Приложение 3. Нормы герметичности предохранительных пружинных полноподъемных клапанов (по ГОСТ 9789-75)

Приложение 3

Нормы герметичности предохранительных пружинных полноподъемных клапанов
(по ГОСТ 9789-75)

Показатель	Класс герметичности	Д_у, мм
		25	40,50	80-100	150-200
Пропуск среды через	1	2	5	10	15
затвор, см3/мин, не более	2	5	10	25	40

Примеры расчета величины неорганизованных выбросов

Пример 1. Расчет выполнен с использованием настоящей методики для опытно-промышленной блочной установки очистки нефтяного газа от сероводорода на Копей-Кубовском месторождении НГДУ "Октябрьскнефть" (АНК "Башнефть"). Установка запроектирована НИПИгазпереработкой в виде блоков, монтируемых вне помещений на площадке УПН-2 этого месторождения.

Порядок расчета.

1. На основании данных технологического регламента на проектирование установка разбивается на 4 технологических участка, различающиеся составом технологических сред:

I участок - характерен наличием неочищенного от сероводорода нефтяного газа. Он включает в себя промывную колонну К-1, смеситель нефтяного газа с воздухом СГ-1, технологическую печь П-1 (только змеевик с нагреваемым газом) и вход в реактор P-1.

II участок, содержащий поток очищенного от сероводорода газа, включает в себя выход газа из P-1, конденсатор серы KC-1, сероуловитель СУ-1, промывные колонны К-2 и К-3 (работающие попеременно) и серозатвор CЗ-1.

III участок - линия подачи природного топливного газа, топочное пространство печи П-1 и выход дымовых газов из П-1.

IV участок - контур циркуляции водяного пара и конденсата, обеспечивающий съем тепла в KC-1 и обогрев СЗ-1.

2. Для каждого участка подготавливаются исходные данные для расчета на основании технологического регламента, технологической схемы, содержащей данные о запорно-регулирующей арматуре (ЗРА), монтажных чертежей блоков и рабочих чертежей отдельных аппаратов. По данным этих материалов для каждого участка в отдельности определяется количество неподвижных соединений (фланцев, люков, заглушек и т.п.) и ЗРА, находящихся в среде, содержащей вредные компоненты, то есть исключаются фланцы и ЗРА на потоках воды, воздуха, водяного пара. Принимается, что вся ЗРА присоединена к штуцерам и трубам сваркой, т.е. без фланцев. Исключаются также выбросы дымовых газов из П-1, так как они относятся к организованным выбросам. Анализ технологии показывает, что участки, содержащие вредные компоненты - углеводородные газы и сероводород, не имеют механизмов с подвижными соединениями (компрессоров, насосов, воздуходувок и т.п.). Для I участка учтен предусмотренный технологическим регламентом отбор пробы сырого газа в пробоотборник (1 раз в сутки для хроматографического анализа).

Состав технологических сред, учитываемых в расчете, приведен в табл. 1пр. В соответствии с /12/ должен быть проанализирован выброс отдельных углеводородов или фракций с различной степенью вредности. В данном случае, учитывая одинаковую величину ОБУВ для метана и суммы предельных углеводородов - , в которой метан составляет (для данного нефтяного газа) 25 - 30%, целесообразно считать только выбросы суммы углеводородов.

Может быть полезен расчет выброса изобутана, для которого ПДК существенно ниже, чем ОБУВ смеси. Такие расчеты неорганизованных выбросов отдельных углеводородов обязательны в тех случаях, где возможны значительные выбросы этих углеводородов из других организованных источников.

Таблица - 1 пр. - Состав потоков, содержащих вредные вещества

Компоненты		Код	ПДК м.р. (ОБУВ), мг/м3	Содержание, % масс
				Неочищенный нефтяной газ (участок I)	Очищенный нефтяной газ(участок II)	Природный газ (топливо) (участок III)
Углеводороды C_1 - C_5+		0415	(50)	63,39	66,13	98,64
В т.ч. метан		0410	(50)	14,12	23,11	98,43
	изобутан	0412	15	3,82	3,36	0,02
	пентан+	0405	100	2,65	2,30	0,02
Сероводород		0333	0,008	2,68	0,15	отс.
Азот		-	-	29,18	29,51	1,05
Диоксид углерода		-	-	4,57	4,00	0,28
Кислород		-	-	0,17	0,21	0,03

В табл. 2пр. приведены данные о количестве учтенных в расчете возможных мест утечки газа.

3. Расчет неорганизованных выбросов вредных веществ по участку I

Утечка углеводородов - через фланцы и др. неподвижные соединения по формуле (1):

мг/с

где 0,20 - утечка через 1 фланец по приложению 1, мг/с;

6 - общее число фланцев на уч. 1 по табл. 2пр., шт;

0,03 - доля фланцев, потерявших герметичность (приложение 1);

0,6339 - содержание углеводородов - в газе, масс доли (по табл. 1пр.)

Аналогично утечка изобутана и сероводорода через фланцы на участке I:

мг/с

мг/с

Утечка углеводородов - на участке I через неплотности ЗРА также по формуле (1):

мг/с

где 5,83 - утечка через 1 ЗРА по приложению 1, мг/с;

18 - число единиц ЗРА на газовом потоке уч. I, шт.;

0,293 - доля количества ЗРА, потерявших герметичность

Аналогично утечки i- и через неплотности ЗРА на участке I:

мг/с

мг/с

Утечка углеводородов - при продувке пробоотборника по формуле (3):

мг/с

Аналогично подсчитываются утечки изобутана и сероводорода и затем суммируются утечки углеводородов, сероводорода и, если надо, общее количество вредных неорганизованных выбросов по участку I.

Такие же расчеты выполняются по участкам II и III. При этом расчеты выброса изобутана на III участке нецелесообразны из-за исчезающе малой величины его содержания в используемом в качестве топлива природном газе. На участке IV, как видно из описания в начале примера, вредные выбросы отсутствуют.

Результаты расчета сведены в табл. 2пр. Как видно из результирующей строки таблицы 2пр, суммарные неорганизованные выбросы по установке очистки газа в регламентном режиме составляют по углеводородам - 42,5878; по изобутану - 1,5779, по сероводороду - 0,8418 и суммарно по вредным выбросам - 43,4296 мг/с.

Данные таблицы показывают также, что при небольшом числе фланцев и др. неподвижных соединений утечками через них можно пренебречь.

Таблица - 2 пр. - Неорганизованные выбросы с установки очистки газа, мг/с

Источник	Количество, характеристика	Общий выброс вредных компонентов	В том числе
			Углеводороды		Сероводород	Окислы азота и т.д.
			C_1-C_5	в т.ч. i-C_4
I участок
Фланцы	6 шт.	0,0238	0,0228	0,0014	0,0010	Отсут.
ЗРА	18 шт.	20,3149	19,4909	1,1745	0,8240	-"-
Отбор проб	1 в сут.	0,3185	0,3056	0,0184	0,0129	-"-
Всего по I уч.		20,6572	19,8193	1,1943	0,8379	-"-
II участок
Фланцы	6 шт.	0,0239	0,0239	0,0012	< 0,00015	-"-
ЗРА	7 шт.	7,5839	7,5800	0,3851	0,0039	-"-
Всего по II уч		7,6078	7,6039	0,3863	0,0039	-"-
III участок
ЗРА	9 шт.	15,1646	15,1646	-	Отсут.	-"-
Всего по установке		43,4296	42,5878	1,5779	0,8418	-"-

Пример 2. Рассчитаны неорганизованные выбросы на площадке блока 6 реконструируемой установки газофракционирования (ГФУ) Миннибаевского ГПЗ и вентиляционные выбросы из насосных этой установки. Проект технического перевооружения выполнен мг/с

Утечка углеводородов - на участке I через неплотности ЗРА также по формуле (1):

мг/с

где 5,83 - утечка через 1 ЗРА по приложению 1, мг/с;

18 - число единиц ЗРА на газовом потоке уч. I, шт.;

0,293 - доля количества ЗРА, потерявших герметичность

Аналогично утечки и через неплотности ЗРА на участке I:

мг/с

мг/с

Утечка углеводородов - при продувке пробоотборника по формуле (3):

мг/с

Аналогично подсчитываются утечки изобутана и сероводорода и затем суммируются утечки углеводородов, сероводорода и, если надо, общее количество вредных неорганизованных выбросов по участку I.

Такие же расчеты выполняются по участкам II и III. При этом расчеты выброса изобутана на III участке нецелесообразны из-за исчезающе малой величины его содержания в используемом в качестве топлива природном газе. На участке IV, как видно из описания в начале примера, вредные выбросы отсутствуют.

Результаты расчета сведены в табл. 2пр. Как видно из результирующей строки таблицы 2пр, суммарные неорганизованные выбросы по установке очистки газа в регламентном режиме составляют по углеводородам - 42,5878; по изобутану - 1,5779, по сероводороду - 0,8418 и суммарно по вредным выбросам - 43,4296 мг/с.

Данные таблицы показывают также, что при небольшом числе фланцев и др. неподвижных соединений утечками через них можно пренебречь.

Таблица - 2 пр. - Неорганизованные выбросы с установки очистки газа, мг/с

Источник	Количество, характеристика			Общий выброс вредных компонентов			В том числе
							Углеводороды						Сероводород			Окислы азота и т.д.
							С_1-С_5			в т.ч. i-C_4
I участок
Фланцы	6 шт.			0,0238			0,0228			0,0014			0,0010			Отсут.
ЗРА	18 шт.			20,3149			19,4909			1,1745			0,8240			-"-
Отбор проб	1 в сут.			0,3185			0,3056			0,0184			0,0129			-"-
Всего по I уч.				20,6572			19,8193			1,1943			0,8379			-"-
Вещество		Код 1	ПДКм.р.			ПДКр.з.	Содержание, % масс
(смесь)		по /12/	(ОБУВ) мг/м3 по /12/			по ГОСТ 12.1.005-88	в ШФЛУ		в сырье блока N 6			в утечках из
												паровой фазы			легкой жидкости		тяжелой жидкости
Исходная смесь углеводородов C_1-С_10 в том числе:		-	-			300	100,0		100,0			100,0			100,0		-
метан		0410	(50)			-	0,41		отс.			0,11			отс.		-
бутан		0402	200			300	23,43		41,49			45,69			27,83		-
изобутан		0412	15			-	11,84		20,97			22,90			14,7		-
пентан		0405	100			300	6,25		11,06			12,08			7,42		-
гексан		0403	60			300	3,72		6,59			отс.			9,30		-
Смесь C_1 - С_5		0415	(50)			-	94,02		89,40			100			60,0		-
Смесь С_6 - С_10		0416	(30)			-	5,98		10,60			отс.			40,0		-
керосин		2732	(1,2)			300	-		-			-			-		100
этиленгликоль		1078	(1,0)			5	-		-			-			-		60
II участок
Фланцы	6 шт.				0,0239			0,0239			0,0012			< 0,00015			-"-
ЗРА	7 шт.				7,5839			7,5800			0,3851			0,0039			-"-
Всего по II уч					7,6078			7,6039			0,3863			0,0039			-"-
III участок
ЗРА	9 шт.				15,1646			15,1646			-			Отсут.			-"-
Всего по установке					43,4296			42,5878			1,5779			0,8418			-"-

Пример 2. Рассчитаны неорганизованные выбросы на площадке блока 6 реконструируемой установки газофракционирования (ГФУ) Миннибаевского ГПЗ и вентиляционные выбросы из насосных этой установки. Проект технического перевооружения выполнен.

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

2. Подсчитывается количество фланцевых соединений (к которым отнесены также люки колонн и крышки теплообменников) и единиц запорно-регулирующей арматуры на наружной площадке блока 6 отдельно для газовых потоков, потоков легких жидких и сжиженных углеводородов, керосина и антифриза.

Аналогично подсчитываются соединения и ЗРА на потоках в помещении насосной (где все потоки жидкие) и количество уплотнений насосов отдельно по видам потоков и типам уплотнений (согласно п. 1.8 настоящей методики вентвыбросы из помещений рассчитываются аналогично неорганизованным выбросам на открытых площадках).

Согласно технологическому регламенту установки ГФУ все технологические продувки (при отборе проб, сбросе дренажных жидкостей, проверке ПК и ЗРА) осуществляются в закрытых системах со сбросом выводимого продукта на свечу или в сепараторы, т.е. неорганизованные выбросы при продувках отсутствуют.

Все данные о видах и количестве источников утечек сведены в табл. 4пр, в которой представлены также и результаты расчета.

3. Рассчитываются выбросы из неподвижных соединений и ЗРА на открытой площадке (П) по формуле (1) РД:

для газовых потоков

мг/с

мг/с

где 0,020 и 5,83 - утечки через 1 фланец и через 1 единицу ЗРА соответственно, в мг/с;

884 и 360 - количество единиц фланцевых соединений и ЗРА на газовых потоках соответственно, шт.;

0,03 и 0,293 - доля фланцев и ЗРА на газовых потоках потерявших герметичность;

1,0 - массовая доля суммы углеводородов Ci - do в газовых потоках

Всего для газовых потоков на площадке 620,74 мг/с.

С использованием данных таблицы 3пр. определяем выбросы отдельных углеводородов и фракций в составе этого выброса:

Выбросы углеводородов - в этом потоке отсутствуют, а выбросами метана можно пренебречь. В связи с этим в данном случае выброс смеси углеводородов - :

мг/с

выброс изобутана

мг/с.

Аналогично рассчитываются утечки из легких жидкостных потоков и из потока керосина на площадке.

Для антифриза, который состоит из 60% масс, этиленгликоля (ЭГ), являющегося вредным веществом, и 40% масс/воды, утечки подсчитываются:

мг/с

мг/с

где 0,60 - массовая доля ЭГ.

Общая утечка ЭГа на площадке составляет, таким образом, 4,37 мг/с, а утечки собственно антифриза соответственно равны мг/с.

4. Рассчитываются выбросы в насосных (Н): для неподвижных соединений и ЗРА аналогично описанному выше, а для насосов по формуле (2) РД:

для легких углеводородных жидкостей:

мг/с

для керосина:

мг/с

для этиленгликоля:

мг/с

где 0,020, 0,140 и 0,080 - расчетные величины утечки для двойных торцовых, сальниковых и одинарных торцовых уплотнений насосов соответственно, мг/с

7,2 и 3 - количество уплотнений на работающих насосах на потоках легких углеводородов, керосина и антифриза соответственно;

0,638 и 0,226 - доля уплотнений, потерявших герметичность на потоках легких и тяжелых жидкостей соответственно (независимо от типа уплотнений);

1 и 0,6 - массовая доля вредного компонента в продукте утечки

5. Рассчитывается распределение утечки тяжелых жидкостей между выбросами в атмосферу и в стоки или почву (см. п. 1.5 РД).

5.1. Для керосина, учитывая сравнительно небольшие величины утечки, сравнительно низкую температуру кипения и относительную безвредность (ПДКрз = 300 мг/) примем без расчета по техническим соображениям испарение 70% масс/ продукта на открытой площадке и 50% ~ в помещении насосной.

Тогда неорганизованные выбросы керосина в атмосферу составят:

мг/с

вентиляционные выбросы из насосной:

мг/с

5.2. Для этиленгликоля, учитывая его высокую экологическую вредность (ПДКрз = 5 мг/, - жестче, чем для сероводорода!), а также тот факт, что он находится в утечке в смеси с безвредной и более летучей водой, проведем расчет по формулам (12) и (13) руководящего материала /3/.

Неорганизованный выброс в атмосферу с открытой площадки рассчитывается по формуле (13):

где - количество вредных выбросов в атмосферу, кг/ч;

F - площадь разлившейся жидкости, . Принимаем, согласно /3/, площадь равной 1 на 1 л разлитой жидкости. Объем разлитой жидкости примем равным поступлению за 4 часа: считая, что уборка территории (смыв разлива в канализацию) производится 2 раза за 8-часовую смену, при утечке антифриза 7,28 мг/с или 0,0261 кг/ч, и его плотности 1,11 он составит 0,094 л, следовательно и F = 0,094 ;

W - среднегодовая скорость ветра в данном географическом пункте, м/с. Для Татарии по приложению 3 в источнике /3/ W = 3,9 м/с (могут быть использованы также усредненные данные из СНиП 23-01-99 "Строительная климатология");

- давление насыщенного пара ЭГ, мм рт. ст. при максимальной температуре вытекающей жидкости, °С. По условиям технологии эта температура равна 60°С. определяется по рис 1 и табл. 1 приложения к /3/ и равно 1,3 мм рт. ст. (может быть также найдено в справочниках по физико-химическим свойствам веществ).

- мольная доля ЭГа в антифризе. Пересчетом из массовой доли 0,6 получаем =0,304;

- молекулярная масса ЭГа, кг/кмоль. =62.

Подставив все эти данные в формулу (13), получим:

мг/с

или примерно 41% пролившегося ЭГа.

Количество ЭГа в вентиляционных выбросах из насосной подсчитаем по формуле (12) из источника /3/:

где - количество вредных выбросов в атмосферу, в кг/сек;

F, , , - те же обозначения, что к формуле (13), величину F по расчету, аналогичному вышеприведенному для открытой площадки, примем 0,226 , остальные численные значения - те же, что и при расчете по формуле (13);

К - коэффициент, зависимый от скорости потока и температуры воздуха в насосной, принимается по табл. 2 источника /3/ или по табл. И.1 ГОСТ Р 12.3.047-98 равным 3,5 (при скорости 0,2 м и температуре 20°С).

Подставив все эти данные в формулу (12), получим:

мг/с,

т.е. всего 3,18% пролившегося ЭГа

Результаты расчетов, описанных в пунктах 3-5 данного примера, сведены в табл. 4пр.

Таблица 4пр - Выбросы вредных веществ с установки ГФУ, мг/с

Технологические потоки	Количество источников выброса, шт.			Общий выброс	В т.ч. выброс в атмосферу
	фланцев	ЗРА	насосов
Наружная площадка установки (неорганизованные выбросы)
1. Газообразные углеводороды C_1-C_10	884	360	-	620,74	620,74
в том числе Изобутан				142,15	142,15
Смесь C_1-C_5				620,74	620,74
2. Жидкие (сжиженные) уг-ды С_1-С_10	1036	442	-	588,10	588,10
в том числе
изобутан				82,80	82,80
смесь C-1-C_5				352,86	352,86
смесь С_6-С_10				235,24	235,24
Всего углеводородов C_1-C_10				1208,84	1208,84
в том числе изобутан				225,35	225,35
смесь C_1-C_5				973,60	973,60
смесь С_6-С_10				235,24	235,24
3. Керосин	307	133	-	17,56	12,90
4. Антифриз	120	55	-	7,25	-
В т.ч. этиленгликоль				4,35	1,78
Помещения насосных (вентвыбросы)
5. Жидкие C_1-С_10	126	42	7	80,84	80,84
в том числе изобутан				11,38	11,38
смесь С_1-С_5				48,50	48,50
смесь С_6-С_10				32,34	32,34
6. Керосин	36	12	2	19,17	9,58
7. Антифриз	54	18	3	17,45	-
В том числе этиленгликоль				10,47	0,33