Яковлев В.В. Экологическая безопасность, оценка риска

Подождите немного. Документ загружается.

391

Приведенные ниже материалы, частично дублирующие предыдущие

разделы, могут быть полезны при оценке платы за загрязнение атмосфер-

ного воздуха при горении или испарении нефтепродуктов.

Таблица 17.6.1

Массовая скорость испарения и теплота парообразования

Нефтепродукт Плотность,

кг/м

Массовая

скорость ис-

парения,

кг/м

⋅с

Удельная теплота

парообразования,

кДж/кг

Бензин Б-70 750

79.0

⋅10

- 6

Бензин А-72 750

280

⋅10

- 6

Бензин АИ-93 750

179

⋅10

- 6

230…314

Дизельное топливо 820

0.67

⋅10

- 6

Керосин 800

2.12

⋅10

- 6

482

Бензол 800

63.5

⋅10

- 6

Таблица 17.6.2

Температура и тепловая эмиссия пламени.

Характеристика Бензин Диз. топл. Нефть

Среднеповерхностная температура пла-

мени, К

1142 1061 1050

Тепловая эмиссия (без учета задымле-

ния), кВт/м

97 73 69

Масса испарившейся жидкости (масса паров жидкости) определяется

по формуле:

кгtРМFtFwG

Sии

,10

⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=

−

(17.6.1)

где w

– интенсивность (скорость) испарения, кг/м

⋅с;

М – молярная масса паров, г/моль;

t – время испарения, с (принимается по времени испарения, но

не более 3600 с);

- площадь зеркала жидкости (площадь испарения), м

;

– давление насыщенных паров при расчетной температуре,

кПа;

η - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость ветра

над поверхностью испарения (табл. 17.6.3).

Из (17.6.1) следует, что массовая скорость испарения может быть

рассчитана по формуле:

смкгMPw

SИ

⋅⋅⋅=

− 26

/,10

392

Таблица 17.6.3

Значения коэффициента

η в зависимости от скорости ветра и темпе-

ратуры.

Значения коэффициента η

при соответствующей температуре

Скорость

воздушного потока,

м/с

°С 15°С 20°С 30°С 35°С

0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

0.1 3.0 2.6 2.4 1.8 1.6

0.2 4.6 3.8 3.5 2.4 2.3

0.5 6.6 5.7 5.4 3.6 3.2

1.0 10.0 8.7 7.7 5.6 4.6

Таблица 17.6.4

Зависимость массовой скорости испарения бензина, кг/м

⋅с (для бен-

зина А-76) от скорости воздушного потока, м/с и температуры

°С.

Скорость испарения, кг/м

⋅с

Скорость вет-

ра

, м/с

°С 15°С 25°С 35°С

0.2

0.296

⋅10

-3

0.435⋅10

-3

0.676⋅10

-3

0.890⋅10

-3

0.5

0.425

⋅10

-3

0.670⋅10

-3

0.970⋅10

-3

1.340⋅10

-3

1.0

0.760

⋅10

-3

1.520⋅10

-3

2.140⋅10

-3

2.660⋅10

-3

Давление насыщенных паров может быть определено на основе ре-

шения уравнения Антуана или с помощью использования значения удель-

ной теплоты парообразования [27]:

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−⋅⋅=

TTB

exp

(17.6.2)

где P

– давление насыщенных паров, кПа;

– атмосферное давление, кПа;

r – удельная теплота парообразования, кДж/кг;

B – удельная газовая постоянная данной ТВС, Дж/г

⋅К;

B =

(17.6.3)

R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль

⋅К;

М – молярная масса нефтепродукта, г/моль;

Т – температура нефтепродукта, К;

– температура кипения нефтепродукта, К.

Уравнение Антуана (НПБ 105-95):

CtC

APLg

−=)(

(17.6.4)

Решение уравнения Антуана дает значение P

в кПа.

393

При горении нефти и нефтепродуктов в атмосферный воздух выде-

ляются вредные вещества, масса которых зависит от вида горящего нефте-

продукта и времени горения. Для оценки состава загрязнения атмосферно-

го воздуха пользуются удельными значениями выделяющихся в атмосферу

вредных веществ (табл. 17.6.5), где масса сгоревшего нефтепродукта мо-

жет быть оценена с помощью данных табл

. 17.6.6.

Таблица 17.6.5

Удельный выброс вредного вещества,

кг/кг или т/т

Загрязняющее

вещество

Химическая

формула

Нефть Диз. то-

пливо

Бензин Мазут

Базовый

норматив

платы [44]

руб/т

Диоксид угле-

рода

СО

1.0 1.0 1.0 1.0 0

Оксид углерода СО 0.084 0.0071 0.311 0.279 3

Сажа С 0.17 0.0129 0.0015 0.57 205

Оксиды азота NO

0.0069 0.0261 0.0151 0.023 175

Сероводород Н

S 0.0010 0.001 0.001 0.0033 1285

Оксиды серы SO

0.0278 0.0047 0.0012 0.093 200

Синильная ки-

слота

HCN 0.001 0.001 0.001 0.0039 1025

Формальдегид HCHO 0.001 0.0011 0.0005 0.0039 3415

Органические

кислоты

НС

СООН 0.0150 0.0036 0.0005 0.05 175

Пятиокись ва-

надия

4.64

⋅10

- 4

2.3⋅10

-5

1.0⋅10

- 6

5125

Бенз(а)пирен

7.60

⋅10

- 8

6.9⋅10

- 8

6.1⋅10

- 8

10 249 005

Примечание к табл. 17.6.5. Данные по удельном выбросам при горении мазута

представлены на основе пересчитанных данных табл. 2 руководства РД 03-496-02.

Таблица 17.6.6

Массовая скорость выгорания, кг/м

⋅с

Нефтепродукты

Плот-

ность,

кг/м

Температура

кипения,

К (°С)

Массовая скорость V

выгора-

ния, кг/м

⋅с

Бензин 710 330 (57)

⋅10

-3

Керосин 780 390 (117)

⋅10

-3

Диз. топливо 820 400 (127)

⋅10

-3

Нефть 800 340 (63)

⋅10

-3

Мазут 850 560 (287)

⋅10

-3

Метанол 795 338 (65)

⋅10

-3

Ацетон 790 329 (56)

⋅10

-3

Гексан 659 342 (69)

⋅10

-3

Изопрен 681 307 (34)

105

⋅10

-3

Толуол 867 384 (111)

⋅10

-3

Бензол 879 353 (80)

110

⋅10

-3

Ксилол 855 412 (139)

⋅10

-3

394

Пример 17.6.1.

Произошло аварийное разлитие нефти объемом 5 м

по асфальту и ее

воспламенение. В результате принятых мер горение было вскоре прекра-

щено. За это время сгорело примерно 40% объема вылитой нефти. Опреде-

лить размер платы за нанесенный экологический ущерб атмосферному воз-

духу. Плотность нефти принять равной 750 кг/м

Решение.

Определение массы выгоревшей нефти:

кгVG

150075024.075054.0

⋅

⋅⋅=⋅⋅=

По данным табл. 17.6.5 формируется следующая таблица

Таблица 17.6.7

Загрязняющий ком-

понент

Удельный

выброс

т/т

Фактический

выброс, т

Стоимость

одной тонны

выброса, руб.

Штраф за

выброс,

руб.

Диоксид углерода

(СО

)

1.0000 1.5 0 0

Оксид углерода (СО) 0.0840 1.26 3 3.78

Сажа (С) 0.1700 0.255 205 52.275

Оксиды азота (в пере-

счете на NO

)

0.0069 0.01035 175 1.811

Сероводород (H

S) 0.0010 0.0015 1285 1.9275

Оксиды серы (в пере-

счете на SO

)

0.0278 0.0417 200 8.340

Синильная кислота

(HCN)

0.0010 0.0015 1025 1.5375

Формальдегид

(HCHO)

0.0010 0.0015 3415 5.1225

Органические кислоты

(в пересчете на уксус-

ную кислоту

СН

СООН)

0.0150 0.0225 175 3.9375

Оксид ванадия V

)

0.000464 0.000696 5125 3.53625

Бенз(а)пирен (С

) 0.000000076 0.000000114 10 249 005 1.6838

ИТОГО 83.95

Суммарное значение платы за выбросы 83.95 руб.

Плата за сверхлимитный выброс вредных веществ согласно (17.1.5):

()

атмiатмi

атмiатмiатмiатм

МлМприМлМСлПсл >−⋅⋅=

∑

Принимая Мл

i атм

= 0, получим Псл

атм

= 5⋅83.95 = 419.75 руб.

С учетом экологической значимости региона Санкт-Петербурга

(к

=1.51) и коэффициента индексации (к

=1.3), получим окончательно:

419.75⋅1.51⋅1.3=823.97 руб.

395

Заключение.

Каждый автор, заканчивая многолетний труд, остается недовольным

содеянным. В этот момент проявляются особенно ярко все недостатки ра-

боты. Хочется все перечеркнуть и начать заново. Однако, учитывая, что

подобное происходило уже неоднократно, автор настоящей монографии

счел возможным опубликовать материалы в том виде, который представ-

лен читателю.

Книга является продолжением ряда публикаций автора

последних

пяти лет с их тщательной проверкой и существенной переработкой.

Задача автора состояла в том, чтобы по возможности полно и дос-

тупно изложить сложнейшие проблемы экологической безопасности, соб-

ственноручно произведя контрольные расчеты примеров, демонстрирую-

щих работоспособность методик.

Естественное желание произвести проверку достоверности теорети-

ческих положений на физических экспериментах, увы, осталось

несбыточ-

ным.

Хочется надеяться, что рассматриваемая проблема найдет отклик в

чьем-то молодом разуме и он сумеет разрешить те задачи, которые оста-

лись «белыми пятнами». Если при этом публикуемый материал ему окажет

пусть малую, но пользу, это будет высшей наградой для автора настоящей

монографии. Желаю ему удачи и успеха.

396

Литература

Худолей В.В. и др. Стойкие органические загрязнители; пути реше-

ния проблемы. СПб, 2002.

Федоров М.П. Концепция экологического образования в техниче-

ском университете. СПбГПУ, 1998.

Закон Российской Федерации от 21.07.97 «О промышленной безо-

пасности опасных производственных объектов».

Романов М.Ф., Федоров М.П. Математические модели в экологии.

СПб, 2003 г.

Карелов А.М. и др. Методические и нормативно-аналитические ос-

новы экологического аудирования в Российской Федерации. НИЦ

«Экобезопасность», Москва, 1999 г.

Временное методическое руководство по оценке экологического

риска деятельности нефтебаз и автозаправочных станций (утв. Гос-

комэкологии РФ 21 декабря 1999 г.).

Голубев Д.А., Сорокин Н.Д и др. Охрана окружающей природной

среды, природопользование и обеспечение экологической безопас-

ности в Санкт-Петербурге в 2003 году. Правительство Санкт-

Петербурга, СПб, 2004 г.

Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: 1972 г., 550 с.

Голубев Д.А., Сорокин Н.Д и др. Охрана окружающей среды, при-

родопользование и обеспечение экологической безопасности в

Санкт-Петербурге в 2004 году. СПб, 2005.

10.

Guidelines for the Risk Analysis of Technological Systems. Committee

Draft, IEC/TC 56. 27.1. 1993-09-30.

11.

Процесс управления безопасностью. Process Safety Management.

Performance Baseline. Process Hazard Analysis - Amoco Prod. Comp.,

Rev. 0,05/15/93.

12.

Методические указания по проведению анализа риска опасных

промышленных объектов (РД 08.120-96).

13.

Нормы пожарной безопасности НПБ 105-03

14.

Спицын Ю.Г., Яковлев В.В. Оценка риска в социально-

экономической и техногенной сферах. СПбГТУ, 2000, 4.0 п.л.

15.

Методические рекомендации по оценке ущерба от аварий на опас-

ных производственных объектах (проект). Научно-техническое

управление Госгортехнадзора России, 2000.

16.

Калинин В.М., Тихомиров С.Р. Лекции по теории вероятностей и

математической статистике. СПбГПУ, 2002.

17.

Биненко В.И., Храмов Г.Н., Яковлев В.В. Чрезвычайные ситуации

в современном мире и проблемы безопасности жизнедеятельно-

сти.СПб, 2003.

397

18. Корн Г.К., Корн Г.К. Справочник по математике. М:, 1973.

19.

Справочник по математике для экономистов. Ред. Ермаков В.И.,

М:, 1987.

20.

Максимов Ю.Д., Куклин Б.А., Хватов Ю.А. Теория вероятностей.

Конспект-справочник. СПбГПУ, 2002.

21.

РД 152-003-95 Минтранса РФ «Руководство по оценке экологиче-

ской опасности, связанной с возможными авариями при производ-

стве, хранении, использовании и перевозке больших количеств по-

жароопасных, взрывоопасных и токсичных веществ на водном

транспорте», М:, 1995.

22.

Яковлев В.В., Яковлев А.В. Последствия аварийных взрывов га-

зовоздушных смесей. Учебное пособие, СПб, 2000.

23.

Яковлев В.В. Нефть.Газ. Последствия аварийных ситуаций. СПб,

2003.

24.

Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение

экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2000 году», под

редакцией Д.А. Голубева, Н.Д.Сорокина. – СПб., 2001. – 452

25.

План операций по ликвидации аварийных разливов нефтепродук-

тов на акватории Санкт-Петербурга на 2002…2006 г.г. СПб, 2002.

26.

Альхименко А.И. Аварийные разливы нефти в море и борьба с ни-

ми. СПб, 2004.-230.

27.

Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных

химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих произ-

водств. ПБ 09-540-03. СПб, 2003. - 99.

28.

Алексеев М.В. основы пожарной профилактики в технологических

процессах производств. М., 1986.

29.

Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных

химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих произ-

водств. ПБ 09-170-97. СПб, 2001.

30.

Методические указания по проведению анализа риска опасных

производственных объектов. РД 03-418-01. СПб, 2002.

31.

Методические рекомендации по оценке ущерба от аварий на опас-

ных производственных объектах. РД 03-496-02. СПб, 2003.

32.

ГОСТ Р 3.12.047-98 Пожарная безопасность технологических про-

цессов.

33.

Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-

воздушных смесей. РД 03-409-01, Госгортехнадзор РФ, 2001, 34 с.

34.

Отраслевое руководство по анализу и управлению риском, связан-

ным с техногенным воздействием на человека и окружающую среду

при сооружении и эксплуатации объектов добычи, транспорта, хра-

нения и переработки углеводородного сырья с целью повышения их

надежности и безопасности. РАО «Газпром», М., 1996.

35.

Саламандра Г.Д Фотографические методы исследования быстро-

398

протекающих процессов. М., Наука, 1974.

36.

Федотов В.Н. и др. Влияние геометрической формы взрывающего-

ся облака и места инициирования горения на параметры взрывной

волны. ФГВ, 1986, №5, 132…140 с.

37.

Бирбраер А.Н, Шульман С.Г Прочность и надёжность конструкций

АЭС при особых динамических воздействиях. М., Энергоатомиздат,

1989.

38.

Котляревский В. А., Забегаева А. В. Аварии и катастрофы. Преду-

преждение и ликвидация последствий. Книги 1-5. Издательство Ас-

социации строительных ВУЗов, Москва, 1995-2001.

39.

Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. Л.: Гос-

энергоиздат, 1961.

40.

Технико-экономическое обоснование строительства портовых ком-

плексов в бухте Батарейная Финского залива. СПб, 1994.

41.

Маршал В. Основные опасности химических производств. М.:

Мир, 1989.

42.

Расчет платежей за негативное воздействие на окружающую среду.

Сборник нормативных правовых и нормативно-технических доку-

ментов. СПб, 2005.

43.

Федеральный закон «Об охране окружающей среды». 10 января

2002 года № 7-ФЗ. М: 2002.

44.

Постановление Правительства РФ от 12 июня 2003 года № 344 «О

нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих

веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы за-

грязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объек-

ты, размещение отходов производства и потребления», М: 2003.

45.

Симонов К.В. Русская нефть. Последний передел. М: 2005.

46.

Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его

экологические последствия. М:, «Наука», 2001.

47.

Современные методы и средства борьбы с разливами нефти. Науч-

но техническое пособие, СПб:, «Центр техинформ», 2000.

48.

Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздей-

ствии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р

2.1.10.1920-04. М:, 2004.

49.

Максимов Ю.Д. Математическая статистика. Опорный конспект.

СПбГПУ, 2002.

50.

Максимов Ю.Д. Теория вероятностей. Опорный конспект.

СПбГПУ, 2002.

51.

Максимов Ю.Д. Куклин Б.А., Хватов Ю.А. Теория вероятностей.

Контрольные задания с образцами решений. Конспект-справочник.

СПбГПУ, 2002.

52.

Родионов Н.Н. Современные танкеры. Л-д, Судостроение, 1980.

53.

Березин И.К. Методика оптимизации номенклатуры и размещения

399

сил ликвидации последствий аварийных разливов нефтепродуктов

на акватории Санкт-Петербурга. Кандидатская диссертация. СПб,

2005.

54.

План по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефте-

продуктов на акватории Санкт-Петербурга на 2006-2010 г.г., СПб,

2005 г.