Главная // Актуальные документы // МетодикаСПРАВКА
Источник публикации
Документ опубликован не был
Примечание к документу
Название документа
"Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках"
(утв. Приказом Госкомэкологии России от 08.04.1998 N 199)
"Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках"
(утв. Приказом Госкомэкологии России от 08.04.1998 N 199)
от 8 апреля 1998 г. N 199
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ СЖИГАНИИ
ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА НА ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Разработан Научно-исследовательским институтом охраны атмосферного воздуха.
Утвержден
Приказом Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды (от 8 апреля 1998 г. N 199).
1.1. Настоящий документ:
1) разработан в соответствии с
Законом Российской Федерации "Об охране окружающей среды" с целью получения данных о выбросах загрязняющих веществ при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках;
2) устанавливает методику расчета параметров выбросов загрязняющих веществ от факельных установок разного типа;
3) распространяется на факельные установки, эксплуатируемые в соответствии с действующими проектными нормами.
1.2. Разработчики документа: канд. физ.-мат. наук Миляев В.Б., канд. геогр. наук Буренин Н.С., канд. физ.-мат. наук Елисеев В.С., канд. физ.-мат. наук Зив А.Д., канд. техн. наук Гизитдинова М.Р., канд. техн. наук Турбин А.С.
2. ССЫЛКИ НА НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
2.1. Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем, утвержденных Госгортехнадзором России от 21.04.92.
2.2.
ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения.
2.3.
ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.
3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
3.1. Факельная установка - устройство для сжигания в атмосфере непригодного для использования в народном хозяйстве попутного нефтяного газа (ПНГ); является одиночным источником загрязнения атмосферы.
3.1.1. Высотная факельная установка - установка, в которой подача ПНГ под давлением в зону горения производится по вертикальному факельному стволу (трубе) высотой 4 м и более.
3.1.2. Горизонтальная факельная установка - открытый амбар с подачей попутного нефтяного газа под давлением в зону горения по горизонтальному факельному стволу (трубе); конструкция амбара обеспечивает выход горячего факела в атмосферу под углом 45 град.
3.2. Продукты сгорания попутного нефтяного газа, покидающие факельную установку, а также несгоревшие компоненты являются потенциальным источником загрязнения окружающей атмосферы вредными веществами.
Качественная и количественная характеристики выбросов вредных веществ определяется типом и параметрами факельной установки и составом сжигаемого ПНГ.
3.3. Конструкции высотных и горизонтальных факельных установок обеспечивают бессажевое горение попутного нефтяного газа при выполнении установленного "Правилами устройства и безопасной эксплуатации факельных систем", утв. Госгортехнадзором РФ 21.04.92, следующего условия: скорость истечения сжигаемого газа должна превышать 0,2 от скорости распространения звука в газе.
3.4. Для оценки максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ в атмосфере, источником которых являются факельные установки, настоящая Методика предусматривает выполнение расчетов следующих параметров:
- мощности выброса вредных веществ;
- расхода выбрасываемой в атмосферу газовой смеси;
- высоты источника выброса над уровнем земли;
- средней скорости поступления в атмосферу газовой смеси;
- температуры выбрасываемой в атмосферу газовой смеси.
4.1. Проектные характеристики факельной установки
d - диаметр выходного сопла, м;
0
h - высота факельной трубы (для высотных факельных
в
установок), м;
h - расстояние от выходного сопла до уровня земли (для
г
горизонтальных факельных установок), м;
(h > 0 для труб, проложенных выше уровня земли, и h < 0 в
г г
противном случае);
l - расстояние от выходного сопла до противоположной стены
а
амбара (для горизонтальных факельных установок), м.
4.2. Измеряемые характеристики
4.2.1. Объемный расход W (куб. м/с) сжигаемого на факельной
v
установке ПНГ.
4.2.2. Скорость истечения ПНГ U, м/с.
4.2.3. Состав сжигаемого ПНГ V (% об.):
i
- метан СН4;
- этан С2Н6;
- пропан С3Н8;
- бутан С4Н10;
- пентан С5Н12;
- гексан С6Н14;
- гептан С7Н16;
- азот N2;
- диоксид углерода СО2;
- сероводород Н2S (и/или меркаптаны).
5. ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
5.1. Объемный расход W (куб. м/с) и скорость истечения U
v
(м/с) сжигаемого на факельной установке попутного нефтяного газа
измеряется экспериментально либо, при отсутствии прямых измерений,
W рассчитывается по формуле:
v
2
W = 0,785 х U х d , (5.1.1)
v 0
где:
U - скорость истечения ПНГ из выходного сопла факельной
установки, м/с (по результатам измерений);
d - диаметр выходного сопла, м (по проектным данным факельной
0
установки).
При отсутствии прямых измерений скорость истечения U
принимается в соответствии с "Правилами устройства и безопасной
эксплуатации факельных систем", 1992, равной:
при постоянных сбросах:
U = 0,2 х U , (5.1.2)
зв
при периодических и аварийных сбросах:
U = 0,5 х U , (5.1.3)
зв
где U - скорость распространения звука в ПНГ, рассчитываемая
зв
5.2. Массовый расход W (кг/ч) сбрасываемого на факельной
g
установке газа рассчитывается по формуле:
2
W = 2826 х U х d х ро , (5.2)
g 0 г
где ро - плотность ПНГ, кг/куб. м (измеряется
г
экспериментально либо рассчитывается по объемным долям V (% об.)
i
i
5.3. Объемный расход продуктов сгорания, покидающих факельную
установку, W (куб. м/с):
пр
273 + Т
г
W = W х V х --------, (5.3)
пр v пс 273
где:
W - объемный расход (куб. м/с) сжигаемого на факельной
v
V - объем продуктов сгорания (куб. м/куб. м), рассчитываемый
пс
Т - температура горения, рассчитываемая согласно
п. 8.3. г
6. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
6.1. Расчет физико-химических характеристик сжигаемого
попутного нефтяного газа
6.1.1. Расчет плотности ро , кг/куб. м
(формула (1) Приложения
г
А).
6.1.2. Расчет условной молекулярной массы мю , кг/моль
г
6.1.3. Расчет массового содержания химических элементов (% масс.) в ПНГ
(формулы (3) и
(4) Приложения А).
6.1.4. Расчет числа атомов элементов в условной молекулярной формуле ПНГ
(формулы (5) и
(6) Приложения А).
6.2. Расчет физико-химических характеристик
влажного воздуха
Для заданных метеоусловий:
температура t, град. С;
давление Р, мм рт. ст.;
относительная влажность фи (в долях или %).
6.2.1. Определение массового влагосодержания d (кг/кг) влажного воздуха по номограмме
(Приложение Б1).6.2.2. Расчет массовых долей компонентов во влажном воздухе
(формулы (2) и
(3) Приложения Б).
6.2.3. Расчет количества атомов химических элементов в условной молекулярной формуле влажного воздуха
(табл. 3 Приложения Б).
6.2.4. Расчет плотности влажного воздуха ро , кг/куб. м
вв
6.3. Расчет стехиометрической реакции горения
попутного нефтяного газа в атмосфере влажного воздуха
6.3.1. Расчет мольного стехиометрического коэффициента М
(формула (2) Приложения В).
6.3.2. Определение теоретического количества влажного воздуха
V (куб. м/куб. м), необходимого для полного сгорания 1 куб. м
вв
6.3.3. Расчет количества продуктов сгорания V (куб. м/
пс
куб. м), образующихся при стехиометрическом сгорании 1 куб. м ПНГ
6.4. Проверка выполнения условий бессажевого горения
попутного нефтяного газа на факельной установке
6.4.1. Расчет скорости распространения звука в сжигаемой
газовой смеси U (м/с)
(формула (1) Приложения Г или графики 1 -
зв
4 Приложения Г).
6.4.2. Проверка выполнения условия бессажевого горения:
U >= 0,2U . (6.1)
ист зв
6.5. Определение удельных выбросов
вредных веществ на единицу массы сжигаемого
попутного нефтяного газа (кг/кг)
6.5.1. Для оценок мощности выбросов оксида углерода, оксидов азота (в пересчете на диоксид азота), а также сажи в случае невыполнения условия бессажевого сжигания используются опытные значения удельных выбросов на единицу массы сжигаемого газа
[4], представленные в нижеследующей таблице:
┌─────────────────────┬─────────────────────┬────────────────────┐
│ Удельные выбросы │ Бессажевое │ Сжигание │
│ (кг/кг) │ сжигание │ с выделением сажи │
├─────────────────────┼─────────────────────┼────────────────────┤
│ │ -2 │ │
│q │2 х 10 │0,25 │
│ СО │ │ │
│ │ -3 │ -3 │
│q │3 х 10 │2 х 10 │
│ NОх │ │ │
│ │ │ -2 │
│q │- │3 х 10 │
│ сажи │ │ │
│ │ -11 │ -11 │
│бенз(а)пирен │2 х 10 │8 х 10 │
└─────────────────────┴─────────────────────┴────────────────────┘
В случае сжигания серосодержащего попутного нефтяного газа удельный выброс диоксида серы рассчитывается по формуле:
s
SО2 SО2 мю
г
где:
мю - молекулярная масса SО2;
SО2
мю - условная молекулярная масса горючего;
г
s - количество атомов серы в условной молекулярной формуле
При необходимости определения выбросов СО2, N2, О2, Н2О следует руководствоваться формулами, приводимыми в
Приложении Е.Вредные вещества при сжигании попутного нефтяного газа попадают в атмосферу также за счет недожога газа. Коэффициент недожога определяется или экспериментально для факельных установок определенной конструкции, или полагается равным 0,0006 при бессажевом сжигании и 0,035 в противном случае.
Удельные выбросы углеводородов (в пересчете на метан), а также содержащихся в газе сернистых соединений, таких как сероводород и меркаптаны, определяются по общей формуле:
(уд. выброс) = 0,01 х (коэф. недожога) х
х (массовая доля в %). (6.3)
7. РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНЫХ И ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
7.1. Расчет максимальных выбросов вредных веществ в (г/сек.):
W = 0,278 х q х W , (7.1)
gi i g
где:
q - удельный выброс i-го вредного вещества на единицу массы
i
W - массовый расход сбрасываемого на факельной установке газа
g
7.2. Расчет валовых выбросов вредных веществ за год (т/год):
/\
W (t) = 0,001 х q х W х t, (7.2)
gi i g
где обозначения те же, что и в
п. 7.1, а t - продолжительность работы факельной установки в течение года в часах.
8. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
КАК ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
8.1. Расчет высоты источника выброса загрязняющих веществ
в атмосферу над уровнем земли, Н (м)
8.1.1. Для высотных факельных установок:
Н = h + L , (8.1)
в в ф
где:
h (м) - высота факельной трубы (устанавливается по проектным
в
данным высотной факельной установки);
ф
Приложения Ж либо определяется по номограммам Приложения Ж).
8.1.2. Для горизонтальных факельных установок:
Н = 0,707 х (L - l ) +/- h , (8.2)
г ф а г
где:
l (м) - расстояние от сопла трубы до противоположной стены
а
амбара;
h (м) - расстояние выходного сопла от уровня земли (со знаком
г
"плюс", если труба выше уровня земли, и со знаком "минус" в
противном случае);
0,707 - коэффициент, учитывающий угол отклонения факела от
вертикали.
8.2. Расчет расхода и средней скорости поступления
в атмосферу газовой смеси (продуктов сгорания)
8.2.1. Объемный расход продуктов сгорания, покидающих
факельную установку, W (куб. м/с) рассчитывается по формуле
пр
8.2.2. Средняя скорость поступления в атмосферу продуктов
сгорания попутного нефтяного газа рассчитывается по формуле:
2
W = 1,274W / D (м/с), (8.3)
пс пр ф
где D (м) - диаметр факела.
ф
D рассчитывается по формуле:
ф
D = 0,189 х L , (8.4)
ф ф
ф
8.3. Расчет температуры выбрасываемой в атмосферу
газовой смеси
8.3.1. Расчет удельных выбросов Н2О, N2 И О2 на единицу массы сжигаемого ПНГ (кг/кг)
(Приложение Е). 8.3.2. Расчет низшей теплоты сгорания сжигаемого газа Q
нг
8.3.3. Расчет доли энергии, теряемой за счет радиации факела,
ДЕЛЬТА:
0,5
ДЕЛЬТА = 0,048 х мю , (8.5)
г
г
8.3.4. Расчет количества теплоты в продуктах сгорания
попутного нефтяного газа для трех значений температуры горения Т,
град. К (например, Т = 1500 град. К; Т = 1900 град. К; Т =
1 2 3
2300 град. К), Q (ккал):
пс
Q = SUM q х С (Т) х (Т - 293), (8.6)
пс i i р
где:
q (кг) - масса i-го компонента продуктов сгорания 1 куб. м
i
С (Т) - средние массовые изобарные теплоемкости составляющих
р
8.3.5. Построение графика Q (Т).
пс
8.3.6. Определение величины Т по графику исходя из условия:
Q (Т) = Q х (1 - ДЕЛЬТА). (8.7)
пс н
8.3.7. Определение температуры выбрасываемой в атмосферу
газовой смеси:
Т = Т - 273, град. С.
г
РАСЧЕТ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
1. Расчет плотности ро (кг/куб. м) ПНГ по объемным долям V
г i
i
Приложения А1) компонентов:
ро = 0,01 SUM V х ро . (1)
г i i i
2. Расчет условной молекулярной массы ПНГ мю , кг/моль (п.
г
мю = 0,01 SUM V х мю , (2)
г i i i
где мю - молекулярная масса i-го компонента ПНГ
(таблица 2 i
Приложения А1).
3. Расчет массового содержания химических элементов в попутном
Массовое содержание j-го химического элемента в ПНГ сигма
j
(% масс.) рассчитывается по формуле:
сигма = SUM сигма х сигма , (3)
j i i ij
где:
сигма - содержание (% масс.) химического элемента j в i-том
ij
сигма - массовая доля i-го компонента в ПНГ; сигма
i i
рассчитывается по формуле:
сигма = 0,01 х V х ро / ро . (4)
i i i г
Примечание. Если выбросы углеводородов определяются в
пересчете на метан, вычисляется также массовая доля углеводородов,
пересчитанных на метан:
сигма (SUM ) = SUM сигма х мю / мю . (5)
i СН4 i i СН4
При этом суммирование осуществляется только по углеводородам,
не содержащим серу.
4. Расчет числа атомов элементов в условной молекулярной
Количество атомов j-го элемента К рассчитывается по формуле:
j
сигма
j
К = 0,01 х ------ х мю . (5)
j мю г
j
Условная молекулярная формула попутного нефтяного газа
записывается в виде:
с h s n о
где:
с = К , h = К , s = К , n = К , о = К рассчитываются по
с h s n о
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПУТНОГО
НЕФТЯНОГО ГАЗА
1. Атомные массы химических элементов, входящих в состав попутного газа
Таблица 1
Химический элемент | Углерод С | Водород Н | Сера S | Азот N | Кислород О |
Атомная масса | 12,011 | 1,008 | 32,066 | 14,008 | 16,000 |
2. Молекулярные массы основных компонентов ПНГ и коэффициенты
r пересчета углеводородов на метан
i
┌──────────┬──────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┬──────┬──────┬──────┐
│Компонент │Метан │Этан │Пропан│n-, i-│Пентан│Гексан│Гептан │Серо- │Диок- │ Азот │
│ │ СН4 │С2Н6 │ С3Н8 │бутан │С5Н12 │С6Н14 │ С7Н16 │водо- │сид │ N2 │
│ │ │ │ │С4Н10 │ │ │ │род │угле- │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │Н2S │рода │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │СО2 │ │
├──────────┼──────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┼──────┼──────┼──────┤
│Молекуляр-│16,043│30,07│44,097│58,124│72,151│86,066│100,077│34,082│44,011│28,016│
│ная масса │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│мю , │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│кг/моль │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├──────────┼──────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┼──────┼──────┼──────┤
│r = мю /│1,00 │1,87 │2,75 │3,62 │4,50 │5,36 │6,24 │ │ │ │
│ i i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│мю │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ СН4 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└──────────┴──────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┴──────┴──────┴──────┘
3. Плотность ро (кг/куб. м) основных компонентов ПНГ
i
┌─────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│Компонент│Метан│Этан │Про- │n-, │Пен- │Гек- │Геп- │Серо-│Диок-│Азот │
│ │ СН4 │С2Н6 │пан │i- │тан │сан │тан │водо-│сид │ N2 │
│ │ │ │С3Н8 │бутан│С5Н12│С6Н14│С7Н16│род │угле-│ │
│ │ │ │ │С4Н10│ │ │ │Н2S │рода │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │СО2 │ │
├─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│Плотность│0,716│1,342│1,969│2,595│3,221│3,842│4,468│1,522│1,965│1,251│
│ ро , │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│кг/куб. м│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└─────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
4. Содержание (% масс.) химических элементов в основных компонентах ПНГ
Компонент | Содержание химических элементов в компонентах (% масс.) |
С | Н | S | О | N |
СН4 | 74,87 | 25,13 | - | - | - |
С2Н6 | 79,89 | 20,11 | - | - | - |
С3Н8 | 81,71 | 18,29 | - | - | - |
С4Н10 | 82,66 | 17,34 | - | - | - |
С5Н12 | 83,24 | 16,76 | - | - | - |
С6Н14 | 83,73 | 16,27 | - | - | - |
С7Н16 | 84,01 | 15,99 | - | - | - |
Н2S | - | 5,92 | 94,08 | - | - |
СО2 | 27,29 | - | - | 72,71 | - |
N2 | - | - | - | - | 100 |
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения
(бессернистый)
Компонентный состав V (% об.)
i
┌──────────┬─────┬────┬────┬──────┬──────┬──────┬──────┬────┬────┐
│Компонент │ СН4 │С2Н6│С3Н8│iС4Н10│nС4Н10│iС5Н12│nС5Н12│СО2 │ N2 │
├──────────┼─────┼────┼────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┼────┤
│V (% об.)│88,47│1,78│2,50│0,77 │1,49 │0,34 │0,32 │0,15│1,07│
│ i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└──────────┴─────┴────┴────┴──────┴──────┴──────┴──────┴────┴────┘
Расчет плотности ро (кг/куб. м)
г
Таблица 1.2
┌─────────┬─────┬─────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────┬─────┐
│Компонент│ СН4 │С2Н6 │С3Н8 │iС4Н10│nС4Н10│iС5Н12│nС5Н12│ СО2 │ N2 │
├─────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────┼─────┤
│0,01 х │0,634│0,038│0,091│0,021 │0,040 │0,012 │0,011 │0,003│0,013│
│V х ро │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ i i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└─────────┴─────┴─────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────┴─────┘
ро = 0,01 х SUM V х ро = 0,863 кг/куб. м.
г i i i
Расчет условной молекулярной массы мю (кг/моль)
г
┌─────────┬──────┬─────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────┬───┐
│Компонент│ СН4 │С2Н6 │С3Н8 │iС4Н10│nС4Н10│iС5Н12│nС5Н12│ СО2 │N2 │
├─────────┼──────┼─────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────┼───┤
│0,01 х │14,193│0,535│1,984│0,448 │0,866 │0,245 │0,231 │0,066│0,3│
│V х мю │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ i i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└─────────┴──────┴─────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────┴───┘
мю = 0,01 х SUM V х мю = 18,868 кг/моль.
г i i i
Расчет массового содержания химических элементов в ПНГ
Таблица 1.4
┌───────────┬─────┬─────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────┬─────┐
│ Компонент │ СН4 │С2Н6 │С3Н8 │iС4Н10│nС4Н10│iС5Н12│nС5Н12│ СО2 │ N2 │
├───────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────┼─────┤
│сигма = │0,735│0,044│0,109│0,024 │0,047 │0,014 │0,013 │0,003│0,016│
│ i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│0,01 х V х│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ i │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ро / ро │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ i г │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───────────┴─────┴─────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────┴─────┘
Таблица 1.5
┌────────────────┬─────┬────┬────┬──────┬──────┬──────┬──────┬────┬───┬─────┐
│ Компонент │ СН4 │С2Н6│С3Н8│iС4Н10│nС4Н10│iС5Н12│nС5Н12│СО2 │N2 │ SUM │
├─────────────┬──┼─────┼────┼────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┼───┼─────┤
│сигма = │С │55,03│3,52│8,91│1,98 │3,89 │1,17 │1,08 │0,08│- │75,66│
│ j ├──┼─────┼────┼────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┼───┼─────┤
│SUM сигма х │Н │18,47│0,88│1,99│0,42 │0,81 │0,23 │0,22 │- │- │23,02│
│ i i ├──┼─────┼────┼────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┼───┼─────┤
│сигма │N │- │- │- │- │- │- │- │- │1,6│1,60 │
│ ij ├──┼─────┼────┼────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┼───┼─────┤
│ │О │- │- │- │- │- │- │- │0,22│- │0,22 │
└─────────────┴──┴─────┴────┴────┴──────┴──────┴──────┴──────┴────┴───┴─────┘
Расчет числа атомов элементов в условной молекулярной формуле попутного нефтяного газа Южно-Сургутского месторождения
┌────────────────────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐
│ Элемент │ С │ Н │ N │ О │
├────────────────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤
│ сигма │ │ │ │ │
│ j │ │ │ │ │
│К = 0,01 ------ х мю │1,207 │4,378 │0,0219 │0,0027 │
│ j мю г │ │ │ │ │
│ j │ │ │ │ │
└────────────────────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘
Условная молекулярная формула ПНГ Южно-Сургутского месторождения:
С Н N О .
1,207 4,378 0,0219 0,0027
Уточним условную молекулярную массу:
мю = SUM К х мю = 19,260.
г j j
РАСЧЕТ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
1. Условная молекулярная формула для сухого воздуха:
О N , (1)
0,421 1,586
чему соответствует условная молекулярная масса
мю = 28,96 кг/моль
св
и плотность
ро = 1,293 кг/куб. м.
св
2. Массовое влагосодержание влажного воздуха d (кг/кг) для заданной относительной влажности фи и температуры t, град. С, при нормальном атмосферном давлении определяется по номограмме
Приложения Б1 (п. 6.2.1).3. Массовые доли компонентов во влажном воздухе
(п. 6.2.2):- сухого воздуха:
1
св 1 + d
- влаги (Н2О):
d
Н2О 1 + d
4. Содержание (% масс.) химических элементов в компонентах влажного воздуха
Таблица 1
┌────────────────┬───────────────────────────────────────────────┐
│ Компонент │ Содержание химических элементов (% масс.) │
│ ├───────────────┬───────────────┬───────────────┤
│ │ О │ N │ Н │
├────────────────┼───────────────┼───────────────┼───────────────┤
│Сухой воздух │23,27 │76,73 │- │
│О N │ │ │ │
│ 0,421 1,586 │ │ │ │
├────────────────┼───────────────┼───────────────┼───────────────┤
│Влага Н2О │88,81 │- │11,19 │
└────────────────┴───────────────┴───────────────┴───────────────┘
5. Массовое содержание (% масс.) химических элементов во влажном воздухе с влагосодержанием d
Таблица 2
┌────────────────┬───────────────┬───────────────┬───────────────┐
│ Компонент │ Сухой воздух │ Влага │ SUM │
│ │ О N │ Н2О │ │
│ │ 0,421 1,586 │ │ │
├────────────┬───┼───────────────┼───────────────┼───────────────┤
│сигма │ О │ 23,27 │ 88,81d │23,27 + 88,81d │
│ i │ │ ----- │ ------ │-------------- │
│ │ │ 1 + d │ 1 + d │ 1 + d │
│ ├───┼───────────────┼───────────────┼───────────────┤
│ │ N │ 76,73 │ - │ 76,73 │
│ │ │ ----- │ │ ----- │
│ │ │ 1 + d │ │ 1 + d │
│ ├───┼───────────────┼───────────────┼───────────────┤
│ │ Н │ - │ 11,19d │ 11,19d │
│ │ │ │ ------ │ ------ │
│ │ │ │ 1 + d │ 1 + d │
└────────────┴───┴───────────────┴───────────────┴───────────────┘
6. Количество атомов химических элементов в условной молекулярной формуле влажного воздуха
(п. 6.2.3)┌─────────────┬────────────────┬────────────────┬────────────────┐
│ Элемент │ О │ N │ Н │
├─────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤
│ К │ 0,421 + 1,607d │ 1,586 │ 3,215d │
│ j │ -------------- │ ----- │ ------ │
│ │ 1 + d │ 1 + d │ 1 + d │
└─────────────┴────────────────┴────────────────┴────────────────┘
Условная молекулярная формула влажного воздуха:
О N Н . (4)
Ко Кn Кh
7. Плотность влажного воздуха в зависимости от метеоусловий.
При заданной температуре влажного воздуха t, град. С, барометрическом давлении Р, мм рт. ст., и относительной влажности фи плотность влажного воздуха рассчитывается по формуле:
(Р - 0,3783 х Р ) х 273,2
п
ро = 1,293 х ------------------------- =
вв 760 х (273,2 + t)
Р - 0,3783 х Р
п
= 0,4648 х ---------------, (5)
273,2 + t
где Р - парциальное давление паров воды в воздухе, зависящее
п
ДИАГРАММЫ "i-d" ДЛЯ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
На диаграмму на рис. 1 <*> нанесены изолинии энтальпий i,
температур t, град. С, и относительной влажности фи, а также
зависимости парциального давления водяного пара Р от
п
влагосодержания d.
------------------------------------
<*> Здесь и далее рисунки не приводятся.
Диаграмма построена для давлений 745 - 760 мм рт. ст.
Точки диаграммы, лежащие на кривой фи = 1 (100%), определяют состояние насыщенного воздуха. Точки, лежащие под кривой фи = 1, соответствуют состоянию насыщенного воздуха, содержащего кроме насыщенного пара частицы капельно-жидкой воды или льда. Точки, лежащие над кривой фи = 1, характеризуют состояние насыщенного воздуха.
Под кривой фи = 1 и над изотермой t = 0 град. С находится область тумана; по другую сторону изотермы t = 0 град. С, ниже ее, расположена область ледяного тумана.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
ДЛЯ ЗАДАННЫХ МЕТЕОУСЛОВИЙ
Заданы температура t = 20 град. С, относительная влажность фи = 0,60 (60%) воздуха и давление Р = 760 мм рт. ст.
d = 0,0087 кг/кг и парциальное давление водяного пара Р = 11 мм
п
рт. ст.
Расчет количества атомов химических элементов в условной
молекулярной формуле влажного воздуха:
0,421 + 1,607d
К = -------------- = 0,431;
о 1 + d
1,586
К = ----- = 1,572;
n 1 + d
3,215d
К = ------ = 0,028.
h 1 + d
Условная молекулярная формула влажного воздуха для заданных
метеоусловий:
О N Н .
0,431 1,572 0,028
Плотность влажного воздуха:
Р - 0,3783Р
п
ро = 0,4648 х ------------ = 1,20 кг/куб. м.
вв 273,2 + t
РАСЧЕТ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ГОРЕНИЯ ПОПУТНОГО
НЕФТЯНОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
(П. 6.3)1. Стехиометрическая реакция горения записывается в виде:
С Н S N О + МО N Н = n СО2 + n H2О + n SО2 + n N2. (1)
с h s n о Ко Кn Кh СО2 Н2О SО2 N2
2. Расчет мольного стехиометрического коэффициента М по условию полного насыщения валентности (полностью завершенной реакции окисления):
SUM k х ню
j j j
М = - --------------, (2)
SUM k х ню
j j' j'
где:
ню и ню - валентности элементов j и j', входящих в состав
j' j
влажного воздуха и ПНГ;
k и k - количества атомов элементов в условных молекулярных
j' j
3. Определение теоретического характера влажного воздуха V
вв
(куб. м/куб. м), необходимого для полного сгорания 1 куб. м ПНГ.
В уравнении стехиометрической реакции горения мольный
стехиометрический коэффициент М является и коэффициентом объемных
соотношений между горючим (попутный нефтяной газ) и окислителем
(влажный воздух); для полного сгорания 1 куб. м ПНГ требуется М
куб. м влажного воздуха.
4. Расчет количества продуктов сгорания V (куб. м/куб. м),
пс
образующихся при стехиометрическом сгорании 1 куб. м ПНГ в
атмосфере влажного воздуха:
V = c + s + 0,5 [h + n + M (k + k )], (3)
пс h n
где c, s, h, n, k , k соответствуют условным молекулярным
h n
формулам ПНГ и влажного воздуха соответственно.
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
1. Показатель адиабаты К для компонентов ПНГ
Компонент | СН4 | С2Н6 | С3Н8 | С4Н10 | С5Н12 | С6Н14 | С7Н16 | СО2 | N2 | Н2S |
Показа- тель ади- абаты К | 1,31 | 1,21 | 1,13 | 1,10 | 1,08 | 1,07 | 1,06 | 1,30 | 1,40 | 1,34 |
2. Низшая теплота сгорания горючих компонентов ПНГ Q ,
нi
ккал/куб. м
┌────────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ Компонент │ СН4 │С2Н6 │С3Н8 │С4Н10│С5Н12│С6Н14│С7Н16│ Н2S │
├────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│Q , ккал/куб. м│8555 │15226│21795│28338│34890│44700│51300│5585 │
│ нi │ │ │ │ │ │ │ │ │
└────────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
3. Средние изобарные теплоемкости составляющих продуктов сгорания, определяемые в интервале от 293 град. К до Т град. К (ккал/кг х град.)
Компонент | СО2 | Н2О | СО | NО | N2 | О2 | СН4 | Н2S |
Температура Т, град. К | 1100 | 0,263 | 0,500 | 0,266 | 0,254 | 0,263 | 0,244 | 0,844 | 0,280 |
1500 | 0,279 | 0,543 | 0,276 | 0,263 | 0,273 | 0,252 | 0,967 | 0,302 |
1900 | 0,289 | 0,563 | 0,283 | 0,269 | 0,280 | 0,258 | 1,060 | 0,323 |
2300 | 0,297 | 0,589 | 0,288 | 0,274 | 0,285 | 0,263 | 1,132 | 0,345 |
РАСЧЕТ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ГОРЕНИЯ ПОПУТНОГО
НЕФТЯНОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Пример 1
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения
С Н N О
1,207 4,378 0,0219 0,0027
сгорает в атмосфере влажного воздуха
О N Н (t = 20 град. С, фи = 60%)
0,431 1,572 0,028
в соответствии со стехиометрической реакцией:
С Н N О + МО N Н =
1,207 4,378 0,0219 0,0027 0,431 1,572 0,028
= n СО2 + n Н2О + n N2. (1.1)
СО2 Н2О N2
Расчет мольного стехиометрического коэффициента М:
-4 х 1,207 - 1 х 4,378 + 2 х 0,0027
М = - ----------------------------------- = 11,03. (1.2)
2 х 0,431 - 1 х 0,028
Теоретическое количество влажного воздуха, необходимое для
полного сгорания 1 куб. м ПНГ Южно-Сургутского месторождения,
составляет 11,03 куб. м.
n = с = 1,207;
СО2
n = 0,5 (h + M х k ) = 2,344;
Н2О h
n = 0,5 (n + М х k ) = 8,681.
N2 n
Объем продуктов сгорания при стехиометрическом горении равен:
V = с + s + 0,5 [h + n + M (k + k )] = 1,207 + 0,5 [4,378 +
пс h n
+ 0,0219 + 11,03 (0,028 + 1,572)] = 12,23 куб. м/куб. м.
Пример 2
Попутный нефтяной газ Бугурусланского месторождения
(серосодержащий) С Н S О сгорает в атмосфере
1,489 4,943 0,0110 0,0160
влажного воздуха О N Н (t = 20 град. С, фи = 60%) в
0,431 1,572 0,028
соответствии со стехиометрической реакцией:
С Н S О + MО N Н = n СО2 +
1,489 4,943 0,0110 0,0160 0,431 1,572 0,028 СО2
+ n Н2О + n N2. (2.1)
Н2О N2
Расчет мольного стехиометрического коэффициента М:
-4 х 1,489 - 1 х 4,943 - 2 х 0,0110 + 2 х 0,0160
М = - ------------------------------------------------ = 13,056. (2.2)
2 х 0,431 - 1 х 0,028
n = с = 1,489;
СО2
n = 0,5 (h + М х k ) = 2,660;
Н2О h
n = s = 0,011;
SО2
n = 0,5 (n + М х k ) = 10,576.
N2 n
Теоретическое количество влажного воздуха, необходимое для
полного сгорания 1 куб. м ПНГ Бугурусланского месторождения,
составляет 13,056 куб. м.
Объем продуктов сгорания при стехиометрическом горении равен:
V = 1,489 + 0,0110 + 0,5 [4,943 + 13,056 (0,028 + 1,572)] =
пс
= 14,74 куб. м/куб. м.
РАСЧЕТ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В СЖИГАЕМОЙ
зв
Скорость распространения звука в сжигаемой газовой смеси U
зв
(м/с) рассчитывается по формуле:
Т + 273
0 0,5
U = 91,5 х [К x --------] , (1)
зв мю
г
где:
Т , град. С, - температура ПНГ;
0
мю - условная молекулярная масса сжигаемой газовой смеси;
г
К - показатель адиабаты для сжигаемой газовой смеси или
определяется по графикам на рис. 2 - 3 Приложения Г, где расчеты
произведены для четырех значений Т , град. С (0 град. С; 10 град.
0
С; 20 град. С и 30 град. С).
Показатель адиабаты К для ПНГ рассчитывается по значениям
показателя адиабаты К для компонентов
(таблица 1 Приложения В1)
i
как средневзвешенное:
К = 0,01 SUM V х К , (2)
i i i
где V (% об.) - объемная доля i-го компонента ПНГ.
i
ПРИМЕР РАСЧЕТА СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА
В СЖИГАЕМОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ U (М/С)
зв
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения.
Компонентный состав V (% об.), см.
таблицу 1.1 Прил. А2.
i
Показатель адиабаты:
К = 0,01 SUM V х К = 1,292.
i i i
Скорость распространения звука при Т = 20 град. С:
0
Т + 273
0 0,5
U = 91,5 х [К x --------] = 406 м/с
зв мю
г
г
Такое же значение U дает график Приложения Г для Т = 20
зв 0
град. С.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СЖИГАНИИ
ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
1. Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения.
Объемный расход газа W = 432000 куб. м/сутки = 5 куб. м/с.
v
ро = 0,863 кг/куб. м. Массовый расход равен
(5.2.1): г
W = 3600 х ро х W = 15534 (кг/час).
g г v
вредных веществ в г/с составляют:
СО - 86,2 г/с; NОх - 12,96 г/с;
-6
бенз(а)пирен - 0,1 х 10 г/с.
Для вычисления выбросов углеводородов в пересчете на метан
-4
равна 120%. Недожог равен 6 х 10 . Т.о. выброс метана составляет:
-4
0,01 х 6 х 10 х 120 х 15534 = 11,2 г/с.
Сера в ПНГ отсутствует.
2. Попутный нефтяной газ Бугурусланского месторождения с
условной молекулярной формулой С Н S О .
1,489 4,943 0,011 0,016
Объемный расход газа W = 432000 куб. м/сутки = 5 куб. м/с.
v
Факельное устройство не обеспечивает бессажевого горения.
г
W = 3600 х ро х W = 19116 (кг/час).
g г v
вредных веществ в г/с составляют:
СО - 1328 г/с; NOх - 10,62 г/с;
-6
бенз(а)пирен - 0,3 х 10 г/с.
которой s = 0,011, мю = 23,455, мю = 64. Отсюда:
г SО2
М = 0,278 х 0,03 х 19116 = 159,5 г/с.
SО2
В данном случае недожог равен 0,035. Массовое содержание
сероводорода 1,6%. Отсюда:
М = 0,278 х 0,035 х 0,01 х 1,6 х 19116 = 2,975 г/с.
Н2S
Выбросы углеводородов определяются аналогично
примеру 1.РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ СО2, Н2О, N2 И О2 НА ЕДИНИЦУ МАССЫ
СЖИГАЕМОГО ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА (КГ/КГ)
1. Удельный выброс диоксида углерода рассчитывается по формуле:
q q
с СН4 СО
q = мю (--- - ----- - ----), (1)
СО2 СО2 мю мю мю
г СН4 СО
где:
мю , мю , мю - молекулярные массы соответствующих газов
СО2 СН4 СО
мю - условная молекулярная масса ПНГ (Приложение А1);
г
с - количество атомов углерода в условной молекулярной формуле
2. Удельный выброс водяного пара Н2О:
q
СН4
q = 0,5 х мю х [1 / мю х (h + альфа х М х К ) - -----], (2)
Н2О Н2О г h мю
СН4
где:
мю и мю - молекулярные массы Н2О и СН4;
Н2О СН4
мю - условная молекулярная масса ПНГ;
г
h - количество атомов водорода в условной молекулярной формуле
ПНГ;
альфа - коэффициент избытка влажного воздуха;
К - количество атомов водорода в условной молекулярной
h
3. Удельный выброс азота N2:
q
NО
q = мю х [1 / мю х (n + альфа х М х К ) - ----]. (3)
N2 N2 г n мю
NО
4. Удельный выброс кислорода О2:
q
СО2
q = мю х [1 / мю х (о + альфа х М х К ) - 2 х ----- -
О2 О2 г о мю
СО2
q q q q
Н2О SО2 СО NО
- ----- - 2 х ----- - ----- - ----]. (4)
мю мю мю мю
Н2О SО2 СО NО
Примечания. 1. Обозначения, принятые в
(2) и
(3), аналогичны
обозначениям, принятым в
(1). СО2 Н2О SО2 СО NО
настоящего Приложения.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ СО2, Н2О, N2 И О2 НА ЕДИНИЦУ МАССЫ
СЖИГАЕМОГО ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА (КГ/КГ)
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения с
условной молекулярной формулой С Н N О
1,207 4,378 0,0219 0,0027
0,431 1,572 0,028
альфа = 1,0.
Мольный стехиометрический коэффициент М = 11,03 (Приложение
Удельный выброс диоксида углерода
(формула (1) Приложения Е):
-4 -2
1,207 5 х 10 2 х 10
q = 44,011 х (------ - -------- - --------) = 2,725.
СО2 19,260 16,043 28,011
Удельный выброс водяного пара Н2О:
1
q = 0,5 х 18,016 х [----- х (4,378 + 11,03 х 0,028) -
Н2О 19,26
-4
5 х 10
- --------] = 2,192.
16,043
Удельный выброс азота N2:
-3
1 3 х 10
q = 28,016 х [----- х (0,0219 + 11,03 х 1,572) - --------] =
N2 19,26 30,008
= 25,251.
Удельный выброс кислорода О2:
1 2,725
q = 32 x [----- х (0,0027 + 11,03 х 0,431) - 2 х ------ -
O2 19,26 44,011
-2 -3
2192 2 х 10 3 х 10
- ------ - -------- - --------] = 0,022.
18,016 28,011 30,008
Пример 2
Попутный нефтяной газ Бугурусланского месторождения с условной
молекулярной формулой С Н S О .
1,489 4,943 0,011 0,016
Удельный выброс диоксида углерода
(формула (1) Приложения Е):
-4 -2
1,489 5 х 10 2 х 10
q = 44,011 х (------ - -------- - --------) = 2,761.
СО2 23,476 16,043 28,011
Удельный выброс водяного пара Н2О:
1
q = 0,5 х 18,016 х [------ х (4,943 + 13,455 х 0,028) -
Н2О 23,476
-4
5 х 10
- --------] = 2,041.
16,043
Удельный выброс азота N2:
-3
1 3 х 10
q = 28,016 x [------ х (13,455 х 1,572) - --------] = 25,238.
N2 23,476 30,008
Удельный выброс кислорода О2:
1 2,761 2,041
q = 32 x [------ х 13,455 х 0,431 - 2 х ------ - ------ -
O2 23,476 44,011 18,016
-2 -3
0,030 2 х 10 3 х 10
- 2 х ------ - -------- - --------] = 0,208.
64,066 28,011 30,008
Длина факела (L ) рассчитывается по формуле:
ф
_______ _____________________________
L = 5,3d х \/Т / Т х \/(1 + V )(1 + V х ро / ро , (1)
Ф 0 г 0 0 вв вв г
где:
d - диаметр устья факельной установки, м;
0
г
Т - температура сжигаемого ПНГ, град. К;
0
V - теоретическое количество влажного воздуха, необходимое
вв
вв г
V - стехиометрическое количество сухого воздуха для сжигания
0
1 куб. м ПНГ, куб. м/куб. м:
N
V = 0,0476 х {1,5[H2S] + SUM (х + у / 4)[CxHy] - [O2] ]}.
0 0 i=1 0 0
где [H2S] , [CxHy] , [O2] - содержание сероводорода,
0 0 0
углеводородов, кислорода соответственно в сжигаемой углеводородной
смеси, % об.
На рис. 4 - 5 изображены номограммы для определения длины
факела (L ), отнесенной к диаметру устья факельной установки (d),
ф
в зависимости от Т / Т , V и ро / ро для четырех
г 0 вв вв г
фиксированных значений Т / Т при диапазонах варьирования V от
г 0 вв
8 до 16 и ро / ро от 0,5 до 1,0.
вв г
ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЛИНЫ ФАКЕЛА ДЛЯ ЮЖНО-СУРГУТСКОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Температура сжигаемого газа = 293 град. К.
вв
На основании
формулы (1) отношение длины факела к диаметру
устья факельной установки:
L / d = 190.
ф 0
РАСЧЕТ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО
ГАЗА Q (ККАЛ/КУБ. М)
н
Низшая теплота сгорания ПНГ Q (ккал/куб. м) рассчитывается
н
как средневзвешенная сумма низших теплот сгорания горючих газов,
входящих в его состав:
Q = 0,01 х SUM V х Q , (1)
н i i нi
где:
V - содержание i-го горючего компонента (% об.) в ПНГ;
i
Q - низшая теплота сгорания i-го горючего компонента,
нi
или по формуле:
Q = 85,5[CH4] + 152[C2H6] + 218[C3H8] + 283[C4H10] +
н 0 0 0 0
+ 349[C5H12] + 56[H2S] . (2)
0 0
Величины Q приведены в
таблице 2 Приложения В1.
нi
НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения.
i
Таблица 1
┌───────────────┬────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐
│ Компонент │ СН4 │ С2Н6 │ С3Н8 │ С4Н10 │ С5Н12 │
├───────────────┼────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤
│0,01 х V х Q │7569 │423 │981 │640 │230 │
│ i нi│ │ │ │ │ │
└───────────────┴────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘
Q = 0,01 х SUM V х Q = 9843 ккал/куб. м.
н i i нi
ТЕМПЕРАТУРЫ ВЫБРАСЫВАЕМОЙ В АТМОСФЕРУ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
Попутный нефтяной газ Южно-Сургутского месторождения.
н
Доля энергии, теряемой за счет радиации факела:
0,5
ДЕЛЬТА = 0,048 х мю = 0,21 (мю = 19,260).
г г
Расчет количества теплоты в продуктах сгорания для трех
значений температуры:
Т = 1500 град. К Q = 5576 ккал;
пс
Т = 1900 град. К Q = 7708 ккал;
пс
Т = 2300 град. К Q = 9873 ккал.
пс
График Q (Т) представлен на рис. 6.
пс
Величина Q (1 - ДЕЛЬТА) = 7776 ккал.
н
По графику рис. 6 этому значению отвечает температура Т = 1913
град. К.
В итоге температура продуктов сгорания ПНГ Южно-Сургутского
месторождения составляет: Т = 1640 град. С.
г
1. А.М. Левин. Принципы рационального сжигания газа. Л.: Недра, 1977.
2. Ф.А. Вильямс. Теория горения. М.: Наука, 1971.
3. Д.М. Хзмалян, Я.А. Каган. Теория горения и топочные устройства. М.: Энергия, 1976.
4. С.Л. Беренблюм, Э.М. Ривин. Методы расчета вредных выбросов в атмосферу из нефтехимического оборудования. Обзорная информация серии: охрана окружающей среды. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1991.
5. Временные ведомственные нормы технологического проектирования по определению выбросов вредных веществ в атмосферу при проектировании и реконструкции нефтеперерабатывающих предприятий, ВНТП 30.81. М., ВПО Союзнефтеоргсинтез, 1981.
6. Т.Т. Стрижевский, А.И. Эльнатанов. Факельные установки. М.: Химия, 1979.
7. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. М.: Гидрометеоиздат, 1986.
8. И.Т. Гороновский, Ю.П. Назаренко, Е.Ф. Некряч. Краткий справочник по химии. Киев.: Наукова думка, 1987.
9. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Под ред. акад. В.П. Глушко. Изд. АН СССР, 1962.
10. С.Л. Ривкин. Термодинамические свойства газов. М.: Энергия, 1973.