ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
26 июля 1999 г. N 210
О МЕТОДИКЕ РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В
АТМОСФЕРУ ПРИ НЕКОНТРОЛИРУЕМОМ ГОРЕНИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
В целях совершенствования и расширения методической базы по
оценке выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приказываю:
1. Утвердить прилагаемую Методику расчета выбросов загрязняющих
веществ в атмосферу при неконтролируем горении нефти и
нефтепродуктов и ввести ее в действие с 1 сентября 1999 г.
2. Специализированной инспекции государственного контроля за
охраной атмосферного воздуха (Корбут В.И.):
в установленном порядке обеспечить проведение правовой
экспертизы, передачу в Национальный центр правовой информации для
включения в Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь и
официального опубликования Методики расчета выбросов загрязняющих
веществ в атмосферу при неконтролируемом горении нефти и
нефтепродуктов;
направить указанную Методику областным и Минскому городскому
комитетам природных ресурсов и охраны окружающей среды,
проинформировать республиканские органы государственного управления
и других заинтересованных.
Министр М.И.РУСЫЙ
УТВЕРЖДЕНО
Приказ Министерства
природных ресурсов
и охраны окружающей среды
Республики Беларусь
26.07.1999 N 210
МЕТОДИКА
расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
при неконтролируемом горении нефти и нефтепродуктов
УДК [665.63.013.8:628.5]
__________________________________________________________________
Расчет выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу при неконтролируемом горении
нефти и нефтепродуктов
Методика 0212.15-99
Разлiк выкiдаў забруджваючых рэчываў у
атмасферу пры некантралюемым
гарэннi нафты i нафтапрадуктаў
___________________________________________________________________
Дата введения 1999-09-01
1. РАЗРАБОТАНА Белорусским научно-исследовательским и
проектно-конструкторским институтом "БелНИПИэнергопром".
ВНЕСЕНА Специализированной инспекцией государственного контроля
за охраной атмосферного воздуха Республики Беларусь.
2. УТВЕРЖДЕНА И ВВЕДЕНА В ДЕЙСТВИЕ приказом Министерства
природных ресурсов и охраны окружающей среды от 26 июля 1999 г. N
210.
3. СООТВЕТСТВУЕТ РД РБ 0212.1-96 "Порядок разработки,
согласования и утверждения нормативных и методических документов в
области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов",
утвержденному приказом Министерства природных ресурсов и охраны
окружающей среды Республики Беларусь от 11 апреля 1996 г. N 80.
4. ВВЕДЕНА взамен Временной методики определения выбросов и
удельных выбросов при неконтролируемом сжигании нефтепродуктов,
утвержденной первым заместителем Министра природных ресурсов и
охраны окружающей среды 14 февраля 1996 г.
-------------------------------------------------------------------
Ключевые слова: нефтепродукты, нефть, горение, атмосфера,
загрязняющее вещество, выброс, расчет.
-------------------------------------------------------------------
1. Область применения
Настоящая Методика предназначена для расчета выбросов
загрязняющих веществ в атмосферу в усредненном факеле
неконтролируемого горения нефти и нефтепродуктов, именуемого
пожаром, при разливе на различных типах подстилающих поверхностей.
Настоящая Методика распространяется на следующие нефтепродукты:
бензины, керосины, мазуты, топлива дизельное, печное бытовое,
реактивное, моторное. При расчете не учитываются выбросы от сгорания
растительных горючих материалов на подстилающей поверхности.
Настоящая Методика используется при расчетной оценке уровней
загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния выбросов,
образующихся при неконтролируемом горении нефти и нефтепродуктов,
для определения сумм, подлежащих возмещению природопользователем за
нанесенный ущерб окружающей среде, государственном учете выбросов в
атмосферный воздух.
Положения Методики обязательны для применения всеми
юридическими и физическими лицами независимо от форм собственности и
подчиненности, осуществляющими свою деятельность на территории
Республики Беларусь.
2. Нормативные ссылки
В настоящей Методике использованы ссылки на следующие
нормативные документы:
Закон Республики Беларусь "Об охране атмосферного воздуха".
РД РБ 0212.1-96. Порядок разработки, согласования и утверждения
нормативных и методических документов в области охраны окружающей
среды и использования природных ресурсов.
ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи.
ГОСТ 2.321-84 ЕСКД. Обозначения буквенные.
ГОСТ 8.417-81 ГСИ. Единицы физических величин.
ГОСТ 8.310-90 ГСИ. Государственная служба стандартных
справочных данных. Основные положения.
ГОСТ 2084-77. Бензины автомобильные. Технические условия.
ГОСТ 1012-72. Бензины авиационные. Технические условия.
ГОСТ 10227-86. Топлива реактивные. Технические условия.
ГОСТ 305-82. Топлива дизельные. Технические условия.
ГОСТ 10585-75. Мазуты. Технические условия.
ГОСТ 10433-75. Топлива газотурбинные и моторные. Технические
условия.
3. Общие положения
3.1. Приводимые ниже расчетные формулы и коэффициенты эмиссии
приняты с учетом экспертных оценок на базе приведенного в составе
настоящей Методики списка литературы.
3.2. Неконтролируемое горение имеет место при пожарах в
открытом пространстве, возникающих в результате аварий на
нефтебазах, нефтехимических производствах, трубопроводах
(продуктопроводах), на железнодорожном или автомобильном транспорте.
На скорость горения влияет не только химическая реакция, но и
неконтролируемый приток окислителя из окружающей среды. В результате
неконтролируемого горения разлитой нефти и/или нефтепродуктов
возникает конвективная колонка - струя нагретых продуктов полного и
неполного сгорания, которые выбрасываются благодаря этой колонке в
приземный слой атмосферы. Высота конвективной колонки тем больше,
чем большее количество тепла выделяется при горении. Очаг пожара
имеет сложную структуру и включает в себя зону пиролиза
углеводородного топлива, зону догорания газообразных и
конденсированных продуктов пиролиза. Горение нефти и нефтепродуктов
происходит при постоянном давлении и имеет диффузионный характер,
т.е. лимитируется поступлением кислорода благодаря подсосу воздуха
из окружающей среды.
3.3. Настоящая Методика предусматривает расчет выбросов оксида
(СО) и диоксида углерода (СО2), сернистого ангидрида (SO2),
углеводородов (CnHm), оксидов азота (в пересчете на NO2), сажи,
сероводорода (H2S), бенз(а)пирена. Под термином углеводороды
понимаются как предельные, непредельные и ароматические
углеводороды, так и их пиролизные производные, включая
полициклические (за исключением бенз(а)пиренов), идентифицировать
которые по соотношению и классу опасности на сегодняшнем уровне
исследований неконтролируемых процессов горения - пожаров не
представляется возможным. В этой связи углеводороды принимаются как
сумма веществ, не имеющих класса опасности. Диоксид углерода не
имеет класса опасности, не относится к веществам, загрязняющим
атмосферный воздух, и не подлежит оплате в возмещение ущерба,
нанесенного окружающей среде выбросами в результате
неконтролируемого горения нефти и/или нефтепродуктов. Для остальных
веществ, упомянутых в настоящем разделе, классы опасности и
предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе
указаны в таблице 1.
Таблица 1
Класс опасности и ПДК загрязняющих веществ
-------------------T--------------T--------------T-----------------
Загрязняющее ¦ ПДК м.р., ¦ ПДК с.с., ¦ Класс опасности
вещество ¦ мг/куб.м ¦ мг/куб.м ¦
-------------------+--------------+--------------+-----------------
Азота диоксид ¦ 0,25 ¦ 0,1 ¦ 2
Ангидрид сернистый ¦ 0,50 ¦ 0,2 ¦ 3
Бенз(а)пирен ¦ - ¦ 1 нг/куб.м ¦ 1
Сажа ¦ 0,15 ¦ 0,05 ¦ 3
Сероводород ¦ 0,008 ¦ - ¦ 2
Углерода оксид ¦ 5,0 ¦ 3 ¦ 4
-------------------+--------------+--------------+-----------------
3.4. Под удельными выбросами в настоящей Методике приняты
выбросы, отнесенные к единице массы сгоревших нефти и/или
нефтепродуктов, и обозначаются символом q. Численные значения
удельных выбросов принимаются в кг/кг или т/т и для диоксида азота,
оксида и диоксида углерода, сажи, углеводородов, бенз(а)пирена
приведены в таблице 2.
Таблица 2
Удельные выбросы загрязняющих веществ
к единице массы сгоревших нефтепродуктов
-------------T-----------------------------------------------------
Наименование ¦Удельный выброс загрязняющего вещества к единице
нефтепродукта¦массы сгоревших нефтепродуктов, кг/кг (т/т)
+--------T--------T---------T-------T--------T--------
¦углерода¦углерода¦азота ¦сажа ¦углево- ¦Бенз(а)-
¦оксид СО¦диоксид ¦оксиды, ¦ ¦дороды ¦пирен
¦ ¦СО2 ¦(в пере- ¦ ¦CnHm ¦
¦ ¦ ¦счете на ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦NO2) ¦ ¦ ¦
-------------+--------+--------+---------+-------+--------+--------
Нефть 0,87 1,48 6,9х 28х 30х 7,6х
х10**-3 х10**-3 х10**-3 х10**-8
Бензин 0,85 1,35 1,51х 20х 60х 6,1х
х10**-2 х10**-3 х10**-3 х10**-8
Керосин 0,87 1,41 2,61х 24х 50х 6,9х
х10**-2 х10**-3 х10**-3 х10**-8
Дизельное 0,87 1,41 2,61х 24х 50х 6,9х
топливо х10**-2 х10**-3 х10**-3 х10**-8
Печное 0,9 1,49 6,9х 30х 20х 7,6х
бытовое х10**-3 х10**-3 х10**-3 х10**-8
топливо
Моторное 0,86 1,37 2,61х 24х 55х 6,9х
топливо х10**-3 х10**-3 х10**-3 х10**-8
Реактивное 0,87 1,41 2,61х 24х 50х 6,9х
топливо х10**-2 х10**-3 х10**-3 х10**-8
Мазут 0,9 1,49 6,9х 30х 20х 7,6х
х10**-3 х10**-3 х10**-3 х10**-8
___________________________________________________________________
Удельные выбросы сернистого ангидрида и сероводорода
рассчитываются по формулам (1) и (2) соответственно в зависимости от
содержания серы (Sр) в нефти или нефтепродукте:
SP
qSO2 = 2 VSO2 ---, *) (1)
100
где VSO2 - коэффициент перехода серы в SO2, равный 0,4;
SP
qH2S = 1,06 VSO2 ---, (2)
100
где VH2S - коэффициент перехода серы в H2S, равный 0,6.
____________________________
*) V - греческая буква фи.
Содержание серы в процентах принимается по сертификатам на
нефть и нефтепродукты, а в случае его отсутствия используются
усредненные данные:
нефть - 1,2% мазут высокосернистый - 2,5%
бензины - 0,05% дизельное, реактивное, моторное
топливо печное бытовое - 0,5% топлива - 0,2%
Соединения свинца образуются только при сгорании этилированных
бензинов, и удельный выброс составляет 0,17х10**-3 кг или
0,37х10**-3 кг на 1 кг бензина (в зависимости от марки бензина).
4. Определение массы сгоревших нефтепродуктов
4.1. В простейшем случае масса сгоревших нефти (Мс.н) или
нефтепродуктов (Мс.нп) определяется как их потеря (Мп) в резервуарах
или на участке разрыва продуктопровода. При этом должно быть четко
установлено, что не произошло поглощения части разлившихся нефти
и/или нефтепродуктов почвой и грунтом, т.е. Мс = Мп
4.2. В случае, если имело место поглощение нефти и/или
нефтепродуктов почвой (и грунтом), необходимо измерить площадь
разлива в метрах квадратных (кв.м). После этого взять керны почвы и
грунта на глубину проникновения в них нефти и/или нефтепродуктов и
определить среднее содержание нефти и/или нефтепродуктов в граммах
на килограмм.
Суммарное количество поглощенных, но не сгоревших нефти и/или
нефтепродуктов в тоннах подсчитывается по формуле (3):
Мпогл = 10-6 х F х h х pг х с, (3)
где F - площадь почвы и грунта, пропитанных нефтепродуктами,
кв.м;
h - глубина, на которую почва и грунт пропитаны нефтью и/или
нефтепродуктами, м;
с - средняя концентрация нефти или нефтепродукта в почве и
грунте, г/кг;
рг - плотность грунта, кг/куб.м.
Сгоревшая масса определяется по формуле (4) как разность
потерянных и поглощенных почвой нефти и/или нефтепродуктов:
Мс = Мп - Мпогл. (4)
При горении на водной поверхности и известном количестве
потерянных в результате разлива нефти и тяжелых нефтепродуктов Мс
определяется как разность потерянных и несгоревших (Мн) нефти или
нефтепродуктов. Масса несгоревших нефти или нефтепродуктов в тоннах
определяется с учетом площади разлива, толщины несгоревшего слоя и
плотности по формуле (5):
Мн = F х hj х рнп х 10**-6, (5)
где F - площадь, занимаемая разлитым нефтепродуктом или нефтью,
кв.м;
hj - толщина слоя несгоревшей нефти или нефтепродукта, мм;
рнп - плотность нефти или нефтепродукта, кг/куб.м.
При горении на водной подстилающей поверхности по окончании
горения нефти или тяжелых нефтепродуктов остается слой толщиной 2
мм.
4.3. В случае, когда потери нефти и/или нефтепродуктов
неизвестны, сгоревшая масса в тоннах определяется по скорости
выгорания слоя нефти и/или нефтепродуктов и площади пожара с
поправкой на скорость ветра по формуле (6):
W
Мс = 0,06 х U х рнп х F х t х (-), (6)
3
где рнп - плотность нефти или нефтепродукта, кг/куб.м;
U - нормальная скорость горения, м/с;
F - площадь пожара, кв.м;
t - продолжительность пожара, мин;
W - скорость ветра, м/с;
3 - средняя скорость ветра, м/с.
Значения скорости выгорания (U) и плотности (рнп) зависят от
вида нефтепродукта и представлены в таблице 3.
При наличии сертификата, содержащего данные о плотности нефти
или нефтепродукта, значение принимается по сертификату. В случае
отсутствия данных о плотности нефти или нефтепродукта принимается
среднее значение, указанное в скобках.
Таблица 3
Скорость выгорания и плотность нефтепродуктов
------------T-------------------------T----------------------------
Нефтепродукт¦ Скорость выгорания, м/с ¦ Плотность топлива, кг/куб.м
------------+-------------------------+----------------------------
Бензин 6,5х10**-5 560-800(680)
Керосин 6,1х10**-5 650-920(780)
Мазут 3,7х10**-5 890-1000(950)
Нефть 2,7х10**-5 730-1040(880)
Дизельное 6,1х10**-5 650-920(780)
топливо
Моторное 6,3х10**-5 830(900)-970
топливо
Реактивное 6,1х10**-5 810-775(790)
топливо
Печное 3,7х10**-5 960-950(955)
бытовое
топливо
___________________________________________________________________
5. Расчет массы выбросов загрязняющих веществ
в атмосферный воздух
Масса выброса (Мi выброс) каждого загрязняющего вещества
определяется по формуле (7):
Мi выброс = qi х Mci, (7)
где i - загрязняющее вещество (CO, H2S и др.);
qi - удельный выброс, кг/кг или т/т;
Mci - масса сгоревшего нефтепродукта или нефти, кг или т.
При одновременном горении нефти и нефтепродукта или двух и
более видов нефтепродуктов и неизвестном (не установленном)
количестве каждого сгоревшего нефтепродукта выбросы загрязняющих
веществ определяются по значениям из таблиц настоящей Методики для
нефтепродукта, имеющего большие значения удельных выбросов,
сернистость и т.п. Примеры расчета выбросов приведены в приложении
А.
6. Используемая литература
1. Волков О.М., Проскуряков Г.А. Пожарная безопасность на
предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов. М.:
Недра, 1981.
2. Абдурагимов И.М. и др. Физико-химические основы развития и
тушения пожаров. М.: Высш. инж. пожарно-техн. шк. МВО СССР, 1980.
3. Абдурагимов И.М., Андросов А.С., Исаев Л.К. Процессы
горения. М., 1984.
4. Теплофизические свойства химически реагирующих гетерогенных
смесей: Сб. трудов ЭНИН им.Г.М.Кржижановского. М., 1973.
5. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива.
Л.: Недра, 1988.
6. Внуков А.К. Теплохимические процессы в газовом тракте
паровых котлов. М.: Энергоиздат, 1981.
7. Указания Госкомприроды Республики Беларусь по расчету
выбросов автотранспорта. N 12-16/759 от 13 апреля 1990.
8. Методика расчета выбросов от источника горения при разливе
нефти и нефтепродуктов. М., 1997.
Приложение А
(информационное)
к Методике расчета выбросов
загрязняющих веществ в атмосферу
при неконтролируемом горении
нефти и нефтепродуктов
26.07.1999 N 210
Примеры расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный
воздух при неконтролируемом горении нефтепродуктов
Пример 1.
Рассмотрим и рассчитаем выбросы, имевшие место при пожаре на
нефтебазе.
Загорелся бак емкостью 5000 куб.м с бензином А-76.
Пожар был потушен. Сгорело Мс.нп = 55 т бензина.
В атмосферу было выброшено:
1. Диоксид серы
Sp
Мso2 = Mс.нп х qso2 = Мc.нп х 2 х V so2 х -- =
100
0,02
= 55 х 2 х 0,4 х ---- = 8,8 х 10(-3) т.
100
2. Сероводород
Sp
Mн2s = Mс.нп х qн2s = Mс.нп х 1,06 х Vн2s х --- =
100
0,02
= 55 х 1,06 х 0,6 х ---- = 7 х 10**-3 т.
100
3. Диоксид азота
MNo2 = Мс.нп х qNо2 = 55 х 1,51 х 10**-2 = 0,83 т.
4. Бенз(а)пирен
Мб = Мс.нп х qб = 55 х 6,1 х 10**-8 = 0,0034 кг.
5. Сажа
Мсажа = Мс.нп х qсажа = 55 х 20 х 10**-3 = 1,1 т.
6. Оксид и диоксид углерода
Мсо = Мс.нп х qсо = 55 х 0,85 = 46,75 т;
Мсо2 = Мс.нп х qсо2 = 55 х 1,10 = 60,5 т.
7. Углеводороды
Мув = Мс.нп х qув = 55 х 60 х 10**-3 = 3,3 т.
Пример 2.
В результате образования свища на продуктопроводе по данным
учета владельца было утеряно (Мп) 650 т бензина. Площадь возгорания
составила 5000 куб.м. Грунт на глубину h=0,3 м пропитан бензином с
концентрацией 42 г/кг.
Масса поглощенного почвой бензина
Мпогл = 10**-6 х F х h х pr х с =
= 10**-6 х 5000 х 0,3 х 1500 х 42 = 94,5 т.
Масса сгоревшего бензина
Мс = Мп - Мпогл = 650-94,5 = 555,5 т.
Выбросы в атмосферу:
1. Диоксид серы
Sp 0,02
Мso2 = Mс х 2 х Vso2 х --- = 555,5 х 2 х 0,4 х ---- =
100 100
= 89 х 10**-3 т.
2. Сероводород
Sp
Mн2s = Mс х 1,06 х Vн2s х --- =
100
0,02
= 555,5 х 1,06 х 0,6 х ---- = 70,6 х 10**-3 т.
100
4. Диоксид азота
МNo2 = Мс.нп х qNo2 = 555,5 х 1,51 х 10**-2 = 8,33 т.
5. Бенз(а)пирен
Мб = Мс.нп х qб = 555,5 х 6,1 х 10**-8 = 0,034 кг.
6. Сажа
Мсажа = Мс х qсажа = 555,5 х 20 х 10**-3 = 11,1 т.
7. Оксид и диоксид углерода
Мco2 = Mc х qco = 555,5 х 0,85 = 472,2 т;
Mco2 = Mc х qco2 = 555,5 х 1,10 = 611,0 т.
8. Углеводороды
Мув = Мс х qув = 555,5 х 60 х 10**-3 = 33,3 т.
Пример 3.
Сгорел мазут. Площадь пожара F = 100 кв.м. Скорость выгорания
мазута составляет согласно таблице U = 3,7х10**-5, плотность мазута
р=1000 кг/куб.м.
Продолжительность пожара составила t = 20 мин.
Скорость ветра во время пожара была W = 4 м/с.
Сгоревшая масса мазута определяется по формуле
W
Мс = 0,06 х U х р х F х t х ( - ) =
3
4
= 0,06 х 3,7 х 10**-5 х 1000 х 11 х 20 х -- = 5,24 т.
3
Выбросы в атмосферу:
1. Диоксид серы
Sp 2,5
Мso2 = Mс х qso2 = Мс х 2 х Vso2 х -- = 5,24 х 2 х 0,4 х --- =
100 100
= 0,1 т.
2. Сероводород
Sp 2,5
Mн2s = Mс х 1,06 х Vн2s х --- = 5,24 х 1,06 х 0,6 х --- =
100 100
= 0,083 т.
4. Диоксид азота
МNo2 = Мс.нп х qNo2 = 5,24 х 6,9 х 10**-3 = 0,04 т.
5. Бенз(а)пирен
Мб = Мс.нп х qб = 5,24 х 7,6 х 10**-8 = 0,0004 кг.
6. Сажа
Мсажа = Мс х qсажа = 5,24 х 30 х 10**-3 = 0,16 т.
7. Оксид и диоксид углерода
Мco = Mc х qco = 5,24 х 0,9 = 4,7 т;
Mco2 = Mc х qco2 = 5,24 х 1,2 = 6,3 т.
8. Углеводороды
Мув = Мс х qув = 5,24 х 20 х 10**-3 = 0,1 т.
|
