Министерство газовой промышленности

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по разработке газопромыслового оборудования

ВНИШгаздобыча

РУКОВОДСТВО ПО НОРМИРОВАНИЮ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ГАЗОДОБЫВАЙЦИШ ПРВДИЯТИЯЩ

P-5I-I4I-89

Саратов 1989

Министерство газовой промышленности Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по разработке газопромыслового оборудования

ШШгаздобыча

РУКОВОДСТВО JI0 НОРМИРОВАНИЮ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ГЛВОДОБШМ[1ИМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

P-5I-I4I-8B

САРАТОВ V3h'J

P5I-WM9C.II 3*4Л*0бъем дымовых газов,образующихся при сгорании 1 м3 газа ( V_r ,мЗ/мЗ) определяемся по уравнениям процесса горения исходя из состава газа с учетом коэффициента избытка воздуха

И) :

^vr⁼ V⁺ V ⁺ Ч ⁺ Ч"    (¹⁸>

-0,01 (н₂ +    тг Сп Hnv * Нд S) ^ 0,0 \ (COj,-» СО+СН^+ пСаНт. ⁺Н₂ !>')+■

+ (0,75 V°d + 0, о 1 Л-„) + 0,2! V V'- I), где V⁰ - теоретически необходимый объем воздуха для сжигания I м3 газа ;

0,047t*[o,5 С0 + 0,5йд + 'гсн^+ (а +    +4,5    HgS*-0₂ ],    (¹⁹)

- коэффициент избытка воадуха*

При отсутствии данных о составе газа объем дымовых газов (мЗ/ч) определяют по приближенной формуле [5 ] :

V_r =7,84 d БЗ ,    (20)

где d. ~ коэффициент избытка воздуха;

В - расход газа на сжигание,мЗ/ч;

3    -    Калорийный    эквивалент    топлива    (табл.бприл.1).

3*4.2* При сжигания газа на факеле количество выбросов С-го загрязняющего вещества ( M._L ,г/с) определяется по формуле [6 J :

(21)

где В - расход газа на факел,г/о;

к. - экспериментально установленный коэффициент, равный;

при бессажевом сжигании газов-для СО К ~ 2x10"*,для Z СН K^SxICг\ для Щ К ^ Зх10Г³ ; при отсутствии устройстжа

0,25, для ZCH

3x1 СГ* (при

С.14 F-5I-I4I-69

гда    6    расход    топлива (жидкого иди твердого),г/с;

Qp - низкая теплота сгорания натурального топлива, ИДж/кг,ВДж/мЗ; к_со - количество оксида углерода,обрацую1цегося на единицу тепла,выделяющегося при горении топлива,кг/ГДж,принимается по табл*4.

Таблица 4

Значения коэффициента К_с0 для различных топочных устройств

Тип топки	Вид топлива	Коэффициент избытка воздуха за топкой	Ксо.кг/ГЛж
Камерные толки	мазут		0,32
Паровые и водогрейные котлы	газ природный, попутный,
	коксовый	X.1-1,15	0,25
Бытовые тепло-	газ природный	1,15-1,25	0,08
генераторы	легкое жидкое (печное) топливо	t	0,16

Если коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания за топкой по данный газового анализа больше,чей его норнатив-ное значение,указанное в тайл.4, toUqq принимается равный нулю; при значении меньвб,чбм нормативное,результат расчета по формуле следует умножить на отношение нормативного значения коэффициента избытка воздуха к фактическому*

3.6,3* Количество выбросов оксидов азота (Л'0_Х ,г/с) рассчитывается по формуле;

газообразного топлива), ^r=Vr'VH0 ~ СЮ:ь6м РУ*И* дыноьпх га job при той же 2 коэффициенте изоытка исъдуха /|Что и “3/кг \

F 51-ШЧЙ? О „Г?

^кал^“^аял*£’    ⁽⁴³>

где а_йл -    ковффициент,учитывающий место    х_лахчг

в корень факела через города    «0,025;

в пристенную зону    з0_$0Х5

£    ~    зодотопливное отноаение при подаче влаги в зону

‘горения ( д < Щ),5&.

^KN = №/Q_H)^1,25,    №

где* О, Q_H - физическая и номинальная тепловые нагрузки коела^З»,

3*6Л*2* Определено окслдоз азота,образующихся из азота топлива,производят по формуле:

{%J_T=bhN^p~0_l25)(L~0_iS) ,    ₍₄₅₎

где д/^р “ содержание то-& з топливе*

3.7* Определение величина выбросов при работе газоперекачивающих агрегатов

Выхлопные устройства газоперекачивающих агрегатов (ГПА) являются основными постоянно действующими источниками выбросов аа площадке ДХС.С днмсвшы газами ГИД в атмосферу поступают оксиды азота (NO + NO^) и оксид углерода (СО),количество выбросов которых зависит от типа и технического состояния ГПА*

3*7*1* Количество вредных веществ в выхлопных газах ГПА (г/с) определяют по формуле [5 J :

M_l = m_L-V_/)-10‘³;    (46)

где m_L - удельный выброо i-ro вещества (Щ, СО ),ыг/&3;

V, - об геи выхлопных гааов,иЗ/с.

Величину выбросов /УО, приникают в количестве 0,6 от общей величины выбросов

3*3* Вентиляционные выбросы

Прц размещении технологического оборудования в зданиях ш блок-боксах неорганизованные выбросы от оборудования попадают в

С.18 Р-51-Ш-89

воздух производственных помещений.Удаление вредных веществ из воздуха производственных помещений производится с помощью обще обмены ой вентиляция.

Количество l-го загрязняющего вещества (Mj, _f г/о), выбрасываемого через общеобменную вентиляцию,определяется по формуле [б J s    _п

M_l=C_lk2ij-Ю"³,    (47)

где С,

-    концентрация о -го загрязняющего вещества, иг/м3 (для вновь строящихся и реконструируемых старых производств принимается равной ДДК рабочей зоны L -го компонента,для эксплуатируемых производств - по данным замеров);

к

-    поправочный коэффициент: для насосных «оборудованных центробежные насосами, к * 1,5; пораненный насосани К =3; для компрассорких К =2;

-    суммарная производительность вентиляционных установок,мЗ/ч.

3.9. Выбросы от больыих и малых "дыханий" резервуаров [9

3.9.1. Выбросы от больших "дыханий" резервуаров происходят при заполнении резервуара,в результате чего из газового пространства вытесняется з атмосферу паровоадуиная смесь. Больиие"/дыхьиКй^н относятся к залповым выбросам.

Весовой расход вытесненных из резервуара паров продукта

VH - объем поступающей в резервуар жидкости,мЗ/с;

( G

где

С - средняя объемная концентрация паров и паровоздушной смеси,вытекающей Из газового прострой от"- резервуара;

- идейность па ров, приведенная к давлению Б газовом ипост^анстве_>кг/нЗ.Лля ориентировочных расчетов придается £> “ 0,

Т - время ^now&mft    С ₍

P-5I-I4I-89 С «19

тт_

\п

(49)

где Р_л - среднее парциальное давление паров в вытесняемой

^Ргл -

9,10J , МПа; абсолютное парциальное давление в газовой пространстве во вреия его заполнения.Во время наполнения обычных стальных наземных резервуаров можно принять равным ОД ЫГ1а.

паровоздушной смеси

Годовые выбросы от больших "дыханий” (О

год

подсчитать по следующему уравнению:

в. д

_#кг) можно

&^Г°^А = П'\/ *С • S n,,    {50)

бд    пол    с.г

где гь - коэффициент оборачиваемости резервуара в течение данного года;

%ол “ полезный объем резервуара (V_nQJ1 в0,95*

-полный объем),мЗ;

С_сг - среднегодовая объемная концентрация паров в резервуаре.

3*9.2«Выбросы от малых "дыханий" резервуаров происходят вследствие повышения давления в газовом пространстве резервуара при колебании температуры и парциального давления до величины* превышающей установленное давление дахательного клапана.

Малые "дыхания" относятся к постоянным выбросам.

Ориентировочно годовые выбросы {G-™ , т ) от малых "дыханий" из наземных стальных вертикальных цилиндрических резервуаров определяются по формуле:

С «4,37^4*0* .    (51)

где Ру - упругость паров продукта при средней температуре его,кг/см2;

D - диаметр резервуара^;

к_н - коэффициентучитывающий влияние высоты газового пространства резервуара (Н^)*м.

V0*175 (0_f328H_r+5)⁰*⁵⁷ -0,1 ,    (52)

К₀ * коэффициент учитывающий влияние окраски резервуара; алюминиевая I; белая KgsO.75; красная (<$ез краски) 1,25;

3    - плотность продукта.т/мЗ.

Р-51-Ш-89 С .21

Таблица 5

t_K (°с>

Количество выбросов (г/с) на единицу тепдообиеяной аппаратуры и средств перекачки в зависямостя от вида продукта или средней температуры кипения жидкости

Аппаратура и средства	Газ,бензин	Керосин,	Нефть,
перекачки	и жидкости оуКОТ?	ДИЗТОПЛИВО	мазут и
		я жидкости 0 М20’**	жидкости ~ о tK > 300^

Кожухотрубный теплообменник? трубное пространство	0,С56	0,028	0,0»
межтрубное пространство	0,С56	0,С28	0,0»
Кожухотрубный холодильник	0,056	0,028	0,014
Кожухотрубный кипятильник	0,056	0,028	0,014
Погружной холодильник	0,278	0,139	0,003
Аппарат воздушного охлаждения	0,028	0,019	0,011
Насосы центробежные с одним уплотнением вала торцевым	0,022	0,011	0,0С5
сальниковым	0,039	0,019	0,008
Насосы центробежные с двумя уплотнениями вала торцевыми	0,039	0,019	0,008
сальниковыми	0,072	0,036	0,014
Насосы центробежные о двойными торцевыми уплотнениями или бессальниковые типа ЦНГ	0,005	0,003	0,003
Компрессоры центробежные	0,033	-	-
Компрессоры пораневые	0,069		т
Количество валовых парогазовыделений		от наоооно-кошрессорного
оборудования и арматуры,расположенных в технологических			: цехах,
может также приниматься в соответствии с		[и].

КГКСВЦДЯНКЯ НОМШВНЬЙ ДОКУМЕНТ

Руководство по нормированию    Р-5Ы%1~89

выбросов в атмосферу

газодобывающий предпряатвямщ    Разработан впервые

Дета введеввя 01,06.89

Нестоящи* руководящий документ уссовааяввмт методы расчета выбросов ааграанавщах вещее» в атмосферу в парадов устав овве вив норм о родимо допустимых выброоов при реботе гмодобнвепщих предприятий.

Рувоиодящий дмумент обяеателеи до проевтных.иаучно-аооледсватеисиах щютитутш отресхи и прмаводотвеяиш обмдинеяий Вии га апрша,проектирующих в еиопдуатирувщих газодобывавщм предприятия.

С .22 Р-51-Ш-89

3,10.3, Количество выбросов (М^_Л ,г/с) от неЦтедовуик открытого или полуоткрытого типа (поверхность частично иди полностью покрыта шифером или другим материалом)«предназначенных для отделения конденсата в сточных водах*рассчитываеюя по формуле [6] s

м" = OM^Ofl V)(0.7518 Р_5(тК₅)^К1Ч%-/Х    Ю'²,    (57)

где V - среднегодовая скорость ветра,м/с;

Р?(38) - давление насыщенных паров конденсата при температуре 38%«сбрасываемого со сточными водами на нефтеловушки ,йа; с - концентрация конденсата в сточных водах,мг/д (принимается по данный заводской лаборатории);

F - площадь поверхности жидкости,м2; к₅ - коэффициент,принимаемый в зависимости от значения давления насыщенных паров (> rfla) ловушечного продукта и температуры сточных вод по табд.1-4 (прил*2),причем вместо температуры газового пространства (t_r, °С ) берется численно равное ей значение температуры сточных вод, принимаемое по данным периодических замеров; к₁₀ - коэффициент.имещий значения:при поступлении

в нефтеловушку конденсата с давлением настенных паров P_s(5g) меньше £,5 tfla    для    конденсата

с давлением насыщенных паров бодве 1,5 гПа

K_I(f 0,25#

- коэффициент,принимаемый по табл.5 (дрил#2)

3,10,4# Количество выбросов (г/с) от объектов сооруиеннй механической очистки (песколовок,прудов доподни тельного отстоя _fl флотаторов) рассчитывается по формуле:

К

ti

..мо _ м М, = М

|НА , р УМО о ! и_ Вал гнм Л»* н

К 12

(58)

где

Ш)

к

МО

И

№

'п

валовые выбросы загрязняющих веществ от нефтеловушек,г/с,рассчитанные по уравнению (57); площадь одного из объектов сооружений механической очис тки,м2;

площадь испарения нефтеловушки,и2^ коэффициенты для объектов механической очистки и нефтеловушек,принимаемые по табл.5 (прил.2);

коэффипиеит,нрииимаимий ;ы

таол.6(прил,2).

С ,2 Р-51-Ш-89

I, ФИШ ПШОШША

1.1,    Целью настоящей работы является разработка руководства по нормирована» выбросав загрязняющих веществ в атмосферу для газодобывающих предприятий (ГЛЛ): скважин,установок предварительной подготовки га8а (УППГ ), установок кокплекоаой подготовка газа (УКПГ), головных сооружений (ГС), дожи иных комлрео-соршх станций (ДКС), работающих в нормальных условиях эксплуатации, определяемых правилами [I ] •

1.2,    Документ устанавливает единые метода расчета параметров выброса ( массы и объема гавовоздуиной смеси) для основных источников ГДП при определении предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ х ВСВ).

1.3,    Руководящий документ предназначай для проектных, научно-исследовательских организаций к производственных объединений Ымагазпрома о целью оказания практической помощи работникам служб,занимающихся разработкой норм ПДВ.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗСЩСБЫШШ ПРЕДПРИЯТИЙ И ИСТШНШСФ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА НИХ

2Д, Характерно гика газодобывающих предприятий

2.1.1,    Газодобывающее предприятие предназначено для добычи,обора и подготовки газа к газового конденсата к дальнему транспорту*В постав ГДП входят следующие сооружения; скважины, УППГ , УКПГ, ГО , ДКС,

2.1.2,    Эксплуатационные скважины предназначены для отбора газа на пласта,

2.1.3,    УППГ предназначены для сбора газа,ииступаювдго со скважин, я его первичной подготовки (сепарации и ос у яки),

2.1.4,    УКПГ предназначены для сбора и полной обработки газа и газового конденсата до кондиции с последующей подачей его в магистральный газопровод при децентрализованной системе сбора и обработки газа.

2.1.5,    ГС предназначены для полной ооработки газа и газового конденсата до требуемой кондиции,компримирования газа и хозрасчетного замора иродукшш₍поступадей в магистральный трубопровод при ионтралиаованцой системе сбора и обработки газа.

Р-51-Ш-89 С.З

2.1.6, ДКС предназначается для компримирования основного потока газа при падении давления ниже давления в иагистральной газопроводе ,а также газа выветривания поступающего из концевых трапных установок и емкостей*

2.1*7» Установки и сооружения,входящие в состав объектов ГДП,включают:

установки основного технологического назначения-сбора и замера дебита скважин,первичной и низкотемпературной сепарации, осупни газа .очистки от сероводорода,компримирования основного потока газа и газов стабилизации,низкотемпературной абсорбции, получения искусственного холода,стаоилизапии и перекачки газового конденсата;

установки и оборудование общего технологического назначен»!-регенераций осушителей и антигидратных ингибиторов,приготовления и распределения ингибитора по точкам ввода,блоки дренажной емкости,топливного газа,отключающей арматуры на входе и выходе с площадок У1ШГ , УЮ1Г, ГС,ДКС,факельное хозяйство;

установки подсобно-вспомогательного назначенья-анерго-телловодоснабжения,пожаротушения,связи и т.д.

2.2. источники загрязнения атмосферы на газодобывающих Предприятий*

Работа установок на объектах добычи и промысловой обработки газа сопровождается выделением в атмосферу загрязняющих веществ,Загрязнение атмосферы происходит как за счет технологически неизбежных выбросов,так и газовыделений,возникающих вследствие' неплотности разъемных соединений оборудования и арматуры.Возможны также выбросы,связанные с отклонением от технологического режима (сброс с предохранительных клапанов, аварийный сброс).

2,2,1. Технологически неизбежные Выбросы относятся к организованным и подразделяются на выбросы постоянного и периодического действия.

2,2 Л Л. Источниками постоянных технологически неизбежных выбросов являются:дымовыз трубы печей регенерации осушителей и антигидратных янгибиторов.печей аминовой сероочистки,печей-подогревателей; дымовые трубы котельных; выхлопные устройства

С л Р-51-Ш-89

газоперекачивающих агрегатов; факелы низкого девлеашцпредназ-наченные для сжигания газов выветривания конденсата и отходящих газов с установок регенерации сорбентов; вентиляционные вахты*

2.2.1.2.    Источниками периодических технологически неизбеа-ннх выбросов явдяются:факеды,предназначенные для сжигания газов продувок окважии,шлейфов,соединительных газопроводов,аппаратов; свечи для стравливания газа из технологических аппаратов; дыхательные клапаны резервуаров.

2.2.1.3,    Следует учитывать технологически неизбежные выбросы,связанные с работой буровых установок,установок по капренонту скважин,а также выбросы от автотранспорта,которые значительно загрязняют атмосферу.

2.2.2.    Гавовыделения от неплотностей разъемных соединений оборудования^ также вследствие газопроницаемости материалов, относятся к неорганизованным выбросам постоянного действия. Источниками таких газовыделений являются:

1)    уплотнения неподвижные фланцевого типа,т*е,фланцы,люки,

лавы;

2)    уплотнения подвижные,т.е«уплотнения вращающихся валов насосов и компрессоров;

3)    уплотнения аапорно-регудирующей арматуры,т.в,уплотнения штоков и валов регулирующих клапанов,заслонок и задвижек.

К неорганизованным источникам выбросов относятся также нефтеловушки,предназначенные для отделения конденсата в сточных водах,объекты сооружений механической очистки (песколовки, пруды дополнительного отстоя,флотаторы),объекты сооружений биологической очистки сточных вод,

2.2.3.    В случае возникновения аварийной ситуации на каком-либо объекте ГДП основным источником загрязнения атмосферы

будет являться факел высокого давления,на который происходит сброс газа со всего технологического оборудования.

2.3.    Характеристика загрязняющих веществ .поступающих в атмосферу от газодобывающих предприятий

2.3.1, Основными загрязняющими веществами,поступающими в атмосферу при эксплуатации объектов добычи и промысловой обработки газа бессернистых месторождений, являются углеводороды, оксиды азота ( Л'О, .VO>),оксид углерода (00).сажа.пары метанола, дизтиленгдиколя,Обнэин8 и керосина*

Р-5Ы41-89 0.5 Если природам! газ содержит соединения серы,то в атмосферу поступают также сероводород,диоксид серы ( S (^),меркаптаны* Величины предельно допустимых концентраций (ПДК) этих веществ в воздухе рабочей зоны и населенных пунктов приведены в табл.1.

Таблица I

••nuvU вред- ности

Предельно допустимые концентрации*мг/м3 Ориентировочные безопасные уровня воздействия загрязняющих веществ в воздухе населенных меот* мг/мЗ — ■ — рабочей зоны населенных пункте» (максимально разовые) 300 50 2 0,0В5 - - 0,6 - 20 5 - 10 0*008 — 3 «■ 10 0,5 - 5 I - - 0,8 100 5,0 «, - 1,2 4 0,15 -

Нормы содержания загрязняющих веществ в атмосферная воздухе

загрязняющее

вещество

Углеводороды

алифатические

предельные

^С1"^СЮ

(в пересчете

на С)    4

Диоксид азота

(Л%>    ²

Оксид азота( Л0)    3

Оксид углерода (СО)    k

сероводород    2

Сероводород в смеси с углеводородами    3

Диоксид серы ($0>)    3

Метанол

(метиловый

спирт)    3

Диэтиленгликоль

(ДЗГ)

Бензин кефтяыо! (пары) в пересчете на углерод 4

Керосин(пары)

Сажа    3

С.6 P-5I-I4I-89

2.3.2,    Среди веществ поступающих в атмосферу от-объектов ГДП,эффектом суммации обладают:

диоксид серы ( $0>) и сероводород (H^S )•

диоксид серы ( Ь'С^) и диоксид азота ( ^0>).

3. РАСЧЁТ ВЫБРОСОВ ЗАГРНЗНЯЮЩАХ ВЕЩЕСТВ ПРИ'

ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОДОБЫВАШИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

3.1. Определение выбросов при продувке скважин

Технологические операции.связанные с продувкой скважин, являются источником периодических,но мощных выбросов.Во избежание образования взрывоопасных концентрации метана,а также поступления в атмосферу высокотоксичных веществ (сероводород, меркаптаны) продувка скважин проводится с обязательным сжиганием продувочных газов на факеле.В результате этих операций в атмосферу поступают продукты полного и неполного сгорания газа.

3*1.1» Объемный расход газа ( V ,м³/о)«поступающего при продувке скважины для сжигания на факеле«принимавтся равным среднему дебиту скважины,определяемому по 1 2 | .

3.1.2,    Весовой расход продувочного газа (и_пр,г/с) определяется по формуле:

M_np = V_plQ³, _    (X)

где V - объемный расход газа,м⁴/о;

J> - плотность газа_#кг/м^а.

3.1.3,    При расчете валовых выбросов годовой объем про

дувочных газов, посту лающих соснважин для сжигания на факеле (    , мЗ/г),определяется по формуле?

v_£ - Vj t V« ⁺ V_f ,    (?)

где Vj - годовой объем продувочных газов со-скважин, вводимых в эксплуатацию,м3;

V_H - годовой объем продувочных газов при газо-гидродинамических исследованиях скважин,мЗ;

Vp - годовой объем продувочных газов со скважин, выводимых из капитального ремонта,м3.

P-5I-I4I-89 0.7 (мЗ/г) определяются по формулам:

Значения

V_r

(3)

(4)

(5)

V₃ = V'C п иг, V<mk_l

Vp — \ЛС \х f ^    ,

где V объемный расход газа при продувке,мЗ/сут;

'С    - время продувки,сут;

а    - число продувок за год;

-    число скважин,вводимых в эксплуатацию в L -ныЁ год разработки месторождения;

-    число действующих скважин на коней 1-го расчетного года;

-    число скважин выводимых из капительного ремонта на коней L-го расчетного года.

Продолжительность и периодичность продувок скважин в зависимости от вида продувочной операции приведены в табл.2.

Таблица 2

Периодичность

операции

Прсд^жительность и периодичность продувок скважин

Наименование операции

Среднее

время

продувки,

Продувка скважин при вводе в эксплуатацию

Продувка скважины при выводе из капитального ремонта Газогидродииамические исследования [2 ]

24-72

ч

24-72

P-5I-141-89 C.9 3.2,2. Норма расхода- газа при Одной продувке аппарата (Н_Др,иЗ) определяется по формуле f 3 J :

^нпр--^Н1«^кР^кт^кг^кг^каЧ *    (?)

где Н_ыСХ - исходная норма газа при одной продувке аппарата,м3;

^Kp^,KT^,Kr*W" я⁰¹¹*³⁰³⁰⁴*¹**⁶ коэффициенты,учитывающие ооответ-к_г    ственыо отклонения действительного

давления (Р),температуры (Т)относительной плотности газа ( ₍f ),коэффициента сжимаемости ( г ), диаметра продувочной задвижки ( d ) и времени продувки ( 'Г ) от исходных условий.

Значения поправочных коэффициентов определяются по формулам (8) - (13) или по табл.1,2 (лрил.1).

К.

5,5

^КГ = -

0,6

г

„ _ / О.У87

^кг V

^ксГ

г

(8)

(9)

(10) (Ш (12)

^Kt ~

2500

10

<13)

3,2.3* Исходная норма расхода газа 0¹ЙСХв#“³) при одной продувке аппарата определяется по формуле:

2 9d^Ztl

Н

но 864 Ум

где Р - абсолютное давление в алпарате.Ш1а; d - диаметр продувочной задвижки,мм; гс - время продувки,с ;

Т - относительная плотность газа по воздуху; Т - температура в аппарате.К;

Z - коарриииент сжинаеаости газа.