Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на примере ОАО «МГПЗ»

Министерство образования и  науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Российский государственный университет  нефти и газа им.И.М.Губкина

Кафедра геологии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему «Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

на примере ОАО  «МГПЗ»»

Руководитель работы                                                 Выполнила

к.г.-м.н, доц. кафедры  геологии                                    студентка группы ГЭ-09-6

Светличная Татьяна  Вячеславовна                           Марухина К.Ю 

_______________________________                         ______________________

                             (подпись)                                                                                                                 (подпись)

г. Москва, 2012

Оглавление

Введение

Современная интенсификация темпов развития сырьевого комплекса российской экономики сопровождается неэффективным использованием природно-ресурсного потенциала, увеличением поступления в окружающую среду веществ  промышленного происхождения, что  приводит к разрушению экосистем. В отдельных случаях объем таких поступлений уже превысил естественный, обусловленный биогеохимическим круговоротом. В потоках этих веществ появились и появляются новые, неизвестные биоте химические соединения, последствия, внедрения которых для биосферы и человека неизвестны.

Огромные масштабы негативных воздействий хозяйственной деятельности на окружающую среду обусловили необходимость  активизировать научно-исследовательские  и практические работы в области  загрязнения окружающей среды, т.е. экологического ущерба.

В процессе производственно-хозяйственной  деятельности человек оказывает все более возрастающее и многообразное воздействие на природную среду, изменяя ее состав. Проведение природоохранных мероприятий должны полностью компенсировать отрицательное воздействие производства на природную среду. Кроме того, предприятие возмещает ущерб, причиненный за загрязнение окружающей среды и нерациональное использование природных ресурсов, несет материальную ответственность за несоблюдение законодательства об охране природы.

В качестве примера воздействия  предприятий газоперерабатывающего  комплекса на окружающую среду в  этой работе использованы данные ОАО  «Московский газоперерабатывающий завод». Мой выбор предприятия  связан с тем, что на нем я проходила преддипломную практику и написание курсовой работы является начальным этапом подготовки выпускной работы бакалавра.

1. Экологические проблемы существования газовой отрасли.

Итак, нарушения окружающей среды, обусловленные изменением инженерно-геологической обстановки при добыче, транспортировке, хранении и переработке газа возникают, по существу, везде и всегда. Избежать их полностью при современных методах освоения невозможно. Поэтому главная задача состоит в том, чтобы свести к минимуму нежелательные последствия, рационально использовать природные и энергетические ресурсы.

О масштабах потерь и  отбросов говорит сам по себе уровень  загрязнения окружающей среды. Поэтому  в  современных  условиях   любую технологию следует оценивать по степени ее экологической опасности, по количеству образующихся отходов. Количество выбросов – отходящих газов, сточных вод и твердых отходов – наиболее  объективный показатель несовершенства используемых технологических систем.

Газовая отрасль играет заметную роль в общем объеме эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду, на ее долю приходится по экспертным оценкам около 10% всех выбросов в эквиваленте СО₂. Во многом это объясняется износом основных фондов Единой системы газоснабжения (ЕСГ), более 50% элементов которой функционирует за пределом назначенного ресурса и нуждается в срочной реконструкции или замене. [1]

Техническое перевооружение и замена устаревшего оборудования являются насущной необходимостью для  любой отрасли промышленности. К  сожалению (и по понятным причинам – экономический кризис), в 90-е годы оборудование действующих в России ГПЗ практически не обновлялось. Из-за большого износа действующего оборудования можно ожидать его массовой замены.

Следует также отметить некоторые общие технологические проблемы, которые существует в отраслях, производящих и перерабатывающих газы:

• низкий технический уровень и качество оборудования, строительно-монтажных работ, ремонтных работ и эксплуатации энергетических объектов;
• недопустимо высокий уровень износа основных производственных фондов;
• нерациональное размещение предприятий в зонах с высокой концентрацией населения.

На многих предприятиях отмечаются неудовлетворительное состояние  основных фондов, медленные темпы  реконструкции, отсутствие надежных систем предупреждения и локализации аварий, приборов контроля и защиты, допускаются массовые грубейшие нарушения норм и правил безопасности, установленных технологий и регламентов.

На состояние экологической  безопасности негативно влияют также  медленные темпы проведения и  внедрения научно-исследовательских и конструкторских работ, что, в конечном счете, сдерживает совершенствование и обновление техники и технологий производства, создание новых современных приборов, аппаратуры контроля и диагностики. Кроме того, процесс приватизации предприятий не учитываются факторы обеспечения промышленной безопасности и противоаварийности. 

1.1. Возможное воздействие газоперерабатывающих заводов на    окружающую среду

           Основное воздействие предприятий отрасли на окружающую среду связано с выбросами вредных веществ в атмосферу, особо опасными при авариях, сопровождающихся самовозгоранием природного газа. [2]

К основным объектам загрязнения  в газоперерабатывающем комплексе  относят:

- воздушный бассейн,  загрязняемый вредными веществами в результате утечек на различных узлах технологических установок, испарения газового конденсата при сливно-наливных операциях и т.д.;

- поверхностные и литосферные  воды, загрязняемые в результате  сброса неочищенных технологических  вод, гидроразрыва, формирования ограниченных зон дренирования;

- нарушение почвенно-растительного  слоя территориями предприятий  и подъездными путями, трансформация  ландшафтов, природного режима многолетнемерзлых  грунтов, нарушения природных  условий обитания животных, их  отравление вредными веществами за счет внедрения технологических объектов в природную экосистему.

Характерные загрязняющие воздушный бассейн вещества –  это оксид углерода, метан, сернистый  ангидрид, оксиды и диоксиды азота. Значительные по массе выбросы оксида углерода, предельных углеводородов, диоксида азота не оказывают сопоставимого по токсичности воздействия.

Объектами вредных выбросов в пределах промплощадки газоконденсатных месторождений  являются: газоперерабатывающие заводы ГПЗ, установки комплексной подготовки газа УКПГ, скважины в период их продувки, оборудование устья скважин и внутренние трубопроводы при наличии в них неплотностей.

Источниками газовыделения  на объектах отрасли являются скважины, газопроводы, аппараты, факелы, предохранительные  клапаны, емкости, дымовые трубы и постоянно действующие свечи, аварийные выбросы. Источники разделяются на три группы: первая объединяет фоновые постоянные утечки природного газа; вторая — технически неизбежные эпизодические утечки; третья — технологически неизбежные постоянные выбросы.

Предприятия отрасли  вносят значительный вклад в загрязнение  атмосферного воздуха в районах  их дислокации.

Выбросы вредных веществ разделяются  на организованные и неорганизованные. К первым относятся выбросы, которые  отводятся от мест выделения и улавливаются с помощью специальных установок. Ко вторым — возникающие за счет не герметичности технологического оборудования, резервуаров и т. п.

Основными причинами увеличения выбросов загрязняющих веществ  являются рост производства и объемов транспортировки газа. Кроме того, на многих предприятиях продолжалась инвентаризация источников выбросов, и частично рост показателей связан с учетом новых объектов.

Структура выбросов загрязняющих веществ по сравнению  с предшествующими периодами  существенно не изменилась: большая часть выбросов приходится на метан – 61,5 %, выбросы оксида углерода составляют 26 %, на долю оксидов азота и диоксида серы приходится соответственно 7,7 и 2,6 % (рис.1).

Прочие загрязняющие вещества, включая твердые аэрозоли и летучие органические соединения, составляют чуть больше 2 %.

В связи с  разработкой новых газоносных площадей месторождений, вводом в действие дополнительных газовых эксплуатационных скважин, увеличением объемов переработки  углеводородного конденсата и объемов работ по реконструкции компрессорных станций (КС) валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в 2011 г. незначительно увеличились (на 1,6 %) и составили 2495,7 тыс.т, а выбросы метана возросли на 1 %, составив 1534,2 тыс.т. Рост величины валовых выбросов произошел в пределах нормативов предельно допустимых выбросов, утвержденных для дочерних обществ и организаций Газпрома. [3]

Рисунок 2. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями газовой промышленности, тыс.т

При этом в 2011 г. удалось снизить выбросы оксидов  азота на 2,9 % по сравнению с 2010 г. – с 199,1 тыс.т до 193,4 тыс.т.

С целью уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу, в том числе метана, в отрасли  применяются ресурсосберегающие технологии и специальные методы проведения ремонтных работ на магистральных газопроводах и газопроводах-отводах.

1.2. Эколого-экономические показатели изучаемого предприятия (ОАО «МГПЗ»)

Полное наименование: Открытое акционерное общество «Московский газоперерабатывающий завод». [4]

Юридический адрес: 142717, п. Развилка, Московская область, Ленинский район

Коммерческая  справка: ОАО «Московский газоперерабатывающий завод» коммерческое предприятие, создано путем реорганизации ГУДП ФГУП «СГ-Транс» Министерства энергетики РФ – «Московский газоперерабатывающий завод», которое было основано в 1954 году как предприятие, ориентированное на переработку природного газа с целью получения жидкого и газообразного гелия.

Сегодня ОАО «МГПЗ» –  одно из ведущих предприятий России в области производства поверочных газовых смесей (ГСО-ПГС), технических и чистых газов для нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической, энергетической, металлургической, пищевой и других отраслей промышленности. Предприятие является разработчиком собственных типов ГСО, методик поверки, выполнения измерений и документов по метрологическому обеспечению.

Вся продукция предприятия  сертифицирована, а виды деятельности лицензированы Госгортехнадзором России.

Предметом деятельности, основными целями и задачами ОАО «Московский газоперерабатывающий завод» являются:

1. Производство и продажа поверочных газовых смесей, нулевых газов, для различных отраслей промышленности, науки и медицины, а также сопутствующих поставкам услуг, связанных с обслуживанием баллонного парка заказчиков.
2. Создание комплексной технологии по получению и использованию сжиженного природного газа.
3. Производство и поставка неона высокой чистоты на внутренний и внешний рынки.
4. Производство эксимерных газовых смесей, применяемых в офтальмологии.
5. Производство оборудования, резервуаров, изделий из металла, полуфабрикатов для газовой и химической промышленности.
6. Строительство и эксплуатация газонаполнительных компрессорных станций, обеспечение транспортных средств и предприятий сжатым и сжиженным природным газом, а также сжиженными нефтяными газами.
7. Осуществление внешнеэкономической деятельности связанной с поставками газовой продукции, выпускаемой предприятием.
8. Обеспечение перевозок сжатых, сжиженных газов собственным автомобильным и железнодорожным транспортом, а также поставка газовых смесей в специализированных автомобильных и железнодорожных контейнерах.

1.3. Характеристика предприятия как источника загрязнения

ОАО «МГПЗ» имеет в  собственности земельный участок  общей площадью 13,4 га с расположенными на нем производственными и офисными нежилыми зданиями.

Промплощадка ОАО «МГПЗ» располагается в 300 метрах к западу от МКАД и в 500 метрах от Каширского шоссе в окружении следующих  структур и предприятий (рис.3):

• с севера, северо-запада и северо-востока – располагаются корпуса института ВНИИГАЗ, в т.ч. опытный завод, пожарная часть, АТП и т.д.;
• с запада и юга предприятие граничит с нежилой территорией между МКАД и Каширским шоссе;
• с востока – пустырем.

                                                                                                                                                            Рельеф площадки ровный. Ближайшие жилые дома («Старый поселок») находятся на расстоянии более 450 м к северо-востоку от границ ОАО «МГПЗ». Жилая застройка располагается к востоку и находится на расстоянии более 600 м от границ земельного участка. Предприятие имеет отдельную благоустроенную территорию с посадками кустарников деревьев (в т.ч. фруктовых), с сетью дорог проездов и пешеходных дорожек.

В соответствии с санитарной классификацией в зависимости от мощности предприятия, технологических  условий, характера и количества выделяемых вредностей завод относится  к III классу опасности с границей СЗЗ до 300 м.¹

Среднегодовая температура  воздуха составляет 5,2^оС, абсолютная максимальная температура воздуха –  (+36^оС), абсолютная минимальная – (-45^оС), средняя максимальная наиболее жаркого месяца – (+24^оС), средняя температура наиболее холодного периода – (-12^оС).²

Среднегодовая скорость ветра составляет 1,8 м/с, максимальная повторяемость ветра в год составляет 21% и характеризуется юго-западным направлением, скорость ветра 5% обеспеченности – 5 м/с, поправка на рельеф местности – 1, коэффициент стратификации – 140.³

Ливневые стоки с  территории завода не собираются и не очищаются так как отсутствуют источники загрязнения. Выведение дождевых и талых вод с территории ОАО «МГПЗ» осуществляется неорганизованно, без очистки, на рельеф местности в водосборную территорию реки Юшунка, притока 1-го порядка реки Москва.

На условиях недропользования предприятию принадлежат две  скважины (рабочая и резервная), вскрывшие  алексинско-протвинский водоносный горизонт. Скважины глубиной 260-265 м  расположены на расстоянии 112,5 м  друг от друга на территории завода. Защищенность от поверхностного загрязнения осуществляется верейскими глинами мощностью порядка 12-15 м (природный факт).

Отпуск питьевой воды и прием сточных вод осуществляется по договору с МГП «Мосводоканал».

Теплоснабжение ОАО  «МГПЗ» производится от собственной котельной в составе 5 водогрейных котлов марки ДКВР-10/13, из которых 2 – рабочие, 3 – в резерве, работающей на природном газе.

На балансе ОАО «МГПЗ» имеется 14 единиц автотранспортной техники, а так же несколько электропогрузчиков, один дизельный автопогрузчик и один трактор, используемый для уборки территории предприятия в зимнее время. Указанная техника хранится либо частично в гараже, либо на открытой стоянке.

В частности, на территории ОАО «МГПЗ» имеется гараж, где  в настоящее время осуществляется временное хранение некоторых из имеющихся на балансе предприятия легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемностью. Если ранее, до 2003 года все указанные автомобили проходили текущее обслуживание и ремонт «на месте», то начиная с 2005 года весь транспорт проходит ТО и ТР в сторонней специализированной организации. В этом соответствии все отходы, образующиеся от ТО и ТР автомобилей, остаются в обслуживающей организации и утилизируются ею, что освобождает промплощадку завода от накапливания данного вида отходов. Мойка автотранспорта на территории предприятия не производится.

Производственная инфраструктура предприятия включает ряд основных и вспомогательных участков и  производств.

На территории ОАО  «МГПЗ» имеется сварочный пост, который  расположен в помещении  Ремонтно-механического цеха. Здесь выполняются сварочные работы ацетиленокислородным пламенем и пропаном.

На балансе ОАО «МГПЗ» имеются металлорежущие станки, располагающиеся в здании РМЦ.

Имеется покрасочный  участок, где осуществляется покраска газовых баллонов краскопультом эмалью НЦ-25.

Режим работы предприятия  – односменный. Численность работников предприятия ОАО «МГПЗ» составляет 130 человек.

2. Экологические аспекты производственной деятельности ОАО «МГПЗ»

Основными видами воздействия  на окружающую среду при нормальном режиме эксплуатации производственных мощностей являются:

• эмиссия вредных веществ в воздушный бассейн района расположения предприятия, привносимого источниками выбросов производств, а именно:
• газообразных выделений от неплотностей фланцевых соединений технологического и насосного оборудования;
• выхлопных газов двигателей автомашин транспортного цеха предприятия;
• при сливно-наливных операциях сырья и продукции;
• осаждение химических веществ на почвенно-растительный покров района расположения производства из воздушного бассейна под действием силы тяжести и вымывание их атмосферными осадками;
• водопотребление и водоотведение сточных вод бытового и производственного загрязнения;
• образование бытовых и производственных отходов.

 На все виды производственного воздействия на окружающую среду предприятием разрабатываются проекты нормативов по ПДВ, ПДС и размещение отходов, которые затем утверждаются в Межрегиональном территориальном управлении технологического и экологического надзора федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по Центральному федеральному округу.

3. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу ОАО «МГПЗ»

Предприятие включает в  себя: котельную, автохозяйство, ремонтно-механических цех, ремонтно-строительный цех, АГНКС и т.д. Работа всех вышеперечисленных подразделений связана с выбросами вредных веществ.

По заключению Московского  центра по гидрометеорологии и мониторингу  окружающей среды фоновые концентрации вредных веществ, обладающих суммацией  вредного действия (в целом по району) состоят из окиси углерода, двуокиси азота, аммиака, цианистого водорода, фенола, сероводорода (данные 2011 года).

Наибольшие выбросы  вредных веществ по каждому производству и по предприятию в целом наблюдаются  на фланцевых соединениях технологического и газоперекачивающего оборудования, а также при подсоединении-отсоединении газовых баллонов и сливе газовых конденсатов из баллонной тары. Аварийные и залповые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу не производятся и технологическим регламентом не предусмотрены.

Таблица 1. Характеристика источников выделения загрязняющих веществ ОАО "МГПЗ".

Для большей эффективности  и точности работ по контролю выбросов вредных веществ в атмосферу  с территории ОАО «МГПЗ» и контроля вредных веществ в воздухе  рабочей зоны производственных помещений  лабораторией завода широко используются автоматические стационарные газоанализаторы и передовое оборудованием химического анализа, позволяющим осуществлять широкий спектр измерений, контролировать состав газовоздушных выбросов.

В структуре выбросов МГПЗ основная масса приходится на оксид углерода и далее по убывающей: диоксид азота, пропан-бутан, метан, оксид азота и прочие газы. На промплощадках МГПЗ в атмосферу производится выброс 24 загрязняющих веществ из 10 организованных и 5 неорганизованных источников выбросов. Всего из источников предприятия выбрасывается 6,5475981 т/год вредных веществ, из которых 0,0317901 т/год – твердые и 6,5158080 т/год – жидкие и газообразные. Характеристика источников выделения загрязняющих веществ приведена в табл.1.

Для предотвращения попадания твердых веществ в атмосферу в РМЦ применяются нестандартные пылеуловители, а в  баллонном участке – гидрофильтры, что позволяет уловить и обезвредить до 91% взвешенных веществ, абразивной и металлической пыли.

Из 24 загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу одно вещество имеет 1 класс опасности, пять веществ – 2 класс опасности, восемь веществ – 3 класс опасности, пять веществ – 4 класс опасности, для пяти веществ класс опасности не определен.

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу был произведен для каждого источника загрязнения.

а) расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от поста  электродной сварки

в помещение РМЦ расположен сварочный пост, где выполняются работы по ручной электродуговой сварке электродами марки МР-3. Продолжительность сварочных работ составляет 4 часа в день. Расчет выполнен в соответствии с «Методикой расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (на основе удельных показателей» НИИ Атмосфера, 1997г (табл.2). [5]

Таблица 2.

Валовый выброс загрязняющих веществ определяется по формуле:

M_i = q_i * B * 10^-6 т/год,

где: q_i – удельные выделения загрязняющих веществ, г/кг расходуемых      электродов

B – расход сварочных электродов в год, кг

М_{окс.железа} = 9,04*300*10^-6 = 0,00271 т/год

М_{марганец} = 1,56*300*10^-6 = 0,00047 т/год

M_HF = 0,4*300*10^-6 = 0,00012 т/год

Максимально разовый выброс ЗВ определяется по формуле:

G_i = q_i * b/ T * 3600 г/сек,

где: b – максимальный расход электродов в течение рабочего дня

T – время, затрачиваемое на сварку в течение рабочего дня, час.

G_{окс.железа} = 9,04*2,0/ 4*3600 = 0,00125 г/сек

G_{марганец} = 1,56*2,0/ 4*3600 = 0.00022 г/сек

G_HF = 0,4*2,0/ 4*3600 = 0,00006 г/сек

б) расчет выброса ЗВ в  атмосферу от поста газосварки

источником выделения  ЗВ является газосварочный аппарат (табл.3).

Таблица 3.

Валовый выброс ЗВ определяется по формуле:

M_i = q_i * B * 10^-6 т/год,

где: q_i – удельные выделения загрязняющих веществ, г/кг расходуемых газов

B – расход газа в год, кг

Максимально разовый выброс ЗВ определяется по формуле:

Gi = qi * b/ 30*60 г/сек,

где: b – расход газа за 30 минут в килограммах.

Для ацетилена