Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(ФГБОУ ВО «АмГУ»)
Энергетический факультет
Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники.
Направление подготовки: 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника
Направленность (профиль) программы - Электроэнергетические системы и сети
ДОКЛАД
НА ТЕМУ: ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Исполнитель
студент гр. 542 об.3 И.Д. Попов
Руководитель Т.В.Карпова
Благовещенск 2017
Цель - аналитическое рассмотрение приборов и методов контроля за состоянием окружающей среды.
Задачи:
1. Рассмотреть актуальность проблемы загрязнения окружающей среды на предприятиях нефтегазовой промышленности.
2. Привести примеры методов исследования выбросов в окружающую среду.
3. Привести пример приборов для измерения уровня загрязнения окружающей среды.
1 ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ.
Экологическая безопасность территорий (ЭБ) является необходимым элементом устойчивого развития общества и составной частью национальной безопасности. Стержнем концепции ЭБ является теория экологического риска, который определяется, в первую очередь, вредным воздействием ОС на здоровье населения.
В процессе освоения нефтяных месторождений наиболее активное воздействие на природную среду осуществляется в пределах территорий самих месторождений, трасс линейных сооружений (в первую очередь магистральных трубопроводов), в ближайших населенных пунктах. При этом происходит нарушение растительного, почвенного и снежного покровов, поверхностного стока и микрорельефа территории. Такие нарушения приводят к сдвигам в тепловом и влажном режимах грунтовой толщи и к существенному изменению ее общего состояния, что приводит к необратимым последствиям. Добыча нефти приводит также к изменению глубоко залегающих горизонтов геологической среды.
Происходят необратимые деформации земной поверхности в результате извлечения из недр нефти, газа и подземных вод, поддерживающих пластовое давление. В мировой практике достаточно примеров, показывающих, сколь значительным может быть опускание земной поверхности в ходе длительной эксплуатации месторождений. Перемещения земной поверхности, вызываемые откачками из недр воды, нефти и газа, могут быть значительно большими, чем при тектонических движениях земной коры.
Большую опасность для окружающей среды представляют выбросы нефтяных углеводородов и разливы нефти (на каждый км2 в зоне месторождений и трасс нефтепроводов приходится до 0,02 т разлитой нефти в год).
Кроме того, обостряются гуманитарные проблемы. Особенно остро загрязнение окружающей среды сказывается на малых народах в местах нефтедобычи и нефтепереработки. Экологические проблемы, имеющие глобальный социальный характер, наиболее ярко проявились в нефтеперерабатывающей отрасли. Здесь и возникает необходимость применения и использования новой техники, способной контролировать состояние окружающей среды в автоматическом виде.
2 АКТУАЛЬНОСТЬ ПОСТАВЛЕННОЙ ПРОБЛЕМЫ.
Экологическая безопасность территорий (ЭБ) обеспечивается:
1) получением достоверной и достаточной по полноте информации в области природопользования и охраны окружающей среды, ее анализ; 2) выработкой управленческих решений на основе достоверной информации; 3) контролем за соблюдением требований нормативных правовых документов в области охраны окружающей среды и экологической безопасности, в том числе с применением автоматизированных средств контроля за состоянием окружающей среды.
3 КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.
а) ПРИМЕРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ:
б) КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ:
Процедура отбора проб воздушной среды, в общем случае, включает создание потока воздуха через пробоотборное устройство (с помощью побудителей расхода), измерение расхода воздуха (расходомеры), фиксацию анализируемых ингредиентов пробы внутри пробоотборного устройства. Для удобства отбора проб в производственных условиях широко применяют аспирационные устройства, включающие побудитель расхода, расходомерное устройство, позволяющие отбирать вещества в различном агрегатном состоянии. Аспирационные устройства подразделяют в зависимости от следующих факторов:
1) расхода воздуха - на малорасходные и высокорасходные;
2) источника энергии - на сетевые, аккумуляторные, универсальные и ручные; 3) объекта отбора проб - на устройства для газовых и аэродисперсных примесей;
4) степени автоматизации программы работ - на аспираторы ручного управления, при использовании которых начало и режим отбора пробы фиксируются оператором; полуавтоматические, работа которых прекращается по достижении заданного времени или объёма пропущенного воздуха; автоматические, работающие без вмешательства оператора;
5) количества одновременно отбираемых проб - на одноканальные и многоканальные;
6) условий эксплуатации - на стационарные, переносные, а также индивидуальные пробоотборники.
Для создания потока воздуха через пробоотборные устройства используются ручные и водяные аспираторы, а также различные типы электромеханических аспираторов.
Наименование устройств Характеристики
ОП-221 ТЦ Аспиратор с программируемым автоматическим отбором проб воздуха. 220/12 В, переносной, со встроенной аккумуляторной батареей, 1 канал 0,2…1 дм3 /мин,1 канал - 5…20 дм3 /мин
ОП-412 ТЦ Аспиратор с программируемым автоматическим отбором проб воздуха. 220/12 В, 2 канала - 1…5 дм3 /мин, 2 канала - 0,2…1 дм3 /мин
ОП-431 ТЦ Аспиратор с программируемым автоматическим отбором проб воздуха, 220/12 В, 2 канала - 1…5 дм3 /мин, 1 канал - 5…20 дм3 /мин, 1 канал - 0,2…1 дм3 /мин
ОП-442 ТЦ Аспиратор с программируемым автоматическим отбором проб воздуха. 220/12 В, 2 канала - 5…20 дм3 /мин, 2 канала - 0,2…1 дм3 /мин
ОП-824 ТЦ Аспиратор с программируемым автоматическим отбором проб воздуха, 220/12 В, 4 канала - 1…5 дм3 /мин, 4 канала - 0,2…1 дм3 /мин
в) КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ:
Программа обследования почвы определяется целями и задачами исследования с учётом санитарно-эпидемического состояния района, уровня и характера техногенной нагрузки, условий землепользования. При выборе объектов в первую очередь обследуют почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (детские дошкольные, школьные и лечебные учреждения, селитебные территории, зоны санитарной охраны водоёмов, питьевого водоснабжения, земли, занятые под сельхозкультуры, рекреационные зоны и т.д.). Отбор, транспортирование, хранение, подготовка к анализу и анализ проб осуществляются в соответствии с утверждёнными нормативными документами.
При контроле загрязнения почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трёхкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17.4.4.02-84).
МЕТОДЫ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ:
Гравиметрический метод основан на экстракции нефтепродуктов из пробы, очистке экстракта от полярных веществ, удаления экстрагента путем выпаривания и высушивания остатка. Этот метод используется только при сильных загрязнениях и не может применяться при анализе проб, содержащих нефтепродукты на уровне ПДК. Для гравиметрического определения концентрации аэрозолей и твёрдых частиц применяют фильтры АФА-ВП, изготовленные из тонковолокнистого перхлорвинилового волокна. Фильтры имеют небольшую массу и гидрофобны.
Метод ИК-спектроскопии основан на экстракции нефтепродуктов из пробы четыреххлористым углеродом или хладоном 113, очистке экстракта от полярных соединений методом колоночной хроматографии на оксиде алюминия и последующей регистрации поглощения излучения в области спектра 2700-3200 см-1, обусловленного валентными колебаниями СН3 и СН2 групп алифатических и алициклических соединений и боковых цепей ароматических углеводородов, а также связей СН ароматических соединений.
Флуориметрический метод основан на экстракции нефтепродуктов гексаном, очистке при необходимости экстракта с последующим измерением интенсивности флуоресценции экстракта, возникающей в результате оптического возбуждения. Метод отличается высокой чувствительностью (нижняя граница диапазона измерений 0,005 мг/дм3), экспрессностью, малыми объемами анализируемой пробы (табл. 1) и отсутствием значимых мешающих влияний липидов. Методика определения нефтепродуктов флуориметрическим методом изложена в нормативных документах.
Метод газовой хроматографии основан на разделении углеводородов нефти на неполярной фазе в режиме программирования температуры. Нефтепродукты экстрагируют из пробы органическим растворителем (четыреххлористый углерод или гексан), полученный экстракт очищают методом колоночной хроматографии на оксиде алюминия и очищенный экстракт анализируют. Аналитическим сигналом является суммарная площадь пиков на хроматограмме, начиная с пика н-декана (С10Н22) и кончая пиком н-тетраконтана (С40Н82). Градуировка проводится с использованием смеси дизельного топлива и смазочного масла.
4 ПРИМЕР ПРИБОРА ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ВОЗДУХА:
Аспиратор ОП-442 ТЦ
Назначение
Аспиратор ОП-442ТЦ предназначен для отбора проб воздуха с заданным объемным расходом при выполнении газоаналитических измерений.
Аспиратор позволяет отбирать пробу заданного объема, рассчитываемого по установленным значениям расхода и времени прокачки при контроле атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны.
Отличительные особенности:
аспиратор ОП-442ТЦ отвечает всем требованиям создания пробоотборных средств:
• малые габариты и масса, что гарантирует мобильность и возможность его размещения непосредственно в зоне отбора;
• использование различных источников питания в зависимости от условий отбора проб, выполнение разнообразных программ отбора по времени и расходу воздуха;
• высокая точность задания и поддержания расходов и объемов отбираемых проб;
• возможность применения поглотительных средств (концентрационные трубки с сорбентами, поглотительные сосуды усложненной конструкции, фильтры и их различные сочетания , обеспечение соответствующего современным требованиям уровня автоматизации.
Технические характеристики
Задание расхода газа в диапазоне 0,2 - 20 л/мин
Диапазон измеряемых расходов 1, 2 каналов 0,2 - 1 л/мин
3, 4 каналов 5 - 20 л/мин
Дискретность задания расхода газа в диапазоне 0,2 - 1 л/мин 0,2 л/мин
5 - 20 л/мин 5 л/мин
Предел основной приведенной погрешности задания расхода ± 5%
Допускаемое значение перепада давления на поглотителе: для канала 0,2 - 1,0 л/мин 15 (0,15) кПа (кгс/см2)
для канала 5,0 - 20 л/мин 2,0 (0,02) кПа (кгс/см2)
Питание ~230В, 50Гц или =12В
Потребляемая мощность 100 Вт
Габаритные размеры 240х300х240 мм
Масса 7 кг
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха -10...+40 °C
Давление 630 -- 800 мм рт.ст.
Относительная влажность до 98%
ВЫВОД
Применение автоматизированных средств контроля за состоянием окружающей среды в нефтегазовой промышленности приводит к повышению уровня экологической безопасности и снижению уровня загрязняющих выбросов.
