Оценка возможности дооборудования печей нефтепереработки системами подавления окислов азота и рекуперации тепла дымовых газов

2021б, 2022б, 2023б, 2024б, 2025б, 2026б, 2027б, 2028б, 2029_Lб, 2029_Pб, 2030б, 2031б - преобразователь термоЭДС в стандартный токовый сигнал 4-20 мА, марка Ш-78. Передает стандартный токовый сигнал на вторичный прибор.

6001, 6002, 6003, 6005, 6006, 6007 - регулирующий клапан для неагрессивных сред, корпус из чугуна, предельная температура Т = 600°С, давление Р_у = 1,6 МПа, условный диаметр D_у = 100 мм, тип 25ч32нж.

6008 - шибер А3Д 197.000-04 (Ш 1000), серия 5.904-49.

Выводы

В данном разделе нами были рассмотрены общие задачи автоматизации технологической печи П-1 установки АВТ-1 при введении нового оборудования - рекуператора на тепловых трубах. Система автоматизации позволяет поддерживать оптимальные параметры установки и заданную производительность при максимальной длительности межремонтных пробегов, а также улучшить условия труда обслуживающего персонала.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Основные опасности производства, обусловленные характерными свойствами сырья, продуктов и самого процесса

Установка АВТ-1 предназначена для первичной переработки нефти. Целевыми продуктами, получаемыми на установке, являются: прямогонный газ, прямогонный бензин, лигроин, дизельное топливо, масляные дистилляты, затемненная фракция "слоп", полугудрон.

Особенностью установки АВТ-1 является наличие аппаратов, работающих под высоким давлением и температурой, содержащих большие количества продуктов в газо- и парообразном состоянии, которые в случае аварии создают опасность загазованности территории.

Блок печей установки АВТ-1 предназначен для нагревания частично отбензиненной нефти перед подачей ее в атмосферную колонну К-2, для нагревания мазута перед подачей его в вакуумную колонну К-5, а также для нагревания горячей струи перед возвратом ее вниз отбензинивающей колонны К-1 и для перегрева водяного пара перед подачей его вниз К-1 и К-2.

Особенностями блока печей являются наличие высоких температур, использование открытого пламени для нагрева нефтепродуктов, что является причиной повышенной взрывопожароопасности, а также высокий уровень шума при работе печей.

Также опасность работы на установке связана с наличием высокого напряжения в электрических цепях и возможностью накопления зарядов статического электричества на аппаратуре и нефтепродуктах. Для борьбы с этим явлением на установке все аппараты и трубопроводы подлежат обязательному заземлению. Установка АВТ-1 относится к пожаро- и взрывоопасным производствам.

Опасность установки заключается:

- в наличии легковоспламеняющихся газов и паров нефтепродуктов, способных с воздухом образовывать взрывоопасные смеси;

- в наличии высоких температур;

- в наличии высоких давлений;

- в способности нефтей и нефтепродуктов при своем движении образовывать статическое электричество;

- в способности нефтей и нефтепродуктов при высоких температурах выделять сероводород;

- в способности нефтепродуктов образовывать в аппаратах пирофорные соединения.

Наиболее опасными местами на установке являются:

- колодцы промливневой канализации;

- колодцы свежей и оборотной воды;

- места отбора проб щелочи у А-1, А-2;

- места отбора проб бензина, лигроина, дизельного топлива;

- места дренирования воды из емкостей Е-1А, Е-2;

- насосная по перекачке светлых нефтепродуктов;

- площадки обслуживания форсунок на П-1, П-2.

Основными причинами, могущими привести к аварии на установке являются:

- отступление от установленного технологического режима эксплуатации установки (температуры, давления, уровня);

- несоблюдение правил по технике безопасности, газовой безопасности, противопожарных правил, установленных для установок АВТ, AT;

- нерегулярное проведение профилактического осмотра и ремонта оборудования;

- неисправность вентиляционных систем;

- пропуски во фланцевые и другие соединения, через сальники, торцевые уплотнения насосов;

- разрыв трубопроводов с нефтепродуктами;

- неисправности предохранительных клапанов;

- неисправности КИП и А, средств противоаварийной защиты;

- разрушение оборудования в результате контакта с коррозионно-агрессивной средой.

Для обеспечения безопасного ведения технологического режима необходимо выполнять следующее:

- поддерживать постоянство расхода сырья по змеевикам печей;

- следить за состоянием уровней в аппаратах, сверяя их по показаниям первичных приборов;

- строго выдерживать температурный режим на выходе нефтепродуктов из змеевиков печей П-1,2 не допуская колебаний температуры;

- строго следить за температурным режимом ректификационных колонн;

- постоянно следить за горением форсунок в печах;

- следить за работой насосного оборудования (подачей уплотнительной жидкости, подачей охлаждающей воды, смазкой подшипников и их температурой);

- следить за давлением пара на установку;

- следить за давлением воздуха для КИП;

- постоянно следить за давлением в аппаратах;

- следить за работой пароспутников;

- следить за работой аппаратов воздушного охлаждения и подачей оборотной воды в холодильники.

Категорически запрещается оставлять без контроля щит управления в операторной.

5.2 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность установки заключается в поддержании в рабочем состоянии технологического оборудования, недопущении его разгерметизации. Так как в аппаратах и трубопроводах установки обращается большое количество взрывоопасных и токсичных газов, легковоспламеняющихся жидких нефтепродуктов при высоком давлении и температуре, значительно выше температуры самовоспламенения, то при выходе их из технологических систем и контакте с воздухом возможны загорания.

Защита пожаро- и взрывоопасных технологических процессов от аварий во многом зависит от уровня подготовки обслуживающего персонала, правильного выбора и обеспеченности надежными средствами пожаротушения, умения персонала пользоваться средствами пожаротушения и содержать их в постоянной готовности.

5.2.1 Основные причины возникновения пожара

1) загазованность территории и помещений;

2) пропуск нефтепродуктов, углеводородных газов во фланцевые соединения, уплотнения;

3) нарушение технологического режима:

- увеличение температуры дымовых газов на перевале печи свыше 890°С может вызвать прогар труб змеевика и загорание печи;

- увеличение давления в аппаратах выше допустимого может привести к их разрушению и загоранию; повышение или понижение уровня нефтепродукта выше или ниже расчётного приводит к сбросу насосов, переполнению аппаратов, что ведёт к аварийной ситуации, взрыву, пожару;

4) применение для производства ремонтных работ инструмента дающего искру;

5) неисправность средств КИПиА, ППК, электрооборудования, а так же средств защиты от статического электричества.

5.2.2 Противопожарный распорядок

Ответственность за пожаробезопасное состояние установки несёт начальник установки.

Ответственность за проведение противопожарных мероприятий, за состояние противопожарного оборудования и инвентаря несёт старший оператор.

Персонал установки должен прослушать первичный инструктаж на рабочем месте. Инструктаж проводится начальником установки.

Территория производственного объекта, а также производственные помещения и оборудование должны постоянно содержаться в чистоте и порядке.

Не допускается загрязнение производственной территории, помещений и оборудования легковоспламеняющимися и горючими жидкостями (ЛВЖ, ГЖ), мусором и отходами производства.

Сгораемый (деревянный и бумажный) мусор сжигается в местах, определяемых цехом № 25 при наличии разрешения пожарной охраны на производство огневых работ. Строительный мусор вывозится и уничтожается на специальных площадках по согласованию с цехом № 25 и отделом охраны природы.

В местах возможных разливов ЛВЖ и ГЖ из технологических аппаратов предусмотрено обвалование из монолитного железобетона с выводом стоков в ПЛК: пропитанный ими грунт убирается и засыпается сухим песком.

Нефтесодержащие отходы вывозятся в грязевый пруд УМХО по согласованию с цехом N 17 УВКиОСВ.

Курение на установке допускается в специально отведенном месте (по согласованию с пожарной охраной), оборудованном урной для окурков и емкостью с водой.

В операторной находится телефонный аппарат для прямой связи с ПЧ-25.

За герметичностью оборудования, особенно фланцевых соединений и сальников, со стороны обслуживающего персонала необходим строгий контроль. В случае обнаружения пропусков следует принимать меры по их устранению. Розлив нефтепродукта необходимо немедленно ликвидировать, место розлива засыпать песком.

Запрещается проводить работы на территории установки с применением огня, разбивка бетона, электро - и газосварочные работы без наряда-разрешения, утвержденного главным инженером производства.

В зимних условиях отогревать замерзшую аппаратуру, трубопроводы, задвижки разрешается только паром или горячей водой. Использование открытого огня запрещается.

Въезд на территорию установки автотранспорта без искрогасителей и разрешения старшего оператора запрещается.

На случай возникновения пожара в производственных помещениях предусмотрена возможность безопасной эвакуации людей.

При пожаре или аварии на установке персонал, неучаствующий в ликвидации пожара или аварийной ситуации. эвакуируется с территории объекта.

Хранение материальных ценностей, твёрдых материалов жидких веществ и газов на территории установки запрещено кроме смазочных материалов, сальников, набивки.

Не допускается стоянка и проезд транспортных средств по территории установки.

Постройка и реконструкция на установке без согласия пожарной охраны не проводится.

На территории установки в определённых местах должны быть средства пожаротушения (ящики с песком, огнетушители, щиты с пожарным инвентарём).

Средства пожаротушения должны быть окрашены в ярко-красный цвет. У телефонов на видном месте, должны быть написаны номера аварийных служб (пожарной части, мед пункта, ГСО). Технологический персонал должен знать;

- план ликвидации аварийных ситуаций на установке;

- свои обязанности на случай пожара;

- места нахождения средств пожаротушения на установке;

- степень взрыво- и огнеопасности веществ, используемых и производимых на установке,

- устройство средств пожаротушения и правила использования их при возникновении пожара. Все электродвигатели, пусковые устройства должны быть выполнены во взрывобезопасном исполнении.

Все технологические аппараты, трубопроводы, электрооборудования должны быть заземлены.

Использование средств пожаротушения на хозяйственные нужды - запрещено.

Необходимо постоянно следить и проверять исправность среде: пожаротушения на установке.

Ремонтные работы проводить специальным омеднённым инструментом.

Запрещается стирать спецодежду в бензине.

5.2.3 Средства пожаротушения на установке

Для локализации и тушения пожаров на установке применяют следующие средства:

- воду в виде компактных или распылённых струй;

- водяной пар;

- химическую или воздушно-механическую пену;

- ЖИДКУЮ углекислоту;

- песок;

- асбополотно;

- кошма.

Вода является распространенным средством тушения пожара. Воду можно применять для тушения газообразных, жидких и твёрдых горючих веществ. Используют компактные и распылённые струи воды. Компактные водяные струи с относительно небольшим сечением и значительной скоростью обладают ударной силой, посредством которой тушат горящие фонтаны газообразных веществ (струя воды отсекает горящий факел и охлаждает зону горения). Также воду используют для тушения твёрдых веществ за счёт охлаждения ею поверхности горения. Но ее использование связано с излишним расходом и порчей оборудования.

Воду нельзя применять при горении веществ, которые вступают с ней в реакцию (натрий, калий, карбид кальция) при горении электроустановок, бензина, которые легче воды и растекаются, увеличивая зону горения.

Водяной пар, применяемый для тушения газообразных и твёрдых веществ, прекращает горение главным образом за счёт снижения процентного содержания кислорода в зоне горения.

Для тушения пожаров с помощью пены на установке имеются:

1. Огнетушители пенные и система ВПУ, образующая высокократную воздушно-механическую пену и подающая её в насосные и на гидранты ВПУ. Химические пенные огнетушители нельзя использовать для тушения электроустановок и одежды на людях.

2. Жидкая углекислота содержится в огнетушителях ОУ-3,5,8,80. С помощью углекислоты прекращается горение любых веществ, а также электрооборудования.

3. Песок сухой, чистый и просеянный применяют при тушении любых веществ при горении их на небольших площадях. Забрасывая песком горящие вещества, изолируя тем самым доступ кислорода.

4. Противопожарное полотно (асбополотно, кошма и т.п.). применяют для тушения небольших горящих поверхностей и одежды на человеке.

5. Огнегасительные порошки состоят из углекислой соды квасцов и т.п., к которым добавляют вещества, предупреждающие комкование и способствующие их плавлению. Порошки, попадая на твёрдую горящую поверхность, создают слой, препятствующий процессу горения, особенно при плавлении соли. Их применят при тушении электроустановок, а также горючих веществ, вступающих в реакцию с водой.

5.3 Характеристика аварийно-химически опасных веществ, участвующих в производстве

Процесс относится к вредным для здоровья обслуживающего персонала, так как связан с получением углеводородных веществ, обладающих токсичными свойствами. В случае разгерметизации трубопроводов и аппаратуры происходит выброс или розлив нефтепродукта на наружной установке, что приводит к загазованности, которая, в свою очередь, пагубно воздействует на здоровье людей.

Отравление токсичными веществами происходит, если их содержание в воздухе превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК).

ПДК - концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов в день, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующего поколений (ГОСТ 12.1.007-76 «О классах опасности веществ»). По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности. В ГОСТе семь показателей, рассмотрим первый - ПДК.

класс опасности - вещества чрезвычайно опасные, ПДК менее 0,1мг/м³ (ртуть металлическая, тетраэтилсвинец).

класс опасности - вещества высоко опасные, ПДК 0,1-1 мг/м³ ( фенол, хлор).

класс опасности - вещества опасные, ПДК 1-10 мг/м³ (бензол, сероводород, бутиловый спирт).

класс опасности - вещества умеренно опасные, ПДК более 10 мг/м³ (аммиак, толуол, ацетон, бензин, нефть).

1) Нефть представляет собой сложную смесь органических соединений, главным образом углеводородов. Действие углеводородов наркотическое;

- вызывает судороги, повышенное кровяное давление, заболеваемость органов дыхания, нарушения желудочно-кишечного тракта, повышенное чувство утомляемости, головную боль, раздражительность, расстройство сна,

- головокружение, боли в области сердца. При воздействии на кожу вызывает сухость, пигментацию или стойкую эритерму, угри, бородавки на открытых и закрытых частях тела. Класс опасности 3, ПДК=10 мг/м³ [17]

2) Бензин. Бесцветная горючая жидкость. Действует как наркотик, вызывает головную боль, беспричинную веселость, сухость во рту, нервные расстройства, истерию, сопровождаемые мышечной слабостью, вялостью, раздражительностью, сонливостью. Концентрация паров бензина равная 100 мг/м опасна для жизни при вдыхании в течение нескольких минут. При меньших концентрациях происходит постепенное отравление: головокружение, слабое сердцебиение, состояние опьянения, затем потеря сознания. При попадании на кожу, бензин обезжиривает её и может вызывать кожные заболевания. Класс опасности 4, ПДК = 100 мг/м³ .

3) Рефлюкс имеет резкий запах пропана. Вызывает возбуждение, оглушение, сужение зрачков, замедление пульса, слюноотделение, возможна пневмония, потеря сознания. Класс опасности 4, ПДК =100 мг/м³ .

4) Дизельное топливо - горючая жидкость, относится к малотоксичным веществам. Раздражает слизистую оболочку и кожу человека. Класс опасности 4, ПДК = 300 мг/м³ .

5) Мазут - горючее, малотоксичное вещество. При работе необходимо применять индивидуальные средства защиты. Класс опасности 4, ПДК = 300 мг/м³.

6) Газ топливный - пожаро- и взрывоопасен. Действует на центральную нервную систему, вызывает острое отравление, приводящее к потере сознания. Длительное вдыхание приводит к хроническим заболеваниям. Класс опасности 4, ПДК = 100 мг/м³ .

7) Щелочь(15 % раствор) представляет собой едкое вещество. При попадании на кожу вызывает химические ожоги, а при длительном воздействии может вызвать язвы и экземы. Сильно действует на слизистые оболочки. Опасно попадание на кожу. Класс опасности 2, ПДК = 0,5 мг/м³ .

8) Аммиачная вода(15 % раствор) не способна к горению, над ее поверхностью возможно образование взрывоопасной смеси аммиака с воздухом. В открытых сосудах и при разливе в помещении вероятность образования взрывоопасной концентрации практически отсутствует. Класс опасности 4, ПДК = 20 мг/м³ .

9) Сероводород. Горючий взрывоопасный газ с запахом «тухлых яиц», тяжелее воздуха. При больших концентрациях запах сероводорода не чувствуется, что увеличивает опасность отравления. Признаки отравления при малых концентрациях (0,0001 % об.) - слезотечение, светобоязнь, ощущение постороннего тепла в глазах. При более высоких концентрациях появляется кашель, стеснение дыхания, слабость, головокружение, рвота. При концентрации более 10 мг/м³ наступает смерть. ПДК сероводорода в воздухе 10 мг/м³. В смеси с углеводородными газами вредное воздействие усиливается, ПДК для смеси 3 мг/м³.

Первая помощь при отравлении парами: пострадавшего немедленно удалить из загазованной зоны, освободить от стесняющей одежды, вызвать скорую помощь, при необходимости сделать искусственное дыхание.

Средства защиты: фильтрующие противогазы (А, В, М, БКФ), ПШ-1,2.

5.4 Меры предосторожности при ведении технологического процесса

Безопасная работа установки зависит от квалификации обслуживающего персонала, соблюдения правил техники безопасности, пожарной и газовой безопасности, правил технической эксплуатации оборудования и коммуникаций, соблюдения норм технологического регламента.

Все действующие инструкции и положения по технике безопасности в наличии на установке. Знание и соблюдение их персоналом обязательно.

Работать можно только на исправном оборудовании, арматуре и контрольно-измерительных приборах. Постоянно следить за работой приборов контроля и автоматики, систем сигнализации и блокировок. Строго выдерживать все параметры технологического режима, при отклонении вносить коррективы на их исправление.

Каждый работник на рабочем месте защищен спецодеждой и имеет при себе индивидуальные средства защиты.

Для обеспечения безопасности и надежности работы установки предусмотрены следующие мероприятия:

- во избежание загазованности в помещениях операторной, электрощитовых, трансформаторных подстанций создается избыточный подпор воздуха;

- с целью уменьшения потерь нефтепродуктов через сальники насосов применены торцевые уплотнения;

- все аппараты, работающие под давлением, снабжены предохранительными клапанами;

- сброс горючих газов от предохранительных клапанов осуществляется в факельную линию; на линии "газ на факел" установлена задвижка для разобщения аппаратов установки от факельной линии во время ремонта; задвижка на факельной линии при работе установки должна быть открыта и опломбирована;

- освещение установки выполнено в соответствии с действующими нормативами, осветительная арматура принята взрывозащищенного исполнения.

Для безопасной работы на установке очень важное значение имеет герметичность оборудования и коммуникаций. В процессе эксплуатации оборудования, трубопроводов и их ответственных узлов возможны утечки газа, нефтепродукта через неплотности в резьбовых, фланцевых соединениях, в сварные швы, сальниковые и торцевые уплотнения запорной арматуры и насосного оборудования.

С целью предупреждения аварийной разгерметизации технологических систем последние обеспечиваются расчетным количеством предохранительных клапанов.

Перед пуском в эксплуатацию оборудование, трубопроводы и ответственные узлы подвергаются опрессовке на максимальное рабочее давление с целью выявления неплотностей систем и дальнейшего их устранения.

Периодически аппараты и трубопроводы подвергаются техническому освидетельствованию. Герметичность аппарата на установке обеспечивается также различными способами соединения различных частей оборудования.

Большинство неразъемных частей делаются сварными, что обеспечивает необходимую прочность, герметичность и долговечность оборудования. Также применяют пайку и развальцовку.

Если требуется частая сборка и разборка аппаратуры трубопроводов, применяют разборные соединения - фланцевые, резьбовые. Герметичность резьбовых соединений повышают с помощью обмотки резьбы промасленными волокнами. Герметичность фланцевых соединений обеспечивается применением прокладок из различных материалов, обладающих эластичностью, упругостью, таких как паронит, картон, асбометаллические материалы. Выбор прокладочного материала зависит от условий эксплуатации и среды. Например асбометаллические прокладки используют при давлении свыше 40 кг/м² и температуре свыше 450°С для нефтепродуктов. Картон, проваренный в олифе, применяется на трубопроводах, транспортирующих воду.

5.5 Способы обезвреживания и нейтрализации продуктов производства при разливах и авариях

При обнаружении течи и разлива нефтепродуктов, утечки газов немедленно принимаются меры по их устранению.

При разливе нефти и нефтепродуктов на территории установки их засыпают песком, который затем вывозится в отвал.

При разливе щелочи на территории или в помещении ее необходимо смыть струей воды.

При попадании щелочи на кожу или в глаза необходимо пораженный участок промыть водой, при необходимости обратиться к врачу.

5.6 Оперативная часть плана работ по ликвидации аварийных ситуаций установки АВТ-1

Таблица 5.1

Оперативная часть плана ликвидации аварийных ситуаций установки АВТ-1 [9]

Наименование сценариев развития аварии	Критерий идентификации	Оптимальные способы противоаварийной защиты	Технические средства (системы) противоаварийной защиты	Исполнители и порядок их действия
1. Разгерметизация трубопроводов и аппаратуры с последующей загазованностью	· Падение давления; · падение расхода в системе; · запах; · дым; · пламя.	Отключение разгерметизированного участка от всего блока. Аварийная остановка установки. Отключение электроэнергии на блок или на установку.	Включение системы ВПУ, паротушения, первичные средства паротушения.	1. Первый заметивший сообщает ст. оператору 2. Ст. оператор вызывает ПЧ по телефону прямой связи (или по 01, 225-01) 3. Ст. оператор, исходя из конкретной ситуации, дает команду на аварийную остановку и отсечение разгерметизированного блока (операторы блоков АТ, ВР, ВДУ, машинисты) 4. Потушить печи П-1, П-2. (операторы печей ВДУ) 5. Ст. Оператор дает указание по тушению пожара первичными средствами пожаротушения и системами ВПУ и перегретой воды: - оператор АТ, ВДУ приступает к тушению первичными средствами пожаротушения; - оператор блока ВР и стабилизации, ОС работает на лафетных стволах; - машинист - пускает ВПУ; - оператор печей - встречает пожарные подразделения. 6. ПЧ по прибытию приступает к тушению пожара и находится до полной его ликвидации. 7. СБ оцепляет территорию установки Бригада медпункта прибывает к месту аварии
2. Разгерметизация трубопроводов и аппаратуры с последующей загазованностью в помещениях, на территории установки	· Посторонний шум; · падение давления; · падение расхода; · срабатывание свк; · запах.	Отключение источника из общей технологической схемы или исключение всего блока. Прекращение подачи топлива к печам, тушение всех форсунок. Аварийная остановка установки.	Фильтрующие противогазы, паровая завеса	1. Первый заметивший сообщает ст. оператору 2. Ст. оператор сообщает диспетчеру ТП по тел. 224-55, вызывает ГСО по телефону прямой связи (или по 04) 3. Ст. оператор дает команду одеть противогазы, и команды на аварийную остановку и отсечение блока. 4. Для предотвращения возникновения взрыва, потушить печи П-1,2. Прекратить все виды слесарных и огневых работ, включить паровую завесу вдоль печей. 5. Ст. оператор дает команду и принимает меры по выводу и спасению людей из зоны аварии 6. По прибытию на место аварии ГСО, непосредственное руководство по ведению спасательных работ, оказанию первой медицинской помощи, герметизации трубопровода или аппаратуры осуществляется командиром ГСО. 7. В случае распространения загазованности на соседние объекты ГСО выставляет посты, опознавательные знаки по возможности по возможной границе распространения аварии. Сообщает на соседние объекты и действует согласно положению по СДЯВ.
3. Загорание нефтепродукта во время ремонта установки	· Посторонний шум; · запах; · дым; · пламя.	Прекращение всех работ на установке.	Первичные средства пожаротушения: ОУ, ОВП, пар, песок, кошма.	1. Первый заметивший сообщает ст. оператору 2. Ст. оператор вызывает ПЧ по телефону прямой связи (или по 01, 225-01) 3. Ст. оператор указывает ремонтному персоналу пути эвакуации из очага пожара. 4. Ст. Оператор дает указание по тушению пожара первичными средствами пожаротушения и системами ВПУ и перегретой воды: - оператор АТ, ВДУ приступает к тушению первичными средствами пожаротушения; - оператор блока ВР и стабилизации, ОС работает на лафетных стволах; - машинист - пускает ВПУ; - оператор печей - встречает пожарные подразделения.

5.7 Безопасные методы обращения с пирофорными отложениями

Пирофорные соединения способны к самовозгоранию при контакте с кислородом воздуха при разгерметизации или прорыве трубопровода или аппарата, могут образовываться при хранении, транспортировке и переработке сернистых нефтей и нефтепродуктов на поверхностях трубопроводах, емкостей, аппаратуры и оборудования.

Активность пирофорных отложений определяется температурой возгорания.

Образование пирофорных соединений связано с воздействием на железо и его окислы:

- в газовой и паровой фазе (над поверхностью нефтепродукта) сероводорода, содержащегося в газах и парах нефтепродукта;

- в жидкой фазе (над поверхностью нефтепродукта) элементарной серы и растворенного сероводорода; Наибольшей активностью обладают пирофорные отложения, образующиеся под воздействием сырых дистиллятов светлых нефтепродуктов, содержащих элементарную серу и сероводород.

Активность пирофорных соединений возрастает с повышением температуры окружающей среды, хотя самовозгорание их возможно при любой, даже самой низкой температуре.

При подготовке и проведении ремонтных работ необходимо предусмотреть мероприятия по дезактивации пирофорных соединений до вскрытия и разгерметизации аппаратов, трубопроводов, емкостей, и резервуаров, арматуры с последующим их удалением.

При чистке аппаратов, емкостей, резервуаров и другого оборудования, где возможны отложения пирофорных соединений, применять инструменты, не дающие искру.

Грязь и отложения, извлекаемые из аппаратов, емкостей и трубопроводов при очистке и вывозке должны поддерживаться во влажном состоянии, под слоем воды, до удаления их с территории. Отложения, находящиеся на стенках емкостей, должны непрерывно смачиваться во время чистки.

Сернистые отложения, извлеченные из аппаратов, емкостей должны отвозиться в специально отведенное место, где их воспламенение после высыхания не могло бы привести к пожарам, либо эти отложения должны немедленно закапываться до высыхания в местах, согласованных с пожарной охраной объекта.

5.8 Возможность накапливания зарядов статического электричества, их опасность и способы нейтрализации

Способность нефтепродуктов накапливать при перекачке, сливе, наливе и энергичном перемешивании заряды статического электричества может стать причиной возникновения пожара и аварии.

Электрические заряды возникают как в самом нефтепродукте, так и на стенках аппаратов и трубопроводов, в которых он находится.

Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности оборудования на установке предусмотрен отвод возникающих зарядов статического электричества путем заземления оборудования.

5.9 Безопасный метод удаления продуктов производства из технологических систем и отдельных видов оборудования

Теплообменники и аппараты воздушного охлаждения освобождаются от нефтепродуктов по линии выхода продукта в парк смешения.

Остаточный нефтепродукт из аппаратов по линии освобождения дренируются в микроловушку установки. Из микроловушки собранный нефтепродукт откачивается в сырье установки.

5.10 Средства индивидуальной защиты работающих

К средствам индивидуальной защиты на установке относится:

костюм хлопчатобумажный;

ботинки кожаные;

рукавицы комбинированные;

фильтрующий противогаз ППФМ-92с коробкой марки В;

защитные очки.

При выполнении работ в зимнее время дополнительно выдаются ватные брюки и куртка.

Для проведения работ в ёмкостях, колодцах, колоннах рабочему выдаётся прорезиненный костюм, резиновые сапоги.

Кроме того, установка комплектуется:

шланговыми противогазами ПШ-1 с комплектом масок,
спасательным поясом и верёвкой для проведения работ в газоопасных местах;

аварийным запасом фильтрующих противогазов;

медицинской аптечкой с необходимым набором медикаментов для оказания первой помощи пострадавшему.

5.11 Расчет естественного освещения

Для обеспечения безопасности и надежности работы установки в операторной, в которой и осуществляется управление процессом, освещение должно быть выполнено в соответствии с действующими нормативами.

Необходимый коэффициент естественной площади световых проемов производим по формуле [17]:

, (5.1)

где S₀ - площадь световых проемов (в свету) при боковом освещении, м²;

S_n- площадь помещения, м²;

е_н - нормированное значение КЕО;

К₃ - коэффициент запаса;

?₀ - световая характеристика окон;

К_зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими строениями;

ф₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженного от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающему к зданию;

ф₀ - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле.

ф₀ = ф₁ Ч ф₃ Ч ф₃ Ч ф₄ Ч ф₅, (5.2)

где ф₁ - коэффициент светопропускания материала;

ф₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроема.

ф₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях. ( при боковом освещении равен 1)

ф₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. ( при убирающихся регулируемых жалюзи и шторах или при отсутствие равен 1);

ф₅ - коэффициент, не учитываемый при боковом освещении. Для окопного листового двойного стекла принимаем коэффициент светопропускания ф₁=0,8[17]

Коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроема ф₂ принимаем 0,65.

Коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении принимаем равным 1,2 [17].

Площадь пола составит:

S_n = A Ч B, (5.3)

где А=7,2 м длина помещения;

В=3,15 м ширина помещения.

S_n = 7,2 Ч 3,15 = 22,36.

Нормированное значение КЕО принимаем равным 1,2 %. Коэффициент запаса принимаем равным 1,32. Световую характеристику окон принимаем равной 14 [17]. Принимаем К_зл=1. Рассчитываем общий коэффициент светопропускания по формуле (5.2):

ф₀ = 0,8 Ч 0,65 Ч 1Ч 1 = 0,52.

Подставляя полученные значения в формулу (5.1) рассчитываем площадь световых проемов.

S₀==9,933.

Фактическая площадь световых проемов при высоте окна 2,2м и ширине 1,7 в операторной 2 окна составит:

S_0ф = 2.2 Ч 1,7 Ч 2 = 7,48.

Предварительно рассчитанная площадь световых проемов больше фактической, значит принятое нормированное значение КЕО не обеспечивается фактической площадью световых проемов.

При заданной площади боковых световых проемов рассчитаем значение КЕО и сравним с нормированным значением е_н, что позволит оценить соответствие естественного освещения санитарно-гигиеническим требованиям, к нему предьявляемым:

, (5.4)

где Е_б - геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет неба;

q - коэффициент, учитывающий неравноморную яркость облачного неба;

Е_зд - геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывает свет, отраженный от противостоящих строений;

R - коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания.

Геометрический коэффициент:

Е_б = 0,01(n”₁ Ч n”₂), (5.5)

где n”₁ - количество лучей по графику А.М. Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n”₂ - количество лучей по графику А.М. Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения.

Найдем n”₁ = 9, n”₂ = 12. Геометрический коэффициент определим по формуле:

Е_б=0,01 Ч (9 Ч 12) = 1,08.

Коэффициент q принимаем равным 0,8 [17].

Геометрический коэффициент Е_зд определим по формуле:

Е_зд = 0,1(n”₁ Ч n”₂), (5.6)

где n”₁ - количество лучей, проходящих от противоположного здания световой проем в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n”₂ - количество лучей, проходящих от противоположного здания, через световой проем в расчетную точку. Найдем n”₁ = 1 и n”₂ = 9.

Геометрический коэффициент Е_зд определим по формуле (5.6):

Е_зд = 0,1Ч (1 Ч 9) = 0,9.

Принимая коэффициент R = 0,2, найдем по формуле (5.4):

=0,49

Расчеты показывают, что площадь световых проемов в операторной (фактическая) не достаточна для обеспечения нормированного КЕО, а расчетный коэффициент е_р меньше нормированного. Последнее говорит, что работы требуемые точности в дневное время нужно проводить, пользуясь дополнительными источниками освещения.

5.12 Расчет искусственного освещения

Для обеспечения требуемого искусственного освещения выбираем люминесцентные лампы, так как они имеют высокую светоотдачу, большой срок службы и хорошую цветопередачу. В большинстве случаев такие лампы экономичнее, по сравнению лампами накаливания [17]. Также эти лампы обладают высокой пожарной безопасностью.

Для расчета искусственного освещения применяют метод светового потока, который используется для определения общего равномерного освещения на горизонтальной рабочей поверхности.

Подберем требуемый тип светильников, используя формулу:

Световой поток одной лампы, лм,

, (5.5)

где - нормированная минимальная освещенность, лк (Разряд зрительной работы IV - работа средней точности, лк [17]);

S_П - площадь помещения;

- коэффициент, учитывающий неравномерность освещения поверхностей под светильниками (для люминесцентных ламп );

К_З - коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока за счет загрязнения светоотдающих поверхностей, тем выше, чем больше пыли и копоти содержится в воздухе, К_З = 1,5 для газоразрядных ламп;

- число светильников в помещении (принимаем N = 2, на установке);

з - коэффициент использования светового потока лампы, зависящий от отражающей способности потолка и стен (коэффициентов р_п и р_с), от индекса помещения, %.

Найдем коэффициент использования светового потока ламп, для этого рассчитаем показатель помещения:

, (5.6)

где - высота подвеса светильников, =2м;

.

При показателе помещения , и при коэффициентах отражения потолка и стен , коэффициент использования светового потока ламп равен %.

лм

В каждом светильнике установим 4 лампы. По рассчитанному световому потоку подбираем подходящую стандартную лампу. Лучше всего подходит лампа ЛЦД-50 со световым потоком 2200 лм. Значит, для искусственного освещения отвечающего нормам охраны труда в помещении операторной площадью 22,5 м² потребуется 8 люминесцентных ламп марки ЛДЦ-50.

Выводы

В настоящем разделе были рассмотрены опасные и вредные факторы установки АВТ-1, указаны методы предупреждения аварийных ситуаций и действия на случай, если аварийная ситуация произошла.

Также проведен расчет естественного и искусственного освещения в операторной, в которой и осуществляется управление процессом. Для обеспечения безопасности и надежности работы установки освещение должно быть выполнено в соответствии с действующими нормативами.

Расчет показал, что работы в дневное время нужно проводить, пользуясь дополнительными источниками освещения. Для работы в ночное время необходимо установить 2 светильника по 4 лампы ЛДЦ-50.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1 Отходы производства

6.1.1 Сточные воды

На установке АВТ-1 используется система оборотного водоснабжения. Вода, используемая в водяных холодильниках, выводится обратно в систему. Вода, используемая для охлаждения насосно-компрессорного оборудования, сбрасывается в промливневую канализацию. Содержание нефтепродуктов в этой воде не должно превышать 50 мг/л.

Хозпитьевая вода после использования сбрасывается в хозфекальную канализацию.

6.1.2 Выбросы в атмосферу

Постоянно выводятся в атмосферу дымовые газы с печей через трубы. Отработанный воздух общеобменной вентиляции сбрасывается в атмосферу через вытяжные шахты.

6.2 Характеристика свойств вредных веществ

А) Двуокись углерода (углекислый газ).

Бесцветный газ кисловатого запаха и вкуса. Наркотик, раздражает кожу и слизистую оболочку, в относительно малых концентрациях возбуждает дыхательный центр, в очень больших угнетает. Вдыхание сопровождается изменением функции дыхания и кровопла в груди, учащение серцебиения, повышение кровяного давления, потливость, рвоту, нарушение зрения.

Меры помощи - свежий воздух, при нарушении дыхания- искусственное дыхание, камфара, кофеин. Предельно допустимая концентрация в закрытых помещениях не должна превышать 0,05 среднесуточной.

Индивидуальная защита: при высоком содержании - шланговые противогазы типа ПШ-1, ПШ-2.

Б) Двуокись серы.

Бесцветный газ с резким запахом. Раздражает дыхательные пути, вызвает спазм бронхов и увеличение сопротивления дыхательных путей. Нарушение углеводородного и белкового обмена, угнетение окислительных процессов в головном мозге, печени селезенке, мышцах.

Раздражает кровеносные органы. Ухудшается обоняние, понижается вкусовое восприятие, наблюдаются хронические заболевания дыхательных путей. При действии, на кожу, глаза наблюдаются ожоги.

Неотложная помощь: Вынести пострадавшего на свежий воздух, освободить от стесняющей одежды. Ингаляция кислорода, промывание глаз, носа, полоскание 2% раствором соды.

Предельно допустимая концентрация: 10мг/л.

Индивидуальная защита: Фильтрующий промышленный противогаз марки В.

В) Окись углерода (угарный газ).

Бесцветный газ без запаха и вкуса. Горит синим пламенем. Оказывает непосредственно токсичное влияние на клетки, нарушает тканевое дыхание, и уменьшает потребление тканями кислорода. При вдыхании небольших концентраций (до 1мг/л) - тяжесть и ощущение сдавливания головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, шум в ушах, тошнота, рвота.

Первая помощь: Пострадавшего следует немедленно вынести на свежий воздух в лежачем положении. Освободить пострадавшего от стесняющей одежды и поместить в теплое место.

Предельно допустимая концентрация: 20мг/л

Индивидуальная защита: фильтрующий противогаз СО.

Г) Окись азота.

Бесцветный газ без вкуса и запаха, наркотик. Оказывает токсическое воздействие на клетки. Смесь различных оксидов азота неблагоприятна для организма человека.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

7.1 Технико-экономическое обоснование

В настоящее время экономия энергоресурсов является одной из важнейших задач современных производств, что связано с высокой стоимостью и постоянным удорожанием топлива. Эксплуатация технологических печей на нефтеперерабатывающих предприятиях всегда связана с высоким расходом топлив, поэтому необходимо искать пути сокращения энергозатрат. Одним из таких путей является применение рекуператоров. Продукты сгорания топлива еще несут некоторое количество тепла, которое может быть использовано для нагревания воздуха, поступающего в печи нагрева отбензиненной нефти и мазута установки АВТ-1. Применение рекуператоров на тепловых трубах позволяет сократить расход топливного газа на печи П-1 и П-2 примерно на 5,25% и 9,9% соответственно, что дает ощутимый экономический эффект.

В соответствии с экологической политикой Нефтяной Компании «Лукойл» количество выбросов в окружающую среду должно постоянно уменьшаться с целью улучшения экологической обстановки и снижения непроизводительных расходов на оплату штрафов. Сокращение выбросов окислов азота особенно важно, поскольку они являются основным компонентом смога. В связи с этим целесообразно дооборудовать печи П-1 и П-2 системами подавления окислов, что позволит уменьшить выбросы окислов азота примерно на 60%.

Ниже приводится укрупненный расчет изменения связанных с этим капитальных и текущих затрат.

7.2 Укрупненный расчет изменения капитальных затрат

По данному проекту не требуется демонтировать какое-либо оборудование, поэтому дополнительные капитальные затраты рассчитываем следующим образом:

ДК_доп. = К_стали + К_нов. + К_вспом. + К_дост. + К_мон., (7.1)

где К_стали - затраты на покупку стали для изготовления нового оборудования;

К_нов. - затраты на изготовление нового оборудования;

К_вспом. - затраты на покупку вспомогательного оборудования;

К_дост. - затраты на доставку оборудования;

К_мон. - затраты на монтаж оборудования;

К_КИПиА - затраты на покупку контрольно-исполнительных приборов.

К_стали определим исходя из известной цены 1 кг стали и массы стали, необходимой для изготовления рекуператоров и системы подавления окислов:

К_стали = С_стали • (m₁ + m₂ + m₃ + m₄), (7.2)

где С_стали - цена стали, С_стали = 30 руб/т;

m₁ - масса рекуператора для печи П-1, m₂ = 8760 кг;

m₂ - масса рекуператора для печи П-2, m₂ = 8760 кг;

m₃ - масса труб, необходимых для монтажа системы подавления окислов, m₃ = 800 кг;

m₄ - масса испарительных устройств, m₄ = 200 кг;

К_стали = 30 • (8760 + 8760 + 800 + 200) = 555,6 тыс. руб.

Затраты на изготовление нового оборудования составляют 30% от стоимости стали:

К_нов. = К_стали • 30% / 100, (7.3)

К_нов. = 555,6 • 30% / 100 = 166,68 тыс. руб.

Затраты на покупку вспомогательного оборудования определим исходя из известной цены счетчика СГВ (необходимо 20 шт), вентиля (20 шт), дымососа (1 шт) и шибера (1 шт):

К_вспом. = С_{счетчика} • 20 + С_{вентиля} • 20 + С_{дымососа} + С_шибера, (7.4)

где С_{счетчика} - цена счетчика, С_{счетчика} = 300 руб;

С_{вентиля} - цена вентиля, С_{вентиля} = 200 руб;

С_{дымососа} - цена дымососа, С_{дымососа} = 200 тыс. руб;

С_шибера - цена шибера, С_шибера = 10 тыс. руб;

К_вспом. = 0,3 • 20 + 0,2 • 20 + 2000 + 10 = 2020 тыс. руб.

Затраты на доставку составляют 5% от суммы К_стали и К_вспом.:

К_дост. = (К_стали + К_вспом.) • 5% / 100, (7.5)

К_дост. = (555,6 + 5060) • 10% / 100 = 128,78 тыс. руб.

Затраты на монтаж оборудования составляют 30% от суммы К_стали и К_вспом.:

К_мон. = (К_стали + К_вспом.) • 30% / 100, (7.6)

К_мон. = (555,6 + 5060) • 30% / 100 = 772,68 тыс. руб.

Затраты на покупку контрольно-исполнительных приборов:

К_КИПиА = 25 тыс. руб.

Дополнительные капитальные затраты:

ДК_доп. = 555,6 + 166,68 + 2020 + 128,78 + 772,68 + 25 =3668,74 тыс. руб.

Расчет инвестиционных затрат на замену оборудования представлен в табл.7.1.

Таблица 7.1

Сводная смета капитальных затрат и амортизационный фонд

Наименование затрат и элементов ОФ	Сумма, тыс. руб.	Амортизация
		Норма, %	Сумма, тыс. руб.
Затраты на покупку стали	555,6	6,7	37, 23
Затраты на изготовление оборудования	166,68	6,7	11,17
Затраты на покупку вспомогательного оборудования	2020	6,7	135,34
Затраты на доставку оборудования	128,78	6,7	8,63
Затраты на монтаж оборудования	772,68	6,7	51,76
Затраты на покупку контрольно-исполнительных приборов	25	6,7	1,68
Итого для расчета стоимости ОФ	3668,74	6,7	245,81
Непредвиденные и неучтенные расходы ( 2% от стоимости ОФ)	67,37
Итого сметная стоимость (для финансирования)	3736,11
Стоимость выбывшего оборудования	0
Итого дополнительные капитальные затраты	3736,11

В результате замены оборудования изменяется стоимость основных фондов и годовая сумма амортизационных отчислений. По проекту не требуется выбывание какого-либо оборудования, поэтому изменение стоимости основных фондов равно сметной стоимости нового оборудования:

ДОФ = ОФ_нов = 3668,74 тыс. руб. (7.7)

Изменение годовой суммы амортизационных отчислений составит:

ДА = А_нов = 245,81 тыс. руб. (7.8)

7.3 Укрупненный расчет изменения годовых эксплуатационных затрат

а) Энергозатраты:

До установки рекуператоров расход топлива на П-1 составляет 15290 т/год, на П-2 - 8117 т/год. После установки рекуператоров расход топлива на П-1 снизится на 5,25% и составит 14487 т/год; на П-2 снизится на 9,9% и составит 7314 т/год. Цена 1 т топливного газа 1780 руб. В денежном измерении годовые затраты уменьшатся с 41664 тыс. руб. до 38806 тыс. руб., т.е. на 2858 тыс. руб., в процентном отношении - на 6,9%.

г) Расходы, связанные с эксплуатацией системы подавления окислов азота:

Для работы системы необходима аммиачная вода (2% аммиака) в количестве 490,84 т/год на печь П-1 и 260,26 т/год на печь П-2, в сумме - 751,1 т/год на обе печи. В пересчете на аммиак годовой расход составит 10 т/год на П-1 и 5,3 т/год на П-2, в сумме - 15,02 т/год. Цена 1 т аммиака 5301 руб. В денежном измерении годовые затраты составят 79632 руб. на обе печи.

в) Трудовые затраты:

Годовой фонд заработной платы не изменится, так как количество рабочих мест остается прежним.

г) Расходы, связанные с использованием основных фондов:

Расходы на СЭРО увеличатся на величину амортизационных отчислений и на сумму расходов на содержание, эксплуатацию и ремонт вновь устанавливаемого оборудования.

Данные представлены в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Изменение затрат на содержание, эксплуатацию и ремонт оборудования

Изменяемые статьи затрат	Величина изменения, тыс.руб.
1. Изменение годовой суммы амортизационных отчислений	245,81
2. Содержание оборудования (вспомогательные материалы 0,5% от изменения стоимости ОФ))	18,34
3. Текущий ремонт оборудования - материалы и запчасти (1% от изменения стоимости ОФ)	36,69
4. Капитальный ремонт оборудования (3% от изменения стоимости ОФ)	110,06
5. Прочие расходы по СЭРО, в т.ч. услуги других цехов и сторонних организаций (0,5% от изменения стоимости ОФ)	18,34
Итого	429,24

7.4 Расчет изменения непроизводительных расходов

В ходе технологического расчета испарительных устройств были определены количества окислов азота, образующихся в каждой камере П-1 и П-2. Зная эффективный фонд времени работы печи [9], рассчитаем годовые выбросы:

(214,763 мг/с • 2 + 113,96 мг/с • 2) • 3600 • 8580 / 10⁶ = 20,3 т/год (7.9)

Следовательно, до установки систем количество выбросов составляет 20,3 т/год. В результате оборудования печей системой подавления количество выбросов сократится примерно на 60% и станет равным 8,1 т/год. Кроме того, выбросы окислов азота сократятся также за счет снижения расхода топлива и в итоге составят 6,7 т/год. Суммарное сокращение выбросов составляет 13,6 т/год, в процентном отношении - 66,8%. Штраф за выбросы окислов азота взимается в размере 52 руб/т. В денежном измерении годовые непроизводительные расходы уменьшатся с 1056 руб до 384 руб, т.е. на 672 руб.

7.5 Оценка экономической целесообразности проекта

Экономическую целесообразность проекта оцениваем по приросту годовой суммы прибыли, которую получит предприятие с учетом инвестиционных затрат по формуле:

Э = ДП - Е_деп ? ДК_доп, (7.10)

где ДП - прирост годовой суммы прибыли предприятия, тыс. руб;

Е_деп - депозитная процентная ставка ЦБ РФ, принимаем Е_деп = 0,18;

ДК_доп - инвестиционные издержки, тыс. руб.

Изменение себестоимости годового выпуска продукции (перерасход по электроэнергии не учтен):

ДС = Эк_топл. + Эк_непр. - Пер_СЭРО Пер_ам., (7.11)

где Эк_топл. - экономия топлива;

Эк_топл. - экономия непроизводительных затрат на оплату штрафов за выбросы окислов азота;

Пер_СЭРО - перерасход по СЭРО;

Пер_ам. - перерасход по аммиаку;

ДС = 2858 + 0,67 429,24 79,6 = 2349,89 тыс. руб.

Годовой прирост прибыли по величине равен изменению себестоимости годового выпуска продукции:

ДП = ДС = 2349,89 тыс. руб, (7.12)

Тогда экономический эффект:

Э = 2349,89 - 0,18 • 3736,11 = 1677,39 тыс. руб.

Срок окупаемости инвестиций составит:

Т_ок = ДК_доп / ДП, (7.13)

Т_ок = 3736,11 / 2349,89 = 1,59 года.

Чистый дисконтированный доход рассчитаем по следующей формуле:

(7.14)

где ЧП - чистая прибыль, получаемая на t-том шаге расчета;