Эффективность использования временного мобильного устройства для утилизации метана и перспективы её дальнейшего применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Нормирование и контроль выбросов метана на предприятиях газовой промышленности остаётся одной из ведущих проблем.

Предприятием ООО «Газпром трансгаз Краснодар» ежегодно осуществляется значительное количество выбросов газа в атмосферу. В ходе работы данного предприятия выбросы происходят как при проведении ремонтных работ, так и непосредственно от продуктов сжигания при утилизации метана.

Метан в свою очередь относят к числу сильных парниковых газов. Контроль выбросов которого регулируется на международном уровне. В связи с этим, важной и актуальной задачей является обеспечение эффективного регулирования учета и отчетности по выбросам метана в нефтегазовом комплексе, а также надежная и точная методика расчетов и измерений.

В дипломной работе рассматриваются основные пути попадания метана в атмосферу от газовой промышленности, а также работы по контролю и возможному сокращению количества метана в окружающей среде.

Цель: изучение источников выбросов метана на предприятии и оценка эффективности мероприятий по обеспечению экологической безопасности.

Задачи:

1. Определить состав выбросов предприятия;

2. Проследить соблюдение основных нормативных документов;

3. Оценить эффективность использования ВМУУМ и перспективы её дальнейшего применения.

Перечень сокращений

АГРС - автоматизированная газораспределительная станция

БЗ - блок замера

БО - блок одоризации газа

БПГ - блок подогрева газа

ВСВ - временно согласованный выброс

ВМУУМ - временное мобильное устройство для утилизации метана

ГВС - газо-воздушная смесь

ГИС - газоизмерительная станция

ГПА - газоперекачивающий агрегат

ГРС - газораспределительная станция

ЗВ - загрязняющее вещество

ЗРА - запорно-регулирующая арматура

ИВ - источник выделения

ИЗА - индекс загрязнения атмосферы

ИТЦ - инженерно-технический центр

КПД - коэффициент полезного действия

КС - компрессорная станция

ЛОС - летучие органические соединения

ЛПУМГ - линейно-производственное управление магистральными газопроводомами

МГ - магистральный газопровод

НВОС - негативное воздействие на окружающую среду

ОАО - открытое акционерное общество

ООН - организация объединённых наций

ООО - общество с ограниченной ответственностью

ПДВ - предельно допустимый выброс

СЗЗ - санитарно-защитная зона

УПТПИГ - узел подготовки топливного, пускового, импульсного газа

1. Обзор литературы

1.1 Общие сведения о метане

Метан - простейший углеводород, представляет собой бесцветный газ без запаха, который горит бледным синеватым пламенем. Является наиболее устойчивым и инертным углеводородом за счет отсутствия углеродной связи (С-С). По своим свойствам малорастворим в воде и легче воздуха.

На 90-95 % метан имеет природное происхождение, но также имеются антропогенные источники его выделения: рисовые поля, животноводство, свалки, добыча угля, потери в нефтегазовой отрасли, горение биомассы и т.п. В газовых месторождениях 99% чистого, сухого газа, а газы нефтяных скважин содержат помимо метана 10-40% высших гомологов - пропана, бутана, пентана и гексана (мокрый или жирный газ) [18].

Классификация метана по происхождению:

Биогенный - возникает в результате химической трансформации органического вещества. Например, бактериальный (микробный) метан образуется в результате деятельности бактерий, а термогенный возникает при термохимических процессах, в осадочных породах при их погружении на 3-10 км, в условиях высоких температур и давлений.

Абиогенный - возникающий в результате химических реакций неорганических соединений, чаще на больших глубинах в мантии земли.

В атмосферу метан попадает от естественных и антропогенных источников. Среди естественных источников это - болота, тундра, водоёмы, насекомые (термиты), метангидраты, геохимические процессы. К антропогенным относят - рисовые поля, шахты, потери при добыче нефти и газа, животноводство, горение биомассы, свалки.

Метан находится в основном в приземном слое атмосферы - тропосфере (11-15 км). Примерное время жизни метана в атмосфере 8-12 лет [11].

Метан был отнесён к парниковым газам, так как повышение его содержания в атмосфере способствует развитию парникового эффекта. Метан в несколько раз легче воздуха и обладает более сильным парниковым эффектом, чем углекислый газ, за счет глубоких вращательных полос поглощения молекул в инфракрасном спектре [15].

В настоящее время метан применяется в различных сферах человеческой деятельности. Является материалом для создания полимеров (синтетический каучук), различных гибких и прочных материалов (резина), применяется как химическое сырьё и служит основным источником водорода. Наиболее популярен метан в качестве топлива, так как его очень экономично использовать.

Как топливо метан используется в сжатом виде (200-250 атмосфер), в связи с тем, что его плотность значительно меньше, чем у бензина.

Сжатый природный газ как топливо имеет целый ряд преимуществ:

Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана, накапливающегося в естественных и искусственных углублениях и создающего опасность взрыва.

Не токсичен в малых концентрациях;

Не вызывает коррозии металлов.

Компримированный природный газ дешевле, чем любое нефтяное топливо, в том числе и дизельное, но по калорийности их превосходит.

Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха.

Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологическую обстановку и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы.

Эксплуатационные затраты на обслуживание газовых котельных также ниже, чем традиционных.

Еще одной особенностью сжатого природного газа является то, что котлы, работающие на природном газе, имеют больший КПД -- до 94 %, не требуют расхода топлива на предварительный его подогрев зимой (как мазутные и пропан-бутановые).

За счет хорошей способности к горению метан так же используют при сварке, резке металла.

Он нашёл применение и в медицине. Газ в целом безвреден для организма, но оказывает на человека усыпляющие действие. Нередко метан используют в качестве снотворного, растворителя и даже в составе стероида для любителей спортивного питания [9].

1.2 Загрязнение атмосферы

Атмосфера является газовой оболочкой Земли, в процентном соотношении в её состав входят: азот 78%; кислород 21%; водяной пар 1%; аргон 0,93%; углекислый газ 0,038% и другие газы (водород, гелий, благородные газы). Воздух - это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете [14].

В зависимости от вида источника загрязнение атмосферы бывает:

- естественное,

- антропогенное

В зависимости от характера загрязнителя:

1) Физическое - механические (пыль, тв.частицы), радиоактивные (радиоактивное излучение, изотопы), электромагнитные (электромагнитные волны, радиоволны), шумовые (громкие звуки, частотные колебания) и тепловые загрязнители;

2) Химическое - в качестве загрязнителя газообразные вещества и аэрозоли. Основными загрязнителями атмосферного воздуха принято считать оксид углерода (IV), оксид азота, диоксид серы, углеводороды (метан), альдегиды, тяжелые металлы, аммиак, атмосферную пыль и радиоактивные изотопы;

3) Биологическое - имеется ввиду загрязнение микробной природы, например, перенасыщение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий, грибов; вирусами и их токсинами, продуктами жизнедеятельности [14].

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы за счёт деятельности человека считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон).

Основные источники загрязнения атмосферы -- предприятия топливноэнергетического комплекса, обрабатывающей промышленности и транспорт [17].

Земная атмосфера сравнительно хорошо пропускает коротковолновую солнечную радиацию, которая почти полностью поглощается земной поверхностью. Нагреваясь за счет поглощения солнечной радиации, земная поверхность становится источником земного, в основном длинноволнового, излучения, часть которого уходит в космическое пространство [11].

Парниковый эффект - нагревание поверхности и атмосферы планеты в результате захвата теплового излучения Солнца атмосферными газами. Та часть солнечного излучения, которая, пройдя сквозь озоновый слой, достигает поверхности Земли, представлена мягким ультрафиолетом, видимым светом, а также инфракрасными лучами. Инфракрасное излучение называют также тепловым. Такое излучение поглощают пары воды, углекислый газ, метан и другие компоненты атмосферы. Парниковый эффект позволяет поддерживать оптимальную температуру у поверхности земли (+18), без него испускаемое тепло уходило бы полностью в космос. Но избыток газообразных выбросов в атмосферу от сжигания угля, нефтегазовой промышленности и транспорта скапливается в атмосфере и удерживает много тепла, что вызывает угрозу глобального потепления [11].

1.3 Проблема выбросов газа в атмосферу на предприятиях нефтегазового комплекса

При сгорании жидкого или газообразного топлива в двигателях, турбинах, насосах, компрессорах и котлах происходит значительный выброс отходящих газов в атмосферу.

Факельное сжигание и выпуск газа служат важной мерой обеспечения безопасности, используемой на объектах для обеспечения безопасного сброса газа при аварийных ситуациях, отключении питания и отказе оборудования или возникновении других нештатных условий на установке.

После сжижения природного газа, в период его хранения, наблюдаются выбросы паров метана, которые часто называют «отпарным газом», за счёт изменения атмосферного давления, воздействия температуры окружающей среды [12].

Стационарные источники выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух делят на организованные и неорганизованные.

Источники с организованным выбросом газообразных веществ - выбросы поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы. К ним относят:

- объекты линейной части магистрального газопровода (ЛЧ МГ);

- компрессорные станции (КС);

- газораспределительные станции (ГРС);

- газоизмерительные станции (ГИС).

При проведении плановых регламентных работ на трубопроводах и технологическом оборудовании объектов транспорта газа, особенно при аварийных ситуациях в атмосферу попадает большое количество природного газа, который на 90-98% состоит из метана.

Источники с неорганизованным выбросом газообразных веществ - выбросы поступают в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности работы оборудования, отсутствия или не налаженной работы вентиляционных систем, местных отсосов в местах загрузки, выгрузки или хранения сырья, топлива, полупродуктов, продуктов и т.д. К ним относят:

- утечки в уплотнениях и соединениях технологических аппаратов и агрегатов, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры (ЗРА), расположенных на открытых площадках установок;

- выбросы при продувке пробоотборных устройств и отборе пробы, сбросы постоянно отбираемой пробы в атмосферу;

- выбросы при продувке средств контроля и автоматики и технологических аппаратов;

- выбросы при стабилизации давления в емкостях товарно-сырьевых парков и выполнении слива-налива.

Все перечисленные виды выбросов относятся к неорганизованным только в тех случаях, когда технологические объекты (оборудование, ёмкости, арматура) расположены вне производственных помещений, и не оборудованы системами отвода этих выбросов на свечу рассеивания или на факел [13].

Исходя из вышеизложенного данное направление является актуальным и представляет значительный интерес для контроля состояния окружающей среды.

1.4 Вклад ОАО «Газпром» в загрязнение атмосферного воздуха

Деятельность ОАО «Газпром» имеет важное значение для всей экономики России, именно поэтому влияние данного предприятия на окружающую среду так важно.

Немалый вклад предприятие вносит в загрязнение атмосферного воздуха за счёт выброса газообразных загрязняющих веществ (рис.2). Среди приведённых веществ очевидно преобладает метан (рис.1) за счёт его значительного содержания в составе природного газа.

Одна из ключевых задач Газпрома на протяжении многих лет остается неизменной - обеспечение равенства экономических и природоохранных ценностей. На практике это реализуется за счёт корпоративных программ технического перевооружения, модернизации и повышения энергоэффективности производств, в детальной оценке и сокращении возможных экологических рисков при осуществлении проектов нового строительства [23].

Текущая деятельность в области охраны окружающей среды осуществляется с учетом специфики производственных объектов, природно-климатических и социально-экономических особенностей регионов.

Рис. 1. Компонентная структура выбросов ОАО «Газпром» в атмосферный воздух

Рис. 2. Показатели воздействия ОАО Газпром на атмосферный воздух, 2008--2012 гг., тыс. т [23].



Рис. 3. Динамика выбросов метана в атмосферный воздух ОАО «Газпром», 2008--2012 гг., тыс. т.

В период с 2008 по 2011 гг. наблюдается сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, а в 2012 г. их возрастание, за счёт изменения топливного баланса (использование угля и мазута взамен природного газа) на ряде генерирующих объектов и вводом нового энергоблока, в свою очередь доля метана в составе валовых выбросов сократилась на 12 %.

В компонентной структуре выбросов ОАО «Газпром» на долю основных загрязняющих веществ суммарно приходится 98,3 %, в том числе: углеводороды (метан) -- 66,8 %, оксид углерода -- 19 %, оксиды азота -- 9,3 %, диоксид серы -- 3,3 %. Деятельность по магистральному транспорту газа формирует более 92 % всех выбросов метана ОАО «Газпром».



Рис. 4. Структура выбросов основных загрязняющих веществ по видам основной деятельности ОАО «Газпром», 2012 г., тыс. т.

Принципы ответственного поведения в области рационального природопользования и охраны окружающей среды являются важной частью стратегии и обязательным условием стабильного и эффективного развития бизнеса в современных условиях [23].

Стратегическими направлениями деятельности Газпром в области охраны окружающей среды, которые имеют значимый экологический эффект в масштабах Российской Федерации, на данный момент остаются:

- энерго- и ресурсосбережение;

- использование наилучших доступных технологий при модернизации и вводе новых производственных мощностей;

- развитие производства моторных топлив с улучшенными экологическими характеристиками, в том числе развитие рынка газомоторного топлива;

- участие в научных исследованиях и практических действиях по восстановлению природных комплексов, сохранению биоразнообразия, защите морской среды;

- предупреждение аварий и инцидентов с экологическими последствиями и возмещение вреда окружающей среде в полном объеме;

- разработка и реализация корпоративных программ, участие в региональных и федеральных программах, обеспечивающих экологическую безопасность;

- совершенствование системы экологического менеджмента.

В настоящее время доля Газпром в объемах негативного воздействия на окружающую среду в Российской Федерации составляет: по выбросам в атмосферный воздух - около 16 %.

Один из ключевых принципов деятельности ОАО «Газпром» - сокращение негативного техногенного воздействия на природную среду [24].

1.5 Нормирование и контроль выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

В России более 20 лет проводятся работы по нормированию выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и установлению нормативов предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ).

В настоящее время нормативно-методическая база нормирования развивается по широкому кругу вопросов:

- процедура инвентаризации выбросов вредных веществ в атмосферный воздух с использованием инструментальных и расчётных методов;

- организация и проведение расчётов загрязнения атмосферы;

- формирование предложений по нормативам ПДВ (ВСВ);

- определение периодичности производственного контроля за соблюдением установленных нормативов выбросов и объемов регулирования выбросов в периоды неблагоприятных метеорологических условий.

В настоящее время существует тенденция увеличения требований, предъявляемых к природопользователям, но в тоже время упрощение системы нормирования выбросов. Совершенствование воздухоохранной деятельности актуально на сегодняшний день за счёт введения положений Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха», а также Федерального закона «Об охране окружающей среды». Положения Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха» допускают уточнить требования к нормированию выбросов и предусматривают установление нормативов ПДВ с учётом ряда критериев качества атмосферного воздуха: гигиенических, экологических, предельных критических нагрузок и других экологических требований, а также с учётом технических нормативов выбросов.

Определение параметров источников загрязнения атмосферы (ИЗА) должно осуществляться при регламентных загрузке и условиях эксплуатации технологического и пылегазоочистительного оборудования. Наряду с этим, параметры ИЗА следует фиксировать и на основных режимах работы технологического оборудования и стадиях технологических процессов [13].

Для магистральных трубопроводов и углеводородного сырья, компрессорных установок создаются санитарные разрывы (полосы отчуждения). Санитарный разрыв имеет режим СЗЗ [7].

Контроль соблюдения установленных нормативов выбросов

В основу системы контроля положено определение величин выбросов загрязняющих веществ от источников и сопоставление их с величинами ПДВ, принятыми в проекте нормативов ПДВ.

При определении величин выбросов основными являются прямые методы измерения концентраций загрязняющих веществ и объёма газовой смеси с фиксированием её температуры. Измерения должны проводиться по графику, согласованному с территориальным комитетом охраны окружающей среды и утвержденному руководством предприятия.

В случаях, когда отсутствуют методики или прямые методы измерения невозможны, используют балансовые методы расчёта выбросов в зависимости от производительности агрегата, состава сырья, топлива и т.п.

К источникам, которые могут оказать существенное влияние на ухудшение состояния атмосферного воздуха, следует отнести:

источники, дающие наибольшие вклады в величины приземных концентраций (в случае опасного направления ветра увеличение выбросов от этих источников влечет за собой, увеличение максимальных приземных концентраций);

источники с наибольшим количеством валовых выбросов (если даже их вклад в величины приземных концентраций мал), т.к. изменение состава сырья или топлива может повлечь за собой значительное повышение приземных концентраций;

источники с большим количеством загрязняющих веществ, содержащихся в отходящих газах перед очисткой (т.к. ухудшение работы системы газоочистки приводит к увеличению выбросов и соответственно приземных концентраций) [5].

Контроль за содержанием вредных веществ в атмосферном воздухе проводится непосредственно на границе санитарно-защитной зоны в установленных контрольных точках.

Основными источниками выбросов метана на АГРС и линейной части газопроводов являются свечи (залповые выбросы), и неорганизованные источники - запорно-регулирующая арматура и площадки для проведения покрасочных работ [10].

Контроль соблюдения нормативов выбросов на источниках загрязнения и в контрольных точках линейной части магистральных газопроводов не представляется возможным, так как выбросы загрязняющих веществ кратковременны и наблюдаются лишь в период проведения ремонтных работ.

Источниками выделения продуктов сгорания природного газа на АГРС являются агрегаты подогрева газа, работающие не постоянно, в зависимости от температурного режима окружающего воздуха. Категория источника загрязнения атмосферы 4 - контроль следует проводить 1 раз в 5 лет. Инструментальный контроль проводится на момент разработки проекта ПДВ. Контроль нормативов выбросов выполняется ежеквартально инженером по охране окружающей среды балансовым методом (по расходу топлива) при расчете платы за негативное воздействие на окружающую среду. Отопление операторных помещений на газораспределительной станции осуществляется бытовыми котлами.

Контроль соблюдения нормативов ПДВ проводится силами специализированных организаций, имеющих аккредитованную лабораторию.

При обнаружении концентраций контролируемых загрязняющих веществ, превышающих ПДВ, ответственный руководитель обязан принять срочные меры по снижению выбросов.

Основными источниками информации при контроле выбросов в настоящее время являются лабораторные методы анализа, поэтому при проведении замеров на предприятии рекомендуется использовать методики, представленные в «Сборнике методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах» [3].

1.6 Учёт и отчетность по выбросам метана в России

Метан включен в список вредных газообразных веществ загрязняющих атмосферу (код 0410). Учет и отчетность по выбросам метана в Российской Федерации предусмотрены системой Государственного учета вредных воздействий на атмосферный воздух и их источников [1].

В Российской Федерации официальный контроль выбросов метана ведётся как часть общей системы контроля состояния окружающей среды, в том числе атмосферного воздуха.

Учёту на сегодняшний день подлежат загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу в результате неполного улавливания и утечек газа, содержащиеся в отходящих газах от стационарных источников загрязнения и аспирационном воздухе. Используются инструментальные замеры и расчёты в соответствии с методиками для определения количества загрязняющих веществ за отчетный период [19].

Методические документы по расчёту выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух используются при инвентаризации, нормировании выбросов, а также контроле за соблюдением установленных нормативов ПДВ (ВСВ) для действующих организаций и подготовке разделов «Охрана воздушного бассейна».

Таблица 1 - Методики используемые для расчета, нормирования и контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, на территории РФ, 2013 год [5].

Топливная, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, газовая промышленности
№	Наименование документа, место и год издания	Наименование и адрес организации-разработчика документа
1.	Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. Новополоцк, 1997 (кроме Приложения 4)	ЗАО «ЛЮБЭКОП» Люблинское экологическое предприятие 109429, Москва, Копотня, МНПЗ, 2-й кв. МП "БЕЛИНЭКОМП" 211440, Беларусь, Витебская обл., Новополоцк, ул.Комсомольская, 10 Казанское ПНУ 420063, Казань, ул.Коломенская, 12
	Дополнение к «Методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров (Новополоцк,1997)». СПб., 1999	Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха (ОАО «НИИ Атмосфера») 194021, Санкт-Петербург, ул.Карбышева, 7
2.	Инструкция по нормированию расхода и расчету выбросов метанола для объектов ОАО «Газпром». ВРД 39-1.13 -051-2001 М., 2002.	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п.Развилка Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха (ОАО «НИИ Атмосфера») 194021, Санкт-Петербург, ул. Карбышева, 7
3.	Методика расчета выбросов загрязняющих веществ газовых турбин, эксплуатируемых на производственных объектах СЭИК (только для ОБТК). Южно-Сахалинск, 2008	«Сахалин Энерджи Инвестмен Компани» 693020, г.Южно-Сахалинск, ул.Дзержинского, 35
4.	Каталог удельных выбросов загрязняющих веществ газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов. СТО Газпром 2-3.5-039-2005	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717. Московская обл., Ленинский р-н, п.Развилка
5.	Методика расчета параметров выбросов и валовых выбросов вредных веществ от факельных установок сжигания углеводородных смесей. М., 1996	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
6.	Каталог удельных выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами газомтокомпрессоров. М.,1997	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
7.	Инструкция по выполнению измерений концентраций загрязняющих веществ и скорости газовых и воздушных потоков на стационарных газомоторных двигателях. ВРД 39-1.13-059-2002	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
8.	Инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях. СТО Газпром 2-3.5-038-2005	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
9.	Методические указания по расчету валовых выбросов углеводородов (суммарно) в атмосферу ОАО «Газпром». «Газпром». СТО Газпром 11-2005.	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ»). 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
10.	Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках. СПб., 1998	Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха (ОАО «НИИ Атмосфера») 194021, Санкт-Петербург, ул. Карбышева, 7 Тюменский областной комитет природы 625000, Тюмень,ул.Малыгина,48
11.	Методика по нормированию и определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях нефтепродуктообеспечения ОАО «НК «Роснефть». Астрахань, 2003 (кроме разделов 6.1, 6.2, 6.5)	ОАО СКБ «Транснефтеавтоматика», 414014, г.Астрахань, ул.Бехтерева, 61
12.	Инструкция по расчету и нормированию выбросов ГРС (АГРС, ГРП), ГИС. СТО Газпром 2-1.19-058-2006. М., 2006	ОАО «ГАЗПРОМ», 117997, г. Москва, ул. Наметкина, 16
13.	Инструкция по расчету и нормированию выбросов газонаполнительных станций (ГНС). СТО Газпром 2-1.19-060-2006 М., 2006	ОАО «ГАЗПРОМ», 117997, г. Москва, ул. Наметкина, 16
14.	Инструкция по расчету и нормированию выбросов АГНКС. СТО Газпром 2-1.19-059-2006. М., 2006	ОАО «ГАЗПРОМ», 117997, г. Москва, ул. Наметкина, 16
15.	Методика определения региональных коэффициентов трансформации оксидов азота на основе расчетно-экспериментальных данных. СТО Газпром 2-1.19-200-2008. М., 2008	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ»). 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
16.	«Стандарт ОАО «ГАЗПРОМ». Охрана окружающей среды на предприятиях ОАО «ГАЗПРОМ». «Производственный контроль за охраной атмосферного воздуха. Порядок организации и ведения». М., 2008	ОАО «ГАЗПРОМ», 117997, г. Москва, ул. Наметкина, 16
17.	Технические нормы выбросов и утечек природного газа от технологического оборудования. СТО Газпром 2-1.19-128-2007, М., 2007	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ»). 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
18.	Технические нормативы выбросов. Газоперекачивающие агрегаты ОАО «Газпром». СТО Газпром 2-1.19-332-2009, М., 2009	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ»). 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
19.	Методика проведения измерений объемов эмиссии метана в атмосферу на объектах ОАО «Газпром». СТО Газпром 031-2007, М., 2007	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ»). 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
20.	Типовая программа оценки эмиссии природного газа на объектах ОАО «Газпром». СТО - "Газпром 027-2006, М., 2006	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ»). 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
21.	Кадастр выбросов парниковых газов. Общие требования к содержанию и оформлению. СТО Газпром 3-2005, М., 2005	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
22.	Методические указания по расчету залповых выбросов природного газа в атмосферу при технологических операциях на линейной части магистральных трубопроводов. М., 2009	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
23.	СТО ЛУКОЙЛ 1.6.17-2012 «Система управления промышленной безопасностью, охраной труда и окружающей среды. Методика расчетно-экспериментального определения нормативов выбросов из резервуаров и емкостей транспортирования нефтепродуктов объектов организаций группы “Лукойл”». Волгоград, СПб., Новополоцк, 2009	ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» 400029, г. Волгоград, ул. 40 лет ВЛКСМ, 55 Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха (ОАО «НИИ Атмосфера») 194021, Санкт-Петербург, ул. Карбышева, 7 ЗАО "ИЭЦ "БЕЛИНЭКОМП" 211440, Республика Беларусь, Витебская обл., г. Новополоцк, ул. Комсомольская, 10
24.	Регламент нормирования выбросов природного газа в атмосферу при эксплуатации линейной части магистральных газопроводов ООО «Газпром трансгаз Югорск», Москва, 2010	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
25.	СТО Газпром «Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и определение размера вреда окружающей природной среде при авариях на магистральных газопроводах, Москва, 2010	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
26.	СТО Газпром «Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при добыче, транспортировке и хранении газа», Москва, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2010	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
27.	Р Газпром «Охрана атмосферного воздуха при проектировании компрессорных станций и линейной части магистральных газопроводов», Москва, 2010	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
28.	СТО Газпром «Учет валовых выбросов загрязняющих веществ с продуктами сгорания газотурбинных газоперекачивающих агрегатов», Москва, 2010	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
29.	СТО ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» 35.13-2011. «Организация производственного контроля источников залповых выбросов метана на газотранспортном предприятии», Ставрополь, 2011	ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» 355035, г. Ставрополь, пр. Октябрьской революции, 6
30.	СТО Газпром «Инвентаризация выбросов парниковых газов» Москва, 2010	Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ООО «ВНИИГАЗ») 142717, Московская обл., Ленинский р-н, п. Развилка
31.	Методика (инструкция) расчета выбросов серы от процессов ее производства, хранения и транспортировки, СПб., 2011	ООО «Газпром добыча Астрахань» 414000, Кировский р-н, Астрахань, ул. Ленина/Бабушкина, д. 30/33, литер строения А Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха (ОАО «НИИ Атмосфера») 194021, Санкт-Петербург, ул. Карбышева, 7

В России до сих пор не существует официально одобренной методики для газообразных загрязняющих атмосферу веществ, именно поэтому компании пользуются всем многообразием учёта выбросов метана, что в свою очередь создаёт определённые трудности для учёта и сравнения оценок выбросов метана, в том числе как парникового газа.

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Общая характеристика предприятия

ОАО «Газпром» -- глобальная энергетическая компания. Основные направления ее деятельности -- геологоразведка, добыча, транспортировка, хранение, переработка и реализация газа и других углеводородов, а также производство и сбыт электрической и тепловой энергии.

ООО «Газпром трансгаз Краснодар» -- одно из старейших дочерних обществ «Газпрома». В 1960-е гг. именно Кубань снабжала газом центральные регионы России.

Основными направлениями деятельности являются: организация проведения геологоразведочных и буровых работ, обустройство и эксплуатация газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, переработка газового конденсата, капитальное строительство объектов газовой промышленности. Производственные объекты расположены в Краснодарском крае, Ростовской области, Ставропольском крае, Республиках Адыгее и Калмыкии. В компании работает более 2000 человек. ООО «Газпром трансгаз Краснодар» осуществляет разработку 52 месторождений, в том числе 31 газового, 17 газоконденсатных, 3 нефтегазоконденсатных и одного нефтяного месторождений.

В компании ведется целенаправленная работа по увеличению объемов добычи углеводородного сырья и оптимизации работы действующего оборудования посредством внедрения новых технологий, совершенствования организационной структуры управления предприятием, мобилизации неиспользованных резервов. Общество активно проводит геологоразведочные работы, ежегодно осуществляя прирост запасов углеводородов, превышающий уровень добычи углеводородного сырья.

В ООО «Газпром трансгаз Краснодар» соблюдаются все экологические нормы и стандарты. В компании действует документ под названием «Экологическая политика», на основании которого регулярно проводятся природоохранные мероприятия: экологический мониторинг на объектах, оборудование площадок для сбора и хранения отходов, озеленение территорий, рекультивация земель, сокращение выбросов загрязняющих веществ. Экологическое сопровождение бурения и эксплуатации месторождений исключает негативное влияние техногенных процессов на окружающую среду. Компания применяет современные методы и механизмы экологического управления, направленные на рациональное использование природных ресурсов.

выброс метан атмосфера газовый

2.1.1 Сведения о Краснодарской компрессорной станции

Краснодарская КС находится в составе газопровода «Россия-Турция» под ведомством ООО «Газпром трансгаз Краснодар». Компрессорная станция предназначена для обеспечения дальнего транспорта газа по газопроводу.

Краснодарская компрессорная станция располагается в Северском районе Краснодарского края. Рассматриваемая территория располагается в Кубано - Приазовской климатической области (III-Б климатическая зона).

Краснодарская компрессорная станция располагается в сельской местности, в двух - трёх километрах от станицы Смоленской.

Важным фактором, влияющим на климат территории расположения Краснодарской КС, являются особенности циркуляции атмосферы. Проникающий сюда арктический воздух сменяется морскими воздушными массами, холодные вторжения - выносами тропического воздуха из Средиземного моря и Ирана. Весьма существенное влияние на общую циркуляцию оказывает система хребтов Большого Кавказа. Близость двух больших незамерзающих морей, омывающих территорию Кавказа, также имеет большое значение.

Климат этой области мягкий. Безморозный период длительный. Заморозки начинаются лишь во второй половине октября, тогда же средняя суточная температура воздуха устойчиво переходит через 10°С. В середине ноября происходит устойчивый переход ее через 5°С, а через 0°С только в конце декабря. И уже во второй половине февраля средние суточные температуры становятся выше 0°С. Средняя температура июля плюс 21.8°С, абсолютный максимум достигает плюс 40°С.

Число дней с сильным ветром за год может достигать 39, максимум их наступления относится к весенним месяцам. В период с ноября по март возможны метели. Количество осадков в теплый период составляет 497 мм. Максимум осадков (114 мм в месяц) приходится на декабрь месяц. Выпадающие за год осадки превышают испарение на 30 мм.

2.1.2 Технологический процесс Краснодарской КС

Компрессорная станция предназначена для обеспечения дальнего транспорта газа по газопроводу. На компрессорной станции транспортируемый газ последовательно проходит:

- установку осушки;

- установку очистки от конденсата и механических примесей;

- цех компримирования в газоперекачивающих агрегатах;

- установку охлаждения.

Кроме перечисленного основного технологического оборудования на компрессорной станции предусмотрены: установка подготовки пускового и топливного газа, склад горюче-смазочных материалов, склад метанола, котельная, закрытая мойка с теплой стоянкой, электростанция собственных нужд и пожарное депо.

Газ из магистрального газопровода подаётся на установку осушки, где снижается содержание влаги и тяжёлых углеводородов до требуемых параметров. От установки осушки газ поступает во входной кольцевой трубопровод установки очистки от конденсата и механических примесей. Очищенный от механических примесей в пылеуловителях установки очистки, газ по закольцованному трубопроводу поступает в компрессорный цех на всасывание газоперекачивающего агрегата. Сжатие природного газа осуществляется в газотурбинных газоперекачивающих агрегатах. После компримирования газ по закольцованному трубопроводу подается на охлаждение. Охлажденный газ по кольцевому коллектору на площадке компрессорной станции и далее поступает в магистральный газопровод.

В качестве привода на газоперерабатывающих агрегатах используются газотурбинные установки. Рабочим телом газотурбинных установок при сжатии является окружающий атмосферный воздух. Топливом служит перекачиваемый газ. Основная часть газа после замера через открытый кран и входной кран подается на подогрев в подогреватель газа (один рабочий, другой резервный), затем подогретый газ через открытый входной кран поступает к узлам редуцирования. Узел редуцирования топливного газа состоит из двух ниток редуцирования и одной байпасной линии с общим выходным трубопроводом. Установка двух ниток редуцирования с двумя регуляторами на каждой, обеспечивает гарантированную подачу газа необходимого давления к газоперекачивающему агрегату.

Турбина газогенератора работает на сильно разбавленных воздухом продуктах сгорания природного газа.

Атмосферный воздух через входное воздухоочистительное устройство и камеру всасывания газоперекачивающего агрегата попадает в двигатель. Воздух сжимается и поступает в камеру сгорания. В камере сгорания в потоке воздуха сжигается топливо (природный газ), поступающее через форсунки. Из камеры сгорания горячие газы направляются на лопатки турбин. В турбине газогенератора тепловая энергия газового потока превращается в механическую энергию вращения роторов турбин. Мощность первой ступени расходуется на вращение ротора высокого давления, вторая ступень турбины вращает ротор компрессора низкого давления. Мощность, полученная на валу свободной турбины, расходуется на привод нагнетателя газоперерабатывающего агрегата. Отработанный газ через системы выброса попадает в атмосферу (приложение №1).

В камеру всасывания газотурбинной установки встроен корпус промывки. Корпус промывки включает в себя 12 форсунок, насос подачи промывочной жидкости Т-950 и резервуара для моющего раствора. Промывка раствором T-950 осуществляться один раз в два-три месяца с целью отмывки деталей проточной части от отложений.

Выделения загрязняющих веществ в атмосферу производятся через выхлопные трубы ГПА, в гидросферу поступление загрязняющих веществ происходит от возможных утечек турбинного масла и последующего смыва в систему стоков с площадки компрессорной станции. Образование отходов происходит на фильтрах очистки воздуха подаваемого на горение, а также на фильтрах очистки масла.

Основное производство:

1. Очистка газа

Газ из магистрального газопровода Краснодар - Ростов, включающего две нитки - Ду 1000 и Ду 800, по двум трубопроводам Ду 1000 поступает в распределительный коллектор установки двухступенчатой очистки газа для очистки от механических примесей с целью предотвращения попадания их в проточную часть центробежных нагнетателей.

Обвязка пылеуловителей и фильтр - сепараторов выполнена в модульном варианте. Каждый модуль состоит из пылеуловителя и фильтр - сепаратора с отключающей арматурой на входе и выходе модуля. Модули подключаются для параллельной работы к коллекторам входа и выхода установки очистки газа.

Механические примеси собираются в нижней части пылеуловителей, жидкость - в фильтр-сепараторах.

Установка очистки газа оснащается системой обогрева дренажных трубопроводов и дренажной емкости.

2. Компримирование газа

Газ из установки очистки по двум трубопроводам Ду 1000 поступает на площадку компрессорного цеха. После сжатия до 5.49 / 4.02 МПа газ двумя трубопроводами Ду 1000 поступает на установку охлаждения газа.

Компрессорный цех состоит из четырех агрегатов. Схема подключения агрегатов параллельная, коллекторная. Все ГПА работают параллельно на один или два газопровода (обычно в работе находится один агрегат, максимально два). В качестве привода для указанных агрегатов использованы газотурбинные двигатели номинальной мощностью 8 мВт.

Для запуска ГПА вдоль цеха проложен пусковой коллектор Ду 700, газ из которого направляется в обвод компрессорной станции на вход установки очистки. Все газовые коллекторы продуваются в атмосферу. Для нормальной работы к компрессорному цеху подводятся (и отводятся):

- топливный, пусковой и импульсный газ из установки подготовки топливного, пускового и импульсного газа;

- масло чистое и отработанное со (на) склада;

- воздух сжатый от компрессорной сжатого воздуха.

Для сбора дренажа и перелива масла из ГПА устанавливается подземная дренажная емкость. Предусмотрен обогрев контейнеров агрегатов горячим воздухом от осевых компрессоров работающих ГПА.

3. Охлаждение газа

После компрессорного цеха газ охлаждается в аппаратах воздушного охлаждения.

Выход газа из установки охлаждения осуществляется по двум трубопроводам Ду 1000. К установке охлаждения газа подведен сжатый воздух для ремонтных работ и обдува трубок теплообменных аппаратов. После охлаждения газ направляется в магистральный газопровод.

Подготовка топливного, пускового и импульсного газа.

Установка подготовки топливного, пускового и импульсного газа (УПТПИГ) предназначена для подготовки транспортируемого газа, с целью использования его для запуска газотурбинных двигателей в качестве топлива газотурбинных двигателей и в качестве импульсного газа для управления пневмокранами в системах компрессорной станции.

Газ на установку подготовки топливного, пускового и импульсного газа поступает из магистральных газопроводов (Ду 1000 и 800).

На УПТПИГ газ поступает в фильтр-сепаратор, где очищается от пыли и жидкости. Жидкость из фильтров-сепараторов удаляется автоматически в емкость сбора конденсата. Очищенный газ замеряется в блоке замера газа и разделяется на два потока. Один направляется в установку подготовки импульсного газа, другой - в подогреватель газа.

Подогретый газ из разделяется на два потока:

- 1 поток - топливный газ - направляется через блок замера в блок редуцирования топливного и пускового газа, где редуцируется до 2.45 МПа;

- 2 поток - пусковой газ - поступает в блок редуцирования топливного и пускового газа, где редуцируется до 0.23 - 0.48 МПа;

Топливный и пусковой газ из блока поступает в общестационарные коллекторы топливного и пускового газа.

Установка подготовки импульсного газа принята в контейнерном варианте во взрывозащищенном исполнении и размещается на открытой площадке.

Выбросы природного газа на КС по их действию и времени относятся к организованным залповым (эпизодическим) выбросам и неорганизованным.

Источниками организованных выбросов являются свечи.

Организованные выбросы природного газа в соответствии со штатными технологическими процессами КС поступают в атмосферу при:

- запуске ГПА (работа пусковой расширительной турбины - турбодетандера и продувка контура нагнетателя);

- остановке ГПА (стравливание газа из контура нагнетателя);

- обслуживании установки очистки газа (продувка аппаратов);

- стравливании газа из всех технологических коммуникаций цеха для проведения ремонтного обслуживания.

Все операции, при которых осуществляются залповые выбросы природного газа, одновременно не производятся.

Источниками неорганизованных выбросов газа являются не плотности во фланцевых соединениях технологического оборудования, ЗРА, емкости, расположенные на открытых и закрытых площадках.

2.1.3 Вероятность и возникновение аварийных и залповых выбросов загрязняющих веществ

В большинстве случаев аварийные ситуации на компрессорных станциях сводятся к выбросу в атмосферу природного газа.

Наиболее частыми аварийными ситуациями являются отказы газоперекачивающих агрегатов, имеющих постоянную динамическую нагрузку и большое количество движущихся элементов. В случае отказов работающих агрегатов производится автоматическая остановка и отключение агрегата от газовой обвязки компрессорной станции. При ряде аварийных ситуаций на ГПА происходит полное освобождение обвязки газоперекачивающего агрегата от газа с выбросом его в атмосферу. Для одного ГПА этот выброс по параметрам полностью аналогичен выбросу при плановой остановке агрегата. В случае нарушения целостности шлейфов и межцеховых коммуникаций компрессорной станции, на ней предусмотрена возможность выброса всего газа, имеющегося в обвязке компрессорной станции через специальные свечи на узле подключения.

2.2 Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для газокомпрессорной станции Краснодарского ЛПУМГ ООО «Газпром трансгаз Краснодар»

Базовой основой работ по нормированию выбросов в атмосферу, как и всей воздухоохранной деятельности являются результаты инвентаризации выбросов вредных веществ и их источников:

«Юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, проводят инвентаризацию выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и их источников в порядке, определённом специально уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха» [1].

Инвентаризацию выбросов вредных веществ в атмосферу проводят все действующие предприятия, организации и учреждения независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, если их производственная деятельность связана с выбросом в атмосферу загрязняющих веществ.

Нами в весенний период была проведена инвентаризация источников загрязнения атмосферы в следствие влияния газокомпрессорной станции. Данные исследования проводились на территории аккредитованного отдела по охране окружающей среды инженерно-техническим центром ИТЦ ООО «Газпром трансгаз Краснодар».

Для определения количественных и качественных характеристик выделений, и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу использовались расчётные (балансовые, а также основанные на удельных технологических нормативах или закономерностях протекания физико-химических процессов) методы. Выбор метода определения количественных и качественных характеристик выделений, и выбросов загрязняющих веществ зависит, в первую очередь, от характера производства и типа источника.

2.2.1 Методы определения состава и количества выбросов загрязняющих веществ

Инвентаризация проведена в соответствии с инструкцией по проведению инвентаризации источников загрязнения атмосферы и методическим пособием по расчёту, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Для стравливающих и продувочных свечей (залповые выбросы) объем газо-воздушной смеси и скорость, определялись расчётным путём.

Объекты транспорта газа являются взрывопожароопасными, выполнение на данной территории измерений с присутствием людей запрещено требованиями промышленной безопасности. Поэтому для определения количественных и качественных характеристик выбросов вредных веществ нами использовались следующие методики:

1) Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, ОНД-86, Л., Гидрометеоиздат, 1987 г.

2) Методика расчета выбросов вредных веществ в окружающую среду от неорганизованных источников нефтегазового оборудования», РД 39-142-00; Краснодар, 2000

3) Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, НИИ «Атмосфера» СПб, 2005 г.

4) Методика расчета параметров выбросов и валовых выбросов вредных веществ от факельных установок сжигания углеводородных смесей". ВНИИГАЗ, Москва, 1996 г.

Инвентаризация и расчеты выброса вредных загрязняющих веществ в атмосферный воздух выполнены с использованием компьютерного комплекса «ЭРА» версии 1.7 ООО НПП «Логос-Плюс», г. Новосибирск. УПРЗА «Эра» версия 1.7 согласована до 31 декабря 2012 года с ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова» на соответствие методике ОНД-86 (письмо ГУ «ГГО им. А.И. Воейкова» №1697/25 от 09.11.2011 г.).

Для каждого источника организованного и неорганизованного типа определён максимально-разовый (г/сек) и валовый выброс (т/год).

2.2.2 Контроль за соблюдением установленных нормативов на предприятии

Для предупреждения и своевременной ликвидации утечек предусмотрен систематический контроль герметичности оборудования, арматуры, сальниковых уплотнений, сварных и фланцевых соединений, трубопроводов.

Предусмотренные мероприятия по предупреждению утечек:

- регулярный профилактический осмотр запорной арматуры на всех линиях редуцирования, включая байпас и свечи

- периодическая набивка смазки в краны

- контроль загазованности в зале редуцирования с помощью газоанализаторов-сигнализаторов

- использование фторопластовых уплотнений

- обнаружение источников утечек обмыливанием

Постоянные неорганизованные выбросы (включая и от запорной арматуры) отсутствуют.

В основу системы контроля положено определение величин выбросов загрязняющих веществ от источников и сопоставление их с величинами ПДВ (ВСВ).

При определении величин выбросов основными являются прямые методы измерения концентраций загрязняющих веществ и объема газовой смеси с фиксированием ее температуры. Измерения должны проводиться по графику, согласованному с территориальным комитетом охраны окружающей среды и утвержденному руководством предприятия.

В случаях, когда отсутствуют методики или прямые методы измерения невозможны, используют балансовые методы расчета выбросов в зависимости от производительности агрегата, состава сырья, топлива и т.п.

Для повышения эффективности контроля выбросов в составе проекта нормативов ПДВ выделены такие источники, которые могут оказать существенное влияние на загрязнение воздуха.