Оценка экологической безопасности АЗС в городских условиях | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 6 июня.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №15 (305) апрель 2020 г.

Дата публикации: 10.04.2020

Статья просмотрена: 1 раз

Библиографическое описание:

Чурикова, Л. А. Оценка экологической безопасности АЗС в городских условиях / Л. А. Чурикова, В. Е. Вишневская. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 15 (305). — С. 149-151. — URL: https://moluch.ru/archive/305/68754/ (дата обращения: 25.05.2020).



Статья посвящена вопросам обоснования использования на автозаправочной станции современного оборудования, позволяющего резко сократить потери нефтепродуктов и улучшить состояние окружающей среды в городских.Авторы предлагают в качестве решения такой задачи — применить резервуары-газгольдеры МР-Г-З или полимерные эластичные резервуары (ПЭР-Н), с системой компримирования легких фракций и автоматической системой отвода конденсата, емкостью для накопления конденсата и насосом для перекачки конденсата в резервуар под слой нефтепродукта.

Ключевые слова: нефтепродукт, бензино-воздушная смесь, концентрация паров, резервуар, дыхания.

Серьезную экологическую опасность представляют выбросы паров легких фракций нефтепродуктов на автозаправочных станциях и нефтехранилищах, оснащенных дыхательными. Такие выбросы классифицируют на «малые» и «большие» дыхания.

Основные факторы, влияющие на интенсивность «малых дыханий» — интенсивность испарения и площадь зеркала испарения.

Площадь зеркала испарения вертикальных и горизонтальных заглубленных и полузаглубленных резервуаров на автозаправочных станциях (АЗС) зависит от их емкости и конструктивных особенностей и составляет от 4 до 10 м2.

На АЗС особенно в жаркий летний период испаряемость бензино-воздушной смеси (БВС) при «малых дыханиях» максимальна и составляет от 0,1 до 0,15 м3/ч на 1 м3 объема резервуара, с учетом процессов испарения бензина и площади зеркала испарения [1].

Обычно для снижения испарения легких фракций бензина при «малых дыханиях», резервуары размещают в грунте, когда суточные колебания температуры, а значит и суточные перепады давления насыщенных паров будут минимальны. Интенсивность вытеснения БВС, в основном, зависит от длительности заправки резервуара, которая определяется производительностью заправочных (сливных) насосов топливозаправщика. Длительность заполнения резервуара зависит от его емкости и времени слива бензина. В результате «больших дыханий» резервуаров вместимостью от 10 до 40 м3, увеличивается скорость вытеснения БВС и составляет от 15 до 60 м3/ч. С учетом большой интенсивности и сравнительно малого времени «большие дыхания» представляют мгновенные выбросы БВС, увеличивающие взрывоопасность АЗС.

Для оценки массовых объемов испарений бензина от «больших дыханий», необходимо знать вытесняемый объем и концентрацию паров бензина в газовом пространстве в момент «большого дыхания». При каждом «большом дыхании» в атмосферу может вытесняться объем бензино-воздушной смеси, равный освободившемуся объему резервуара. Остаток бензина в опорожненном резервуаре составляет не менее 20 % от полного объема резервуара.

Концентрация паров бензина в замкнутой (герметичной) газовой полости резервуара повышается за счет упругости паров и при длительном хранении достигает своего наибольшего значения, при этом в газовой полости устанавливается давление равное (рн+pо) [1].

Максимальный процент концентрации паров бензина в газовой полости резервуара будут значительно выше предельно-допустимых значений по той причине, что при постоянном выходе паровоздушной смеси из дыхательного клапана резервуара при неподвижном хранении, из них будет вытесняться порция более бедной смеси, находящаяся в верхней части газовой полости резервуара. Число выбросов от «малых дыханий» в летний период в дневное время в промежутках между «большими дыханиями» будут достаточно большими, составляющего до 2 % объема газовой полости. Однако, объемная концентрация в БВС может в 2–3 раза превышать значения, которые могут установиться в абсолютно герметичном резервуаре [2].

Резервуары крупных нефтехранилищ с большим грузооборотом могут заполняться и опорожняться десятки раз в течение года, и потери от испарения могут стать весьма значительными. На автозаправочных станциях частота «больших дыханий» может превышать предельно допустимые значения в десятки раз. Большинство АЗС г. Уральска заправляются с частотой 1 раз в 1–2 суток.

Плотность паров бензина п при 35°С плотность бензина будет равна

кг/м3 (1)

где Μμ= 97 — молярная среднефракционная масса паров бензина, кг/кмоль; Vμ = 22,4 — молярный объем паров бензина, м3/кмоль; То = 273 — стандартная температура, К; Т =(273+t) — температура хранения бензина, К; t — температура хранения, °С.

Испарения бензина в виде множественных «больших дыханий» на автозаправочной станции крупного мегаполиса, представляет огромный вред окружающей среде.

Массовые потери бензина mп при «больших дыханиях» резервуара представляет линейную зависимость

mп =ki V, (2)

где V — объем резервуара, м3, ki — удельная масса БВС для i-ro сезона, кг / м3.

Если предположить, что воздушная среда неподвижна в открытом воздушном пространстве, то можно определить границу зоны загазованности с нижним концентрационным пределом распространения пламени испарившихся паров бензина по формуле [3, с. 20]:

,м (3)

где Rнкпр — радиус зоны загазованности, м; mп — масса поступивших при дыхании паров бензина, кг; п — плотность паров бензина, кг/м3; Рн — давление насыщенных паров бензина при расчетной температуре, кПа; Снкпр — нижний концентрационный предел распространения пламени, % об. (для паров бензина Снкпр = 0,75 % об.); К — коэффициент (К = Т/3600); Т — продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с.

Величина радиуса распространения паров бензина при безветрии для емкости 25 м3 при условии, что заправка проходит 15 минут, составляет

Rнкпр = 3,2 (900/3600)1/2 (16,8/0,75)0–8 (25/(4 ·16,7))0,33 = 14 м

Диаметр облака паровоздушной смеси будет равен D = 2R = 28 м.

Легкоиспаряющаяся паровоздушная смесь бензина тяжелее воздуха, поэтому при слабом ветре это облако может распространиться на расстояние до 150 м и сосредоточиться приземной области

Паровоздушная смесь, образовавшаяся при «больших дыханиях» резервуаров АЗС и нефтехранилищ, может представлять экологическую угрозу для населения и окружающей природной среды в радиусе до 175 м. Поэтому вопросы снижения экологического риска вблизи АЗС являются актуальными. В связи с этим необходим поиск новых технических и технологических решений, направленных на снижение потенциальной опасности «больших дыханий» резервуаров АЗС и нефтехранилищ.

Однако потребность в пароулавливающем оборудовании очевидна. Считавшиеся нормой, потери легких фракций нефтепродуктов при хранении в резервуарном парке, таким образом можно исключить, а следовательно, исключить и значительные финансовые потери для владельцев АЗС и нефтехранилищ.

Весьма будет актуальным комплекс газоуравнительной системы для АЗС с использованием мягких резервуаров-газгольдеров, изготавливаемых из газо- и жидкостнонепроницаемого антистатического материала. Газгольдеры могут размещаться как на любом пригодном для этих целей участке резервуарного парка, так и внутри резервных резервуаров.

Вариант использования газоуравнительной системы на АЗС — использование резервуаров-газгольдеров МР-Г-З или полимерных эластичных резервуаров (ПЭР-Н), с системой компримирования легких фракций и автоматической системой отвода конденсата, емкостью для накопления конденсата и насосом для перекачки конденсата в резервуар под слой нефтепродукта [4].

Каковы же преимущества выбора данной технологии хранения нефтепродуктов [5]:

− высокая конструктивная надежность и простота эксплуатации;

− высокий уровень взрыво- и пожаробезопасности;

− в условиях неподвижного хранения нефтепродукта, при «малых дыханиях» резервуара не попадает чистый воздух, что не приводит к новым испарениям нефтепродукта и дополнительному времени работы установки;

− при выполнении технологических осмотров и различного рода ремонтных работ в зимнее время, при вынужденной остановки системы, выброс паров через дыхательные клапана резервуаров невозможен;

− при эксплуатации газоуравнительной системы в зимний период, объема мягких резервуаров-газгольдеров будет достаточным для «малых» и отчасти для «больших» дыханий резервуаров, исключая включение компрессорной установки.

Совершенствование технологии хранения, а также внедрение нового современного оборудования позволит резко сократить потери нефтепродуктов и значительно улучшить состояние окружающей среды особенно в городской черте, где располагаются автозаправочные станции.

Литература:

  1. Хранение нефти и нефтепродуктов: Учебное пособие. 2-ое изд., переработ. И доп./ Под общей редакцией Ю. Д. Земенкова. Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2003. — 536с.
  2. Цегельский В. Г. Защита атмосферы от выбросов углеводородов из резервуаров для хранения и транспортирования нефти и нефтепродуктов / В. Г. Цегельский, П. Н. Ермаков, В. С. Спиридонов // Безопасность жизнедеятельности. — 2001.-№ 3. -С.23–28.
  3. Кириллов,Н. Г. Новая технология хранения нефтепродуктов / Н. Г. Кириллов //Энергетика и промышленность России. — 2003. — № 2.-С. 28–29.
  4. Бойченко С. В. Потери углеводородов в ходе технологических процессов переработки, транспортировки, хранения и заправки / С. В. Бойченко, Л. А. Федорович, Л. Н. Черняк, С. В. Вдовенко, Ю. А. Кальницкая // Нефть и газ. — 2006.-№ 3.- С. 90–94
  5. Чурикова Л. А. Основные аспекты экологической безопасности при хранении нефтепродуктов на нефтебазах и АЗС / Л. А. Чурикова // Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 2– М., 2008 г. — С.30–32
Основные термины (генерируются автоматически): дыхание, газовая полость резервуара, площадь зеркала испарения, окружающая среда, резервуар, автозаправочная станция, газовая полость, нижний концентрационный предел, современное оборудование, автоматическая система отвода конденсата.


Похожие статьи

Газодинамика процесса истечения из резервуаров со сжатыми...

В данной статье рассматривается задача истечения сжатого природного газа из ёмкости с высоким давлением в газовую магистраль. В процессе расчетов учитываются два режима истечения — критического и докритического...

Способы очистки от нефтешлама и снижения выбросов...

Основные термины (генерируются автоматически): газовое пространство, окружающая среда, атмосферный воздух, дыхание, резервуар

В обычных условиях в резервуаре газовое пространство заполнено смесью воздуха с парами нефти. При выкачке нефтепродуктов из...

Повышение безопасности при аварии с выбросом горящих облаков

С учетом теоретических основ подавления горения описаны способы тушения газо-паровоздушных облаков. Выделены основные направления, обеспечивающие повышение безопасности объектов. Предложен способ реализации профилактических мероприятий...

Обзор современных методов очистки резервуаров от нефтяных...

В статье проанализированы современные методы и способы очистки резервуаров от донных нефтяных отложений.

Библиографическое описание: Чурикова, Л. А. Обзор современных методов очистки резервуаров от

Отвод разжиженных отложений осуществляют насосами...

Результаты применения геомеханической модели резервуара

Геомеханическая модель включает в себя резервуар и окружающие его образования. В этом исследовании сочетались акустический и плотностной каротажи в соответствии с вертикальной сеткой геомеханической модели и вычислялись динамические модули.

Перспективы хранения сжиженного природного газа в условиях...

Природный газ является одним из важнейших источников энергии, так как запасы его огромны, и он является экологически чистым топливом по сравнению с нефтепродуктами. Кроме того, выбор его как топлива помогает решать две проблемы окружающей среды: загрязнение...

Анализ систем компенсации давления в реакторной установке...

Газовая система компенсации объёма имеет такое же назначение, как и

К недостаткам газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя относятся

Тепловые и атомные электрически станции: Справочник / Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина.

Обеспечение надежного транспорта ачимовского конденсата по...

Газовый конденсат поступает от месторождения (УКПГ — 31) до пункта его первичной переработки

Если в случае выхода из строя системы подогрева газовый конденсат застынет в

Для обеспечения снижения температуры застывания газового конденсата и исключения...

Современные технологии размыва и удаления донных отложений...

Эксплуатация резервуаров товарной нефти в течение длительного времени приводит к образованию донных отложений и осадков (рисунок 1), которые приводят к уменьшению полезного объема резервуара и отсутствию возможности точно замерять фактическое...

Похожие статьи

Газодинамика процесса истечения из резервуаров со сжатыми...

В данной статье рассматривается задача истечения сжатого природного газа из ёмкости с высоким давлением в газовую магистраль. В процессе расчетов учитываются два режима истечения — критического и докритического...

Способы очистки от нефтешлама и снижения выбросов...

Основные термины (генерируются автоматически): газовое пространство, окружающая среда, атмосферный воздух, дыхание, резервуар

В обычных условиях в резервуаре газовое пространство заполнено смесью воздуха с парами нефти. При выкачке нефтепродуктов из...

Повышение безопасности при аварии с выбросом горящих облаков

С учетом теоретических основ подавления горения описаны способы тушения газо-паровоздушных облаков. Выделены основные направления, обеспечивающие повышение безопасности объектов. Предложен способ реализации профилактических мероприятий...

Обзор современных методов очистки резервуаров от нефтяных...

В статье проанализированы современные методы и способы очистки резервуаров от донных нефтяных отложений.

Библиографическое описание: Чурикова, Л. А. Обзор современных методов очистки резервуаров от

Отвод разжиженных отложений осуществляют насосами...

Результаты применения геомеханической модели резервуара

Геомеханическая модель включает в себя резервуар и окружающие его образования. В этом исследовании сочетались акустический и плотностной каротажи в соответствии с вертикальной сеткой геомеханической модели и вычислялись динамические модули.

Перспективы хранения сжиженного природного газа в условиях...

Природный газ является одним из важнейших источников энергии, так как запасы его огромны, и он является экологически чистым топливом по сравнению с нефтепродуктами. Кроме того, выбор его как топлива помогает решать две проблемы окружающей среды: загрязнение...

Анализ систем компенсации давления в реакторной установке...

Газовая система компенсации объёма имеет такое же назначение, как и

К недостаткам газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя относятся

Тепловые и атомные электрически станции: Справочник / Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина.

Обеспечение надежного транспорта ачимовского конденсата по...

Газовый конденсат поступает от месторождения (УКПГ — 31) до пункта его первичной переработки

Если в случае выхода из строя системы подогрева газовый конденсат застынет в

Для обеспечения снижения температуры застывания газового конденсата и исключения...

Современные технологии размыва и удаления донных отложений...

Эксплуатация резервуаров товарной нефти в течение длительного времени приводит к образованию донных отложений и осадков (рисунок 1), которые приводят к уменьшению полезного объема резервуара и отсутствию возможности точно замерять фактическое...

Задать вопрос