Дымовая труба

Определим максимальную приземную концентрацию оксидов углерода и азота при удалении газов через дымовую трубу.

, (7.7)

где А – зависит от температурной стратификации атмосферы;

F - учитывает скорость оседания вредных веществ в атмосфере;

М_СО, М_NOx – выброс оксидов углерода и азота, г/с;

m, n - учитывают условия выхода газов из устья дымовой трубы;

η _р – безразмерный коэффициент, учитывает влияние рельефа местности; для равной или слабопересеченной местности η _р = 1;

h – высота дымовой трубы, м;

V₁ – расход дымовых газов, м³/с;

∆ Т – разность между температурами выбрасываемых газов и наружного воздуха, °С.

Высота дымовой трубы

, (7.8)

где ПДК – предельно допустимая концентрация, мг/м³;

С_ф – концентрация фоновая, мг/м³;

N – число труб дымовых.

Величину «А» принимаем 180, для г. Саратов.[12]

F примем равной 1, для нулевой скорости оседания газообразных примесей.

Вредные выбросы М_СО и М_NOx найдены выше.

m - зависит от коэффициента f,

, (7.9)

где W_o – скорость выхода газов из устья трубы, м/с;

D - диаметр устья трубы дымовой.

Скорость выхода W_o

, (7.10)

.

Затем находим f.

.

Так как f < 100, то m определяется,

(7.11)

.

Коэффициент n определяется по параметру ν _м,

. (7.12)

Так как 0, 5 < 1, 29 < 2, то есть 0, 5 < ν _м < 2, то коэффициент n находим (7.13)

Коэффициент n:

.

Далее:

мг/м³;

мг/м³.

Минимально допустимая высота трубы дымовой

, (7.14)

где ПДК – предельно допустимая концентрация, мг/м^з;

С_ф - концентрация фоновая, мг/м^з.

Можно использовать фоновые концентрации для оксида углерода и диоксида азота соответственно 1, 5 мг/м³ и 0, 03 мг/м³ [12].

Находим высоту трубы минимальную

.

Видно, принятая вначале высота дымовой трубы 54 м, полностью соответствует экологическим нормам.

7.3 Загрязнение гидросферы и ее защита

Актуальна проблема загрязнения водоемов, так как регенерация (самоочищение воды) протекают медленно, источники загрязнения отличаются многообразием (в том числе атмосферные осадки). Поддержание определенной чистоты водоемов имеет важнейшее значение для продолжения жизни на Земле.

Стоки от уборки помещений, (0, 5 т/сут на 1000 :

,

здесь - плотность воды, ;

- количество рабочих дней в году, шт.

т/год.

Ущерб гидросфере от установки, руб./год,

, (7.7)

где - для Поволжского региона, учитывает экологические факторы,

руб./год = 1, 03 тыс. руб/год

Стоки от помывки персонала, 0, 16 т/сут на чел. :

,

где - количество человек, шт.;

т/год.

Ущерб от стоков от помывки персонала,

руб./год = 9, 57тыс. руб/год

Полный ущерб от загрязнения установкой гидросферы,

,

= 1, 03+ 9, 57= 10, 6 тыс. руб./год.

Природоохранные мероприятия по защите гидросферы:

Это меньшее использование для мытья полов поверхностно активных веществ (ПАВ).

Поддержание качества оборотной воды регулярной периодической продувкой с подпиткой свежей воды.

В последнее время эффективна очистка сточной воды ультрафиолетовым излучением: при умеренных затратах улучшается общее качество очистки.

Хозяйственно-питьевая вода после использования имеет щелочную реакцию, поэтому желательна нейтрализация подкислением.

,

тыс. руб./год.

Экономия платы за счет ПОМ

= 10, 6– 3, 18 = 7, 42 тыс. руб./год.

7.4 Загрязнение литосферы и ее защита

Используются данные предприятия по видам и количеству отходов.

Литосферазагрязняется следующими отходами производства и потребления:

Класс опасности:

Ι – лампы люминесцентные (до 50%);

Ι Ι Ι – ветошь протирочная (0, 003 т/год на чел.),

Ι V – ремонтные отходы (21 т/год), производственные отходы (0, 01т/год на 1 м² площади производственной);

V – отходы бытовые (0, 04 т/год на чел.).

Ущерб при загрязнении литосферы, руб./т:

, (7.8)

где - коэффициент экологической значимости, для литосферы;

Плата за люминесцентные лампы (их утилизацию) взята 1740 руб./т.

Выходят из строя 90 люминесцентных ламп, подлежащих утилизации.

Их масса, т/год,

,

где N_Л – число вышедших из строя ламп, шт./год;

m_Л – масса лампы, 0, 0005 т.

т/год.

Затраты на утилизацию люминесцентных ламп, руб./год = 0, 41 тыс. руб/год

3-й класс опасности - ветошь протирочная.

Ее масса,

,

где N_пп – персонал, использующий ветошь для протирки оборудования, взято 6 человек;

К_в – норма расхода ветоши, т/(чел.∙ год).

т/год.

Затраты за загрязнение производственной ветошью находим:

руб./год.

Отходы 4-го класса –производственные и ремонтные отходы

Производственные отходы т/год:

,

где F_Р – площадь обслуживания, ;

К_ПМ – норма производственного отхода для помещения, т/(м² помещ.∙ год).

т/год.

Количество ремонтных отходов составляет 21т/год.

Плата за 1 тонну производственных и ремонтных отходов 250 руб./т.

Плата за загрязнение производственными отходами литосферы,

руб./год = 31, 42 тысяч руб. /г.

5-й класс опасности - бытовые отходы.

Образуется бытовых отходов (), на территории участка цеха,

,

где К_БМ = 40 кг на человека в год – норма бытовых отходов на 1 работника в год, кг/(чел.год);

.

Плата за 1 тонну бытовых отходов 8 руб./м³ (при круглосуточной работе удваивается).

Плата за загрязнение литосферы бытовыми отходами руб./год.

Общий ущерб при загрязнении предприятием литосферы (руб./год):

,

= 410, 6+ 46, 9+ 31425 + 60, 4 =31943 руб/год =31, 94 тысяч руб.год.

Природоохранные мероприятия по защите литосферы:

Желательно отработавшие свой ресурс детали и прочий металлолом направлять на переработку.

Для исключения загрязнения территории твердыми отходами при эксплуатации, организован их централизованный сбор и складирование на твердых площадках в специальные металлические контейнеры. Вывоз заполненных контейнеров производится специальным автотранспортом в места организационного хранения, согласованные с органами санэпидемнадзора.

7.5 Эффективность природоохранных мероприятий

Общая плата за вред окружающей среде без природоохранных мероприятий, (руб./год):

, (7.9)

= 20, 12+ 10, 6+ 31, 94= 62, 66 тысяч руб.год.

Общая плата с ПОМ,

= 17, 04+3, 18 +31, 94 =52, 15 тыс. руб/год.

Экономический эффект от внедрения мероприятий природоохранных,

,

где - приведенные затраты на мероприятия по охране природы, руб./год;

- затраты на мероприятия по охране природы, руб./год;

- дополнительный доход предприятия от сдачи металлолома = 20, 8 руб/год,

,

где - капитальные вложения на мероприятия по охране природы руб.;

- эксплуатационные расходы, руб./год;

тыс.руб./год.

тысяч руб./год.

Рекомендуются следующие природоохранные мероприятия:

- по атмосфере: для уменьшения ее загрязнения вредными выбросами, а также для снижения их температуры, предусмотрена установка трубчатого воздухоподогревателя, замена атмосферных горелок на дутьевые двухступенчатого горения;

- по гидросфере: к важнейшим мероприятиям охраны и защиты относится нейтрализация окислением щелочных стоков от использования хозяйственно-питьевой воды. Желательно меньше использовать поверхностно-активные вещества ПАВ;

- по литосфере: для недопущения загрязнения территории твердыми отходами от эксплуатации и ремонта предусмотрены их централизованный сбор и складирование на твердых площадках в стальные контейнеры. Лом черных и цветных металлов отправляется на вторчермет и вторцветмет.

8 Безопасность эксплуатации печной установки

Цель основная - улучшение условий труда на трубчатых печах НПЗ, обеспечение полной безопасности технологических процессов с использованием механизации и автоматизации производства; исключение тяжелого труда обслуживающего персонала.

Опасные и вредные факторы

Безопасность эксплуатации трубчатой печи – соблюдение правовых норм, выполнение защитных, отраслевые требований, обязательное проведение организационных и инженерно-технических мероприятий. Все это предотвращает вероятность возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций [17].

Опасные и вредные факторы при работе установки:

- пожаро- и взрывоопасность;

- воздействие шума при работы оборудования;

- возможность поражения электрическим током;

- влияние теплового излучения;

Необходимо создать безопасные условия труда при эксплуатации и ремонте оборудования.

Нормальные параметры для персонала:

- освещение в помещениях и на рабочих местах;

- температура, влажность, скорость воздуха в рабочей зоне;

- нормативный уровень шума в зоне присутствия персонала.

Инженерные решения:

Санитария производственная

Общие санитарно-гигиенические требования

Оптимальный микроклимат – это сочетание показателей микроклимата, обеспечивающих при постоянном воздействии на работника нормальное его тепловое состояние.

Для операторов необходимо поддержание нормативных параметров воздуха рабочей зоны:

температура 22…24°С,

влажность относительная 40…60%,

скорость воздуха ≤ 0.1 м/с.

Приточно-вытяжной вентиляцией оборудуются производственные помещения.

Общие требования по[17] следующие:

- обслуживающий персонал снабжён спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты;

-обязательно отопление помещений, система водоснабжения, наличие душевых и туалетов.

Правила розжига горелок печи

Пуск в работу трубчатых печей П-1, 2 проводится обученным персоналом (не менее двух человек) в спецодежде, каске, защитных очках, защитных перчатках. При этом необходимо иметь индивидуальный фильтрующий противогаз (специфика нефтепереработки).

Сначала проверяется состояние змеевиков печи, калачей и футеровки, правильность установки горелочных устройств.

Система КИПиА, арматура запорная должна быть работоспособна. Убедиться в наличии тяги в рабочем пространстве печи. Проверить систему паротушения.

Трубопровод подачи пара или азота на продувку змеевика должен быть заглушен.

Включить циркуляцию ВСГ или азота через змеевик.

Перед розжигом печи необходимо:

1. Перекрыть подачу горючего газа к неработающим горелкам.

2. Открыть заводской газ на установку, включить регуляторы давления сжигаемого газа, убедиться в их нормальной работе.

3. Проверить плотность закрытия запорных клапанов перед горелками.

4. Включить клапан-регулятор температуры продукта за печью, Управление клапаном на щите КИПиА установить на “ручное”.

Регулирование включается автоматически при достижении нормативной температуры продукта на выходе из печи,

5. Газопровод на горелки продуть газом через продувочный газопровод.

6. Камеру сгорания продуть водяным паром в течении 10…15 мин..

7. Зажигать горелки разрешается только специальным запальником.

8. После того, как топливо загорелось, с малой производительностью отрегулировать устойчивость факела. Постепенно одновременно измененяется подача газа и воздуха (для дутьевых горелок).

9. Если топливо не загорелось или факел потух надо быстро закрыть клапан на подаче топлива. Выяснить причину погасания факела. Камеру сгорания продуть паром,

Газопровод к горелкам снова продуть газом на свечу, вентилировать топку 10…15 мин. и зажечь горелки поочередно.

Нельзя зажигать горелку без запальника.

При проведении ремонтных работ:

запрещается проводить технологические операции:

- опрессовку продуктового змеевика;

- опрессовку топливопроводов к горелкам;

- шуровку печи;

- сушку футеровки.

Увеличивать расход топлива можно только при максимальном количестве работающих горелок.

Воздействие шума и вибрации

Производственные шум и вибрация не должны отрицательно влиять на рабочий персонал, ГОСТ 12.1.003 – 83 «ССБТ Шум. Общие требования».

Снижение шума вентиляторов различного давления достигается применением специальных камер на амортизаторах. На воздуховодах размещают трубные отрезки, облицованные звукопоглощающим материалом.

Необходимо обеспечивать виброизоляцию аппаратов и рабочих мест.

Патрубки всаса вентилятора оборудуют сотовыми или пластинчатыми глушителями.

Необходимо обеспечивать виброизоляцию аппаратов и рабочих мест.

Допустимая амплитуда колебаний 0.2 мм. при частоте 40 Гц. достигается при:

- использовании технологии с пониженными вибрациями (установлены агрегаты с малой вибрацией, под основание оборудования установлены гибкие прокладки, пружины и демпферы;

- обеспечении обслуживающего персонала индивидуальной защитой (специальные рукавицы, обувь на виброподошве;

В результате рекомендованных мероприятий вредное воздействие шума и вибрации минимально.

Защита от шума

Шум - негармоничный звук свредным воздействием на работника.

Для снижения звукового давления рабочий персонал печного отделения снабжен средствами индивидуальной защиты [19].

Для внутреннего источника шума ожидаемое звуковое давление [18], дБ

дБ,

Здесь общий активный уровень звуковой мощности оборудования, дБ;

учитывает направленность источника шума (при равномерности излучения 1);

затухание звука в атмосфере, 6;

пространственный угол излучения;

снижение звуковой мощности при прохождении через ограждения помещений, дБ,

где постоянная помещения, м²;

постоянная помещений, м², при 1000 Гц

равна 1/20 кубатуры помещения;

частотный множитель, принят 1, 0;

площадь ограничивающей конструкции, 390 м²;

звукоизоляция ограничивающих стен, взята 10.

Т а б л и ц а 9 – Уровень звуковой мощности

Уровень звукового давления для большей звуковой мощности оборудования L_РΣ = 86дБ, при 63 Гц.

Таблица 10– Уровень звукового давления

Снижение уровня шума звуковой мощности

Δ ℓ _Р = 10 ℓ g70 – 10 ℓ g580 + 10 = 1, 7дБ

Уровень звукового давления

L = 86 - 15ℓ g70 + 10ℓ g1 – 6 - 10ℓ g5 – 1, 7 = 59дБ

Дутьевой вентилятор при работе не превышает нормативного уровня шума.

Вентиляция производственных помещений

Организована общеобменная вентиляция помещений. На случай аварии с утечкой сероводородного газа предусмотрена аварийная вентиляция с забором воздуха с отметки 4 м. (сероводородный газ тяжелее воздуха). При этом звучит аварийная сигнализация и производится эвакуация персонала в отведенное место (личные противогазы обязательны).

Мероприятия по уменьшению воздействия высокой температуры

Высокая температура окружающей среды при работе отрицательно влияет на организм: Работник теряет соли и витамины (С и В₂), нарушается обмен веществ. Может наблюдаться перегрев и даже потеря сознания. Движение воздуха охлаждает тело работника находящегося в зоне тепловыделений. Инфракрасные лучи с длиной волны 0.76–3.43мкм нагревают оборудование и персонал.

Мероприятий по защите от излучения: механизация и автоматизация технологии, выполнение тепловой изоляции и защитных экранов, рациональная компоновка оборудования, аэрация, душирование рабочих мест.

Рабочие имеют защитную спецодежду, каски.

Требования к освещенности рабочих мест

Нефтеперерабатывающие заводы работают в условиях непрерывного технологического процесса. Поэтому к освещенности рабочих мест предъявляются жесткие требования. Рабочее место не должно очень ярко освещаться, а фон рядом не должен быть слишком темным. От контрастного света быстро устают глаза. Общее освещение должно давать равномерный световой поток по всей площади помещения.

Естественное освещение бывает боковое, верхнее и комбинированное. Последнее - сочетание местного и общего [20].

Искусственное освещение бывает общее, местное и комбинированное. Местное освещение применяется для небольшого участка работ. Оно производится стационарными и переносными светильниками.

Расчет производственного освещения

Выполняется в соответствии со СНиП по проектированию естественного и искусственного освещения, требованиями отраслевых норм проектирования освещения и [20].

Световой поток

Светильники устраивают на высоте h_с=0, 7 м от потолка (перекрытия).

Принимаем светильник Г-220-230

Высота подвеса светильников, м:

где, Н – высота помещения, м;

Количество светильников – 27 шт.

Коэффициент запаса 1, 3; при η = 61%

Пожаровзрывобезопасность

Пожаробезопасность (взрывобезопасность) – с высокой вероятностью снижается возможность пожара (взрыва), а при возникновении уменьшается воздействие на персонал опасных и вредных факторов, обеспечивается сохранение материальных ресурсов.

Вероятность взрыва на каждом взрывоопасном объекте в течение года ≤ 10^-6.

Главные источники опасности

- газогорелочные устройства при среднем давлении газа 0, 05 МПа;

- возникновение взрывоопасной концентрации газовоздушной смеси 4, 8 …15% метана в объеме помещения;

- технологические аварии с утечкой горючих технологических продуктов.

Аавтоматические блокировки подача газа к горелкам описаны в разделе КИПиА. Для профилактики пожаров и взрывов по [14, 15] выполняются мероприятия:

- персонал обучается пользоваться противопожарным инвентарем и средствами пожаротушения;

- оснащение объекта средствами пожаротушения (огнетушители, резервуар с водой, ящики с песком);

- размещение во взрывоопасных помещениях сигнализаторов загазованности с с включением аварийной вентиляции;

- наличие систем оповещения работников;

- использование взрывобезопасного электрооборудования;

- курение возможно только в отведенных местах с плакатом " Место для курения",

Данная установка относится к категории «Б» по пожаро – и взрывоопасности [21, 22].

Основные правила безопасной эксплуатации:

- средства пожаротушения, пожарное оборудование должны всегда быть исправны и находиться на своих отведенных местах;

- постоянно следить за исправностью предохранительных клапанов и манометров;

- не работать с отключенной автоматикой.

Электробезопасность

– система организационных и технических мероприятия для защиты людей от поражения электрическим током.

Напряжение прикосновения U и сила тока I, проходящего через человека, должны быть не выше допустимых значений.

Таблица 11- Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи

Защитные мероприятия от поражения электрическим током [23], по ГОСТ 12.1.019 - 90 «ССБТ Электробезопасность". Общие требования:

- расположение токоведущих частей в малодоступном месте;

- защитные ограждения электрооборудования;

- защитное заземление и зануление;

- изоляция токоведущих частей;

- блокировки и сигнализация;

Борьба со статическим электричеством - непрерывный контур из трубопроводов и элементов установки с обязательным заземлением.

При работе в опасных местах персонал обеспечивается резиновыми ковриками, рукавицами и сапогами.

Эксплуатация в условияхЧС

Различают внутренние источники ЧС (аварии) и внешние (опасные природные явления).

При авариях ломается оборудование, происходит непредусмотренная остановка:

- прекращение подачи сжатого воздуха для КИП;

- обесточка электроэнергии;

- нарушение герметичности оборудования;

- пожар;

- падение давления охлаждающей воды.

Происходит автоматическая или ручная аварийная остановка печи. Последовательно срабатывают защитные отсекатели, блокирующие клапаны.

Опасные природные явления для Саратова - ураганы и бури. Максимальная скорость ветра W = 38 м/с, при частоте проявления ураганов один раз в 50 лет.

- максимальная скорость ветра при проектировании зданий, сооружений и установок - до 38 м/с;

- наличие средств оповещения о шторме;

- безопасные режимы работы при сильном ветре.

Эргономика

Рабочие места должны целесообразно размещаться в пространстве занимаемого помещения, компоновка оборудования должна обеспечивать удобство обслуживания при ограничении контакта работников с опасными производственными факторами.

Приборные панели расположены так, что плоскости лицевых частей индикаторов перпендикулярны линиям взора оператора, а необходимые органы управления находятся в пределах его досягаемости. Для различия органов наблюдения и управления все приборы имеют разную форму и размер, маркировку и соответствующие надписи.

Рациональная окраска уменьшает утомляемость. Броские предупреждающие цвета ведут к повышению безопасности труда. Подбор цветов дает возможность сократить время, необходимое для обзора и выбора предметов или орудий труда, повысить общий тонус работающих, а все вместе взятое - предупредить травмотизм и повысить производительность труда.

При выборе оптимальных цветов руководствуются «Указанием по проектированию цветовой отделки интерьеров промышленных предприятий» (СН 181-92).

Пожарное оборудование имеет красный цвет, на котором расположены белые полоски.

Чтобы внешний вид трубопроводов указывал на свойства транспортируемого вещества, введена их опознавательная окраска (ГОСТ 14.202-69): вода – зеленый, пар – красный, воздух – синий, газ – желтый.

Кнопки включения электропотребителей имеют красный цвет, а выключения – черный.

Для поддержания бодрого состояния персонала используется прерывание работы для отдыха. Кроме обеденного перерыва устраивают два перерыва на 5 – 10 мин. (один из которых – для производственной гимнастики).

Выводы по разделу:

- рассмотрены оптимальные микроклиматические параметры в операторной (с обязательным кондиционированием воздуха),

-для снижения шума предложена виброизоляция используемого оборудования и рабочих мест;

- выполнена приточно-вытяжная вентиляция и аварийная;

- выполнены мероприятия по защите рабочих от теплового воздействия;

- разработаны мероприятия по снижению пожароопасности.