие большого количества ГСМ (турбинного масла).

Опасными факторами  пожара, воздействующими на людей, являются открытый огонь и искры; повышенная температура предметов, воздуха и т.п.; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрыв.

Взрывоопасные концентрации природного газа образуются во время отключения трубопроводов, резервуаров и аппаратов, когда не полностью удаленный газ смешивается с поступающим воздухом.

Как показывает статистика и опыт эксплуатации, пожары на КС происходят в основном из-за воспламенения масла в компрессорных цехах при разрыве маслопроводов и попадания его на горячие поверхности газоперекачивающих агрегатов; разрушение обвязочных газопроводов компрессорных цехов, сопровождающихся воспламенением газа и других горючих веществ и материалов; попадания посторонних предметов в полость нагнетателя; проникновения газа к очагу пожара из-за неплотного закрытия кранов в технологической обвязке; нарушении требований действующих правил и инструкций во время проведения огневых и газоопасных работ, а также требований пожарной безопасности персоналом служб УМГ на территории КС.

Борьба с  пожарами и мероприятия по их предупреждению могут быть эффективными только в том случае, когда противопожарные правила усвоены и повседневно соблюдаются всем персоналом предприятия.

Для поддержания  надлежащего режима эксплуатации все  здания и сооружения на КС должны быть классифицированы по взрыво- и пожароопасности, о чем делается надпись на металлических знаках, укрепляемых на воротах, калитках и дверях всех зданий, помещений и объектов находящихся в УМГ.

Согласно правилам эксплуатации электроустановок все  производственные помещения и установки, в которых размещается электрооборудование, по степени взрыво- и пожароопасности делятся на классы: B-I, В-Iа, В-Iб, B-II, В-IIа, П-I, П-II, П-IIа, П-III, В-Iг, и Н (В-взрывоопасные, П-пожароопасные, Н-невзрыво и непожароопасные).

Основной показатель для разделения производств по степени пожарной опасности – физико-химические свойства веществ, применяемых в производственном процессе. В соответствии с противопожарными нормами все производства по степени пожарной опасности подразделяют на пять категорий.

Категория  А – производства,  связанные с получением, применением или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости до 10% (по объему), содержащихся в таких количествах, при которых возможно образование с воздухом взрывоопасных смесей; жидкостей  с температурой вспышки паров      28 °С  и ниже; твердых веществ и жидкостей, воспламенение или взрыв которых может последовать при взаимодействии с водой или кислородом воздуха.

Категория Б – производства, связанные с обработкой, применением, образованием или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости более 10% (по объему), содержащихся в количествах, достаточных для образования взрывчатых смесей; жидкостей с температурой вспышки паров от 28 до 120 °С; горючих веществ, выделяющих пыль или волокна в количестве, достаточных для образования взрывоопасных смесей.

Категория – В производства, применяющие жидкости с температурой вспышки паров выше 120 °С или перерабатывающие твердые сгораемые вещества.

Категория – Г производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем состоянии, раскаленном или расплавленном состоянии с выделением лучистой энергии, искр, пламени, а также производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива,

Категория – Д производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии, механические цехи холодной обработки металлов, компрессорные станции для нагнетания воздуха, водонасосные станции, склады металла и др.

Распределение по категориям взрыво- и пожароопасности основных зданий и помещений КС приведено в таблице.

 

 

Таблица 6.4.

Категории взрыво и пожароопасности основных зданий и помещений КС.

Здания и  сооружения	Категория пожароопасности	Класс взрываемости по ПУЭ
Газораспределительная станция (ГРС): -помещение регулирующих клапанов -помещение расходомеров -щитовая -одоризационная  установка наружная -то же, в помещении -наружная установка  очистки газа Компрессорная станция (КС): -зал газовых  турбин -зал центробежных  нагнетателей -маслоблок -аккумуляторная -трансформаторная  при количестве масел более 60 кг -химическая  лаборатория -лаборатория  КаиМ и ртутная комната	А Д Г А А А   Г А В А   В В Д	В-1а - - В-1г В-1а В-1г   В-1а В-1а П-1 В-1а   П-1 П-1 П-1

 

• В цехах, КС 11 на основе действующих правил пожарной безопасности разработаны противопожарные инструкции, а также оперативный план ликвидации пожара, и проводятся систематические тренировки персонала по тушению пожара.

В ТКЦ, КС-11 имеется  схема пожарного водопровода  с указанием мест установки пожарных гидрантов и кранов.

Кроме системы  пожарного водоснабжения компрессорный  цех оборудуется также автоматической общецеховой системой пожаротушения и переносными индивидуальными средствами пожаротушения.

Автоматическая  общецеховая система пожаротушения  предназначена для сигнализации о появлении пламени, дыма в машинном зале или возгорания ГПА, аварийной остановки ГПА и ликвидации возгорания путем автоматической подачи пожарогасящего реагента в зону горения.

 

4. Экологичность проекта

 

Расчет высоты дымовой трубы.

 

Отвод дымовых газов от турбины ГТК-10-4 производится в дымовую трубу высотой 25 м, диаметром устья 0,9 м.

Цель расчета - подтвердить  соответствие дымовой трубы условиям необходимого рассеивания вредных  выбросов. Расчет проводим по выбросам и в соответствии с ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» [21].

Минимально  допустимая высота дымовой трубы, при  которой максимальная концентрация вредных выбросов не превышает ПДК, определяется по формуле:

, м

А – коэффициент, зависящий от метеорологических  условия в данном районе;

z =1. – число дымовых труб;

М_NOx = V_г* С_NOx= 69,2*0,08=5,53– суммарный выброс вредных веществ в атмосферу из дымовой трубы, г/с.

F=1, – коэффициент,  учитывающий характер выбрасываемых веществ.

m=1,  – коэффициент,  учитывающий влияние скорости  выхода газов из устья трубы, v=10-15 м/с;

n=1,  – коэффициент, связанный с опасной скоростью ветра при v_m>2;

м³/с - объёмный расход дымовых газов через дымовую трубу (см. тепловой расчёт утилизационного теплообменника)

- разность температур дымовых  газов и атмосферного воздуха  в теплый период года, ^оС

,

где

- температура дымовых газов,  ^оС, (см. тепловой расчет утилизационного теплообменника)

^оС

- температура воздуха в теплый  период, согласно СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [17]:

 ^оС

 ^оС

 

ПДК_NOx=0,085 мг/м3 – концентрация вредных выбросов в атмосферном воздухе, которая может быть создана дымовой трубой без превышения ПДК

Существующая  труба высотой 25 м удовлетворяет  рассеиванию вредных веществ дымовых  газов до концентрации меньше, чем ПДК

 

1. Источники загрязнения окружающей среды

Эксплуатация  оборудования и технологических  систем компрессорных станций связана, как известно, с воздействием на окружающую среду. К таким воздействиям следует отнести:

1. Выбросы вредных  веществ в атмосферу.

2. Сбросы загрязняющих  веществ в водные объекты.

3. Токсичные  отходы.

4. Воздействие  на почву и недра.

5. Шум и другие.

 

1. Выбросы вредных веществ в атмосферу

Выбросы вредных  веществ на компрессорных станциях (КС) можно разделить на две основные группы:

• выбросы (эмиссия) природного газа;

• выбросы продуктов  сгорания (выхлопных газов).

Распределение общей величины выбросов природного газа при его транспорте можно представить в виде следующих соотношений:

1. Общая величина  выбросов природного газа на  КС-100%

2. При пусках  и остановках ГПА (турбодетандер,  контур нагнетателя-73%

3. Утечки (фугитивные  выбросы) -17%

• уплотнения запорной арматуры по штоку-1,86%

• фланцевые  и резьбовые соединения -0,47%

• предохранительные  клапаны  -2,9%

• уплотнения затвора  свечной запорной арматуры–7,67%

• уплотнения компрессоров-2,81%

  • другое технологическое оборудования-1,29%

4. Ремонтные  работы, аварийные ситуации и  др-6%

Выбросы в составе выхлопных газов

Кроме выбросов природного газа (метана), на КС присутствуют еще и выбросы вредных веществ, образующихся в результате сгорания топлива на ГПА и котельных. К их числу относятся:

• продукты сгорания - азот, водяные пары, углекислый газ;

• окислы азота;

• двуокись углерода;

• окислы серы;

• углеводороды (в том числе не полностью сгоревший  метан);

• сажа.

При сжигании сероводородсодержащих  газов (Оренбургское, Астраханское месторождения) в атмосферу выбрасывается также серный и сернистый ангидриды, не сгоревший сероводород. В зависимости от природно-климатических условии региона, типа и количества ГПА на КС вредное влияние выбросов распространяется на расстояние от 1 до 6 км.

Наиболее вредное воздействие на окружающую среду оказывают соединения серы, окись углерода, окислы азота.

В качестве основных путей снижения величины выбросов вредных  веществ в составе выхлопных  газов являются конструкторские и технологические.

К конструкторским следует в первую очередь отнести:

• модернизацию устаревшего оборудования, в основном, камер сгорания;