Введение 4
Термины и определения 10
Перечень сокращений и обозначений 12
1 Изучение проблемы негативного воздействия на окружающую среду
предприятий нефтяной промышленности 13
1.1 Загрязнения атмосферного воздуха предприятиями нефтяной
промышленности 13
1.2. Патентное исследование изобретений в сфере производства
оборудования для предприятий нефтегазовой отрасли 16
1.3. Законодательство в области охраны окружающей среды в нефтяной
промышленности 20
2 Анализ хозяйственной деятельности предприятия ЗАО Самарский завод
«Нефтемаш» (г. Самара) 23
2.1 Характеристика производственного объекта 23
2.2 Исследование негативного воздействия предприятия ЗАО СЗ
«Нефтемаш» на окружающую среду 25
2.3 Анализ негативного влияния на окружающую среду оборудования
термического цеха 27
2.3.1. Анализ технологической документации систем и объектов 29
2.3.2 Анализ необходимости установки механической вентиляции на случай аварии 33
2.4 Анализ негативного влияния на окружающую среду оборудования
сварочного цеха 35
2.5 Анализ негативного влияния на окружающую среду оборудования
токарного цеха 53
3. Проектирование систем вентиляции для термического, сварочного и токарного цехов ЗАО «Нефтемаш» 62
3.1 Расчет эффективности очищающего оборудования для термического
цеха 62
3.2 Расчет эффективности очищающего оборудования для сварочного
цеха 65
3.3 Расчет эффективности очищающего оборудования для токарного
цеха 68
4 Разработка рекомендаций и предложений по совершенствованию мероприятий по обеспечению экологической безопасности в цехах предприятии ЗАО СЗ «Нефтемаш» 73
Заключение 81
Список используемых источников 83
Актуальность и научная значимость настоящего исследования. Предприятия нефтяной промышленности оказывают негативное воздействие на окружающую среду и предприятие ЗАО СЗ «Нефтемаш» не является исключением. Концентрация вредных веществ, содержащихся в промышленных выбросах предприятия, не должно превышать допустимых норм вредных выбросов в атмосферу. Совершенствование систем очистки вредных выбросов в атмосферу и снижение их вредного воздействия на окружающую среду с помощью современных технологий в настоящее время является одним из важных направлений в области охраны окружающей среды. В связи с этим установка современного очищающего оборудования в термическом, сварочном, токарном цехах предприятия ЗАО СЗ «Нефтемаш» очень актуально. Отдельные результаты диссертации могут найти применение на других предприятиях в качестве методов по очистке загрязненного воздуха в цехах.
Объект исследования: термический, сварочный, токарный цеха ЗАО СЗ «Нефтемаш» (г. Самара).
Предмет исследования: разработка мероприятий по снижению содержания в промышленных выбросах фтористых соединений, оксидов углерода, оксидов азота, серы, железа, сажи, абразивной пыли.
Цель исследования: разработка внедрения современного
оборудования для очищения воздуха в термическом, сварочном, токарных цехах.
Гипотеза исследования состоит в том, что количество вредных выбросов в атмосферу из термического, сварочного, токарного цехов сократиться до предельно допустимых в случае установки оборудования:
- фильтровентиляционного агрегата FILTERCUBE 4N в термическом цехе;
- механического передвижного фильтра ФМА-1200 в сварочном цехе;
- фильтровентиляционного агрегата М1 в сварочном цехе;
- три системы приточно-вытяжной вентиляции AIRTECH в токарном цехе;
- циркуляционного обеспыливающего агрегата типа ЗИЛ-900 в токарном цехе;
- пылеудаляющего агрегата серии ПУ в токарном цехе.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) исследовать организационную структуру, технологический процесс каждого цеха предприятия ЗАО СЗ Нефтемаш;
2) исследовать наличие вентиляции и систем очисток воздуха на всем предприятии ЗАО СЗ Нефтемаш;
3) выявить источники загрязнения атмосферного воздуха в ЗАО СЗ «Нефтемаш» (г. Самара);
4) исследовать состав загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух из термического цеха;
5) исследовать состав загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух из сварочного цеха;
6) исследовать состав загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух из токарного цеха;
7) дать рекомендации по внедрению оборудования, очищающего воздух в термическом, сварочном, токарном цехах ЗАО СЗ «Нефтемаш».
Теоретико-методологическая основа исследования базируется на Федеральном законе от 04.05.1999 г. №96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (ред. от 29.07.2018 г.). Исследование изобретений по очищающему оборудованию в термическом, сварочном, токарном цехах с учетом специфики работы, технологических особенностей, эксплуатации оборудования, количества вытяжного воздуха, кратность воздушного обмена в цехах.
Базовыми для настоящего исследования явились также базовые разработки авторов: Макеев Л.С. Приступа М.Н. Вербовский А.П. Переносной вентиляционный агрегат [1]. Основные результаты использования агрегата: надежное мобильное вентиляционное средство, использование которого обеспечивает санитарно-гигиенические требования при сварке и резке радиоактивных изделий в помещениях, где проводятся сварочные работы, например, ремонт действующего оборудования или коммуникаций. Это достигается надежной локализацией и последующим совместным транспортированием в вытяжную вентиляцию охлаждающего электродвигатель воздуха и очищенных сварочных газов за счет введенных в агрегат элементов: эжектора и дополнительной камеры, а также новых связей узлов агрегата [1].
Система вентиляции промышленного предприятия, разработанная авторами: Шарапов В.И. Дзябченко А.В. Сагиров М.И. [2]. Основные результаты использования вентиляции промышленного предприятия дают возможность очистить атмосферу на территории предприятия, сократить количество вредных химических элементов, содержащихся в воздухе производственных цехов и в котлоагрегате, а также повысить экономичность ее работы за счет применения специальных вентиляторов для удаления вытяжного воздуха из производственных цехов в атмосферу [2].
Система вытяжной вентиляции промышленного предприятия, разработанная авторами Путалов Д.В. Шарапов В.И. Марченко А.В. Крупенькин И.В. [3]. Основные результаты использования система вытяжной вентиляции промышленного предприятия: повышение энергетической и экологической эффективности вытяжной вентиляции промышленного предприятия за счет уменьшения потребления электроэнергии на вентиляцию, обезвреживания содержащихся в загрязненном воздухе вредных органических соединений, а также утилизации избыточных тепловыделений от производственного оборудования вентилируемых цехов [3].
Методы исследования: фундаментальные и прикладные исследования отечественных и зарубежных ученых в области очищения загрязненного воздуха в цехах, методов аспирации в цехе, очищающего загрязненный воздух оборудования, анализ и синтез, сравнительный экономический анализ, экономико-математическое расчеты.
Опытно-экспериментальная база исследования - термический, сварочный, токарный цеха предприятия ЗАО СЗ «Нефтемаш» г. Самара.
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые проведено исследование состава воздуха в рабочих зонах в термическом, сварочном и токарном цехах ЗАО СЗ «Нефтемаш» на содержание в нем вредных и загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух в результате термической обработки деталей, отжига, нормализации, отпуска, сварки деталей, сверлильной, токарной и фрезерной обработки деталей. Выявлены источники загрязнения атмосферного воздуха на ЗАО СЗ «Нефтемаш» (г. Самара). Разработана система очищения воздуха в цехах завода на основе современного оборудования.
Теоретическая значимость исследования заключается в:
установлении качественного и количественного состава загрязняющих веществ (фтористых соединений объемом от 1 м 3, озона и оксидов углерода - от 2 м 3,азота - от 3 м 3, серы - от 2 м 3, железа - от 2 м 3, сажи - от 1 м 3, пыли абразивной - от 3 м 3), образующихся в результате термической обработки деталей, отжига, нормализации, отпуска, сварки деталей, сверлильной, токарной и фрезерной обработки деталей в термическом, сварочном и токарном цехах ЗАО СЗ «Нефтемаш». Подбор необходимой очищаемой системы для каждого оборудования загрязняющего воздуха в цехе.
Практическая значимость исследования состоит в разработки рекомендаций для внедрения очищающего оборудования с целью снижения количества вредных выбросов, поступающих из цехов в атмосферный воздух до предельно допустимых размеров.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
расчетами содержания вредных веществ в выбросах в атмосферу после подбора очищающих систем в каждом из цехов, сравнением по аналогии.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в изучение состояния проблемы, проведении патентного поиска по подбору очищающего оборудования, проведении анализа хозяйственной деятельности предприятия, расчетов количества вредных выбросов в атмосферный воздух при внедрении разработанной системы очищения воздуха.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты представлены в публикации:
Гиннятулин Р.Н. Методы очистки термического цеха как эффективное социально-эколого-экономическое // Аллея науки - Апрель, 2019, Техника и общество в XXI веке №4(31). С. 1-5.
На защиту выносятся следующие положения:
Воздух в термическом, сварочном, токарном цехах содержит следующие группы загрязняющих веществ: фтористые соединения, окись озона, оксиды углерода, азота, серы, железа, сажа, пыль абразивная, образующихся в результате термической обработки деталей, сварки деталей, токарной и фрезерной обработки деталей.
При внедрении в термическом цехе кольцевых отсосов для термических печей уменьшится объем вредных выбросов от термических печей на 20 % в месяц.
Использование фильтровентиляционного агрегата FILTERCUBE 4N снизит количество вредных выбросов в атмосферу из термического цеха на 40 % в месяц.
Установка системы очистки воздуха, механический передвижной фильтр ФМА-1200 для сварочных постов снизит количество вредных выбросов из сварочного цеха в окружающую среду на 60 %.
Работа фильтровентиляционного агрегата М1 при покраске труб снизит количество вредных выбросов в атмосферу из сварочного цеха на 30 %.
Установка системы приточно-вытяжной вентиляции AIRTECH в токарном цехе позволит сократить количество вредных выбросов в атмосферу на 50 %.
Установка для заточного станка циркуляционного обеспыливающего агрегата типа ЗИЛ-900 сократит количество вредных выбросов от заточного станка.
Установка пылеудаляющего агрегата серии ПУ для шлифовального станка сократит количество вредных выбросов, исходящих от шлифовального станка.
Предприятию нефтяной промышленности ЗАО СЗ «Нефтемаш» необходимо осуществлять контроль за вредными выбросами в окружающую природную среду: атмосферный воздух, почву, водные объекты, а также разрабатывать мероприятия по снижению вредных выбросов в атмосферу.
В термическом, сварочном, токарном цехах выявлены источники загрязнения окружающей среды - заточной станок, шлифовальный станок, токарные станки 16К20, 16К20Ф3Р22, труборезные станки 1Н983, фрезерные станки 6Т83Ш, термические ванны, термические печи.
Для каждого цеха даны рекомендации по приобретению очищающего оборудования на основании произведенных расчетах экологической эффективности.
В результате поведенного исследования представлены основные результаты решения поставленных задач и сделаны следующие выводы:
1. На предприятии ЗАО СЗ «Нефтемаш» выявлено превышение ПДК выбросов в атмосферный воздух по следующим показателям: фтористым соединениям в объеме от 1 м 3, окиси озона и оксидам углерода - от 2 м 3, азота - от 3 м 3, серы - от 2 м 3, железа - от 2 м 3, сажи - от 1 м 3, пыли абразивной - от 3 м 3.
2. Выявлены источники загрязнения атмосферного воздуха загрязняющими веществами - производственные выбросы в результате осуществления технологических процессов из термического, сварочного, токарного цехов завода.
Для повышения эффективности осуществления хозяйственной деятельности ЗАО СЗ «Нефтемаш» в соответствии с нормативными требованиями рекомендуем:
1) установить в термическом цехе кольцевые отсосы для термических печей с целью снижения выделения вредных газов из термических печей;
2) установить в термическом цехе два фильтровентиляционных агрегата FILTERCUBE 4N, позволяющих очищать вредные газы, поступающих из термических ванн;
3) установить в термическом цехе механическую систему вентиляции на случай аварии с целью предотвратить попадание большого количества вредных газов в случае аварии на производстве;
4) установить в сварочном цехе механический передвижной фильтр ФМА-1200 с целью очищения вредных газов образующихся во время работы сварочного поста;
5) установить в сварочном цехе фильтровентиляционный агрегат М1 позволяющего очищать вредные газы, образующиеся при покраске труб;
6) установить в токарном цехе 3 системы приточно-вытяжной вентиляции AIRTECH с целью очистки загрязненного воздуха в цехе;
7) установить в токарном цехе для заточного станка циркуляционный обеспыливающий агрегат типа ЗИЛ-900, позволяющий очищать воздух от абразивной пыли со скоростью 700 м 3 /ч;
8) установить в токарном цехе для шлифовального станка компактный пылеудаляющий агрегат серии ПУ для удаления абразивной пыли с производительностью 800-4000 м3/ч и степенью очистки 82%.