ВРД 39-1.13-038-2001

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

«НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ

ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ - ВНИИГАЗ»

(ООО «ВНИИГАЗ»)

ОТРАСЛЕВАЯ МЕТОДИКА НОРМИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ОТ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ С УЧЕТОМ ТРАНСФОРМАЦИИ

NO→NO2 В АТМОСФЕРЕ

ВРД 39-1.13-038-2001

(РД 51-31323949-46-99)

УДК 614.72

Срок действия с 31.12.99 г.

Заместитель Председателя

Госкомэкологии России

А.А. Соловьянов

письмо № 05-12/30-104

от 01.09.98

Нормативный документ «Отраслевая методика нормирования выбросов оксидов азота от газотранспортных предприятий с учетом трансформации NO→NO2 в атмосфере» разработан на основании результатов теоретических проработок и экспериментальных исследований по изучению содержания и трансформации оксида азота NO в диоксид азота NO2 в приземном слое атмосферы районов расположения компрессорных станций магистральных газопроводов.

Документ разработан в целях получения показателей трансформации NO→NO2 в атмосфере и их учета при нормировании выбросов на действующих, расширяемых и проектируемых компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Разработчики:

от ВНИИГАЗ к.т.н. Акопова Г.С., Соловьева Н.А.

от НИИ «Атмосфера» к.ф.-м.н. Миляев В.Б., к.г.н. Буренин Н.С.

от ИКГЭ д.ф.-м.н. Назаров И.М., к.ф.-м.н. Николаев А.Н.

от ГГО им. А.И. Воейкова д.ф.-м.н. Берлянд М.Е., д.ф.-м.н. Генихович Е.Л., к.ф.-м.н. Оникул Р.И.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящий отраслевой нормативный документ:

- разработан в целях регламентации методологии определения показателей трансформации NO→NO2 и их учета при нормировании выбросов оксидов (оксида и диоксида) азота из выхлопных труб при эксплуатации, реконструкции и проектировании компрессорных станций (далее – КС) магистральных газопроводов (далее – МГ);

- устанавливает требования к проведению на КС МГ экспериментальных работ;

- содержит методику расчета показателей трансформации NO→NO2 по результатам экспериментальных работ и оценки загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота;

- предназначен для использования территориальными органами Госкомэкологии России, а также научно-исследовательскими и проектными организациями газовой и смежных отраслей.

1.2. Настоящий отраслевой нормативный документ используют при:

- установлении нормативов предельно-допустимых выбросов (далее – ПДВ) и временно согласованных выбросов (далее – ВСВ) оксидов азота в атмосферу на КС МГ;

- определении характеристик, на основании которых для КС устанавливают размеры платы за загрязнение атмосферного воздуха: фактических (с учетом трансформации NO→NO2) выбросов в атмосферу оксида и диоксида азота, а также нормативов предельно допустимых выбросов () и временно согласованных выбросов ();

- расчете загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота;

- оценке воздействия на состояние окружающей среды эксплуатируемых, реконструируемых и проектируемых КС МГ.

1.3. Учет трансформации NO→NO2 в атмосферных условиях при использовании соответствующих разделов ранее разработанной нормативно-технической документации1 осуществляется по методике, представленной в настоящем документе.

___________________

1 Отраслевая методика расчета приземной концентрации загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах компрессорных станций магистральных газопроводов (Дополнение 1 к ОНД-86), раздел 9 (пп. 9.4-9.11).

Технологический регламент на проектирование компрессорных станций (раздел «Охрана атмосферного воздуха»), подраздел 2 (пп. 2.1.5, 2.1.9).

Отраслевая методика проведения экспериментальных исследований трансформации NO→NO2 в атмосфере при эксплуатации КС МГ (РД 51-556-95), раздел 2 (пп. 2.3.1, 2.3.4), разделы 5, 6.

Проведение экспериментальных исследований по определению показателей, характеризующих трансформацию NO→NO2, обеспечивают экологические центры ОАО «Газпром» при участии КС и других организаций под научно-методическим руководством ВНИИГАЗа.

2. ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ2

__________________

2 Программа экспериментальных исследований расширяет и уточняет соответствующий раздел ранее разработанной ВНИИГАЗом «Отраслевой методики проведения экспериментальных исследований трансформации NO→NO2 в атмосфере при эксплуатации КС МГ», 1995 г. [11].

2.1. При организации, подготовке и проведении экспериментальных работ следует учитывать:

- особенности района расположения КС – наличие фоновых источников выбросов оксидов азота, углеводородов (далее – УВ), в т. ч. неметановых углеводородов (далее – НМУВ), предприятий, автодорог;

- метеорологические условия района (среднегодовая и среднемесячные розы ветров, скорости ветра, температуры воздуха и др.);

- рельеф местности;

- период наблюдений (целесообразен выбор месяцев с наибольшими средними скоростями ветра).

2.2. Программа подготовки измерений включает сбор и составление следующей информации:

2.2.1. Карты-схемы промплощадки КС и прилегающей к ней территории, включающей участки расположения основных фоновых для КС источников выброса в атмосферу оксидов азота и УВ.

2.2.2. Описания КС как источника загрязнения атмосферного воздуха, содержащего характеристику:

- количества и типа источников выделения оксидов азота (газоперекачивающих агрегатов, далее – ГПА);

- суммарной нагрузки ГПА (проектной, фактической);

- числа выхлопных труб ГПА (N), координат точек их расположения на карте-схеме и параметров (концентрации оксидов азота в ГВС и мощности их выброса, высоты Н, диаметра D, объемного расхода V1 и температуры газовоздушной смеси Тг).

2.2.3. Сводки результатов ранее выполненных измерений концентраций оксидов азота в районе КС (если такие измерения проводились).

2.2.4. Сводки имеющихся данных о фоновых источниках выброса оксидов азота, УВ, НМУВ и др., включая промышленные предприятия, автотранспорт и др.

2.2.5. Сводки результатов ранее выполненных расчетов загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота с указанием использованного значения коэффициента трансформации NO→NO2 или характеристикой другого метода учета указанной трансформации3.

________________

3 Целесообразно, чтобы экспериментальным исследованиям предшествовали расчеты загрязнения атмосферного воздуха NO2 по Дополнению 1 к ОНД-86 [7] от совокупности труб ГПА. Результаты этих расчетов используют при планировании экспериментальных исследований согласно разделу 2.3. и др.

2.2.6. Краткой климатической характеристики района расположения КС, включающей следующие показатели4:

__________________

4 Климатические характеристики принимают по Климатическим справочникам или запрашивают в Федеральной службе России по гидрометрологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромете) на территории которого располагается КС.

- среднегодовую, среднемесячные и среднюю максимальную за самый теплый месяц температуры воздуха;

- среднегодовую, среднемесячные скорости ветра;

- скорость ветра U*, превышаемую в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5% случаев;

- среднемесячные розы ветров;

- среднемесячные характеристики нижней, средней и верхней облачности, количества осадков, интенсивности суммарной солнечной радиации.

2.3. Программа проведения экспериментальных исследований.

2.3.1. Для проведения экспериментальных работ выбирают оптимальный период. Измерения должны проводиться в разные сезоны и при различных метеоусловиях (за исключением выпадения атмосферных осадков). В первую очередь измерения следует проводить весной и летом в месяцы с наибольшей повторяемостью безоблачных и малооблачных дней, наибольшей среднемесячной скоростью и розой ветров, благоприятной для проведения подфакельных и фоновых измерений концентраций оксидов азота и озона. Часть измерений следует проводить в период наибольшей нагрузки КС.

2.3.2. Измерения концентраций NO и NO2 в газовоздушной смеси (далее – ГВС), выбрасываемый в атмосферу через выхлопные трубы ГПА; концентраций NO, NO2 и О3 в атмосферном воздухе (подфакельные и фоновые).

2.3.2.1. Измерения концентраций оксидов азота в выхлопных трубах ГПА, регистрацию основных технологических параметров проводят, по возможности, синхронно (± 1 ч) с изменениями концентраций оксидов азота и озона под факелом КС и на фоновом уровне.

2.3.2.2. Все измерения концентраций проводят в соответствии с общегосударственными и отраслевыми нормативно-методическими документами [4, 6, 9, 11, 12].

2.3.2.3. Наряду с регулярным измерением концентраций оксидов азота qNO и в выхлопных трубах ГПА проводят регистрацию основных технологических параметров работы ГПА с помощью штатных средств измерений, применяемых на КС.

Типовой перечень регистрируемых технологических параметров приведен в РД 51-164 [9].

Измерения параметров проводят на рабочих режимах в диапазоне нагрузок от 60-70% до максимальной, определяемой условиями работы магистрального газопровода.

Режимы работ ГПА в периоды измерений должны быть стабильными (установившимися), т.е. когда отклонения основных параметров (температур продуктов сгорания и воздуха, частота вращения) не превышают ± 1%, концентраций NO, NO2 и СО ±2 ppm, СО2 ± 0,1%.

2.3.2.4. Подфакельные измерения проводят последовательно на 2-3-х дистанциях (синхронно не более, чем на 2-х дистанциях) в диапазоне расстояний (0,5-4) Хм* от источника выбросов оксидов азота в точках положения оси факела (для определения qос).

Здесь Хм* - расстояние от центра промплощадки (в случае слияния «факелов» от всех работающих ГПА) или от выхлопных труб (в случае разделения «факелов» от отдельных агрегатов) до точки, на которой наблюдают максимальную разовую концентрацию оксидов азота, определяют в соответствии с [5, 7] на неблагоприятные условия погоды и выброса.

2.3.2.5. Фоновые измерения проводят c наветренной стороны от КС на возможно большем удалении от автодорог и других локальных источников выброса оксидов азота и УВ.

2.3.2.6. Рекомендуемая форма таблиц для записи данных отдельных видов измерений в районе КС приведена в Приложении А.

2.3.3. Метеорологические наблюдения5.

___________________

5 1) При актинометрических измерениях проводят, прежде всего, измерения интенсивности суммарной солнечной радиации J (кал/см2 ⋅ мин), приходящей на горизонтальную поверхность земли (с помощью пиранометров). При наличии необходимого оборудования и квалифицированного персонала проводят измерения прямой и рассеянной солнечной радиации, а также интенсивности ультрафиолетовой (УФ) радиации.

2) При отсутствии возможности для проведения актинометрических измерений допускается расчет интенсивности суммарной солнечной радиации, согласно Приложению Б.

3) Наблюдения целесообразно проводить в широком диапазоне измерения скорости ветра (от штилей до U*) интенсивности суммарной солнечной радиации (J>0,5 кал/см2 ⋅ мин).

2.3.3.1. Наблюдения проводят на существующей или специально организованной временной (на период экспериментальных работ) метеорологической станции, репрезентативной для района расположения КС.

2.3.3.2. Оборудование и методология проведения метеорологических измерений и наблюдений принимаются в соответствии с НТД Росгидромета.

2.3.3.3. При измерениях и наблюдениях за метеоусловиями определяют:

- скорости ветра U от штилей до скорости ветра U=U* и более (по 2.2.6);

- направление ветра β;

- температуру воздуха на высоте 2 м (уровень метеобудки);

- интенсивность J (кал/см2 ⋅ мин) суммарной солнечной радиации;

- относительную влажность f° (%) на высоте 2 м;

- атмосферное давление Ра (ГПа) (требуется для химического анализа);

- характеристику облачности (визуальные наблюдения);

- степень увлажнения подстилающей поверхности (визуальные наблюдения);

- наличие осадков и особых явлений природы (туманы, дымки, грозы и др.);

- визуальные наблюдения.

3. ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА В ГАЗОВОЗДУШНОЙ

СМЕСИ И РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ВЫБРОСА ИХ В АТМОСФЕРУ

3.1. Измерение концентраций оксидов азота в ГВС, расчет мощности выброса NOх и других необходимых параметров проводят для выхлопных труб всех типов ГПА, установленных на КС.

3.2. На основании данных измерений для каждой группы однотипных ГПА определяют соответствующие их фактической нагрузке характерные (представительные) средние из измеренных значений:

- массовых концентраций q0 (мг/нм3) NO и NO2 в ГВС;

- объемов (нм3/с) ГВС;

- фактических температур ГВС Тг (0°С);

- объемов V1 (м3/с) ГВС при температурах Тг;

- мощностей М0 (г/с) выброса NO и NO2.

3.3. Мощность выбросов оксидов азота из выхлопных труб ГПА , (г/с) рассчитывают по данным о средних значениях измеренных концентраций q0 (мг/нм3) оксидов азота NO и NO2 в ГВС и объемных расходах (нм3/с) по формуле

М0 = q0 10-3,                                                           (3.1)

где рассчитывают по формулам НТД с учетом регистрируемых технологических параметров работы ГПА [9, 10].

3.4. Суммарную мощность выброса оксидов азота для каждой выхлопной трубы ГПА (г/с) рассчитывают по формуле

= + 1,53 .                                               (3.2)

3.5. Объемный расход V1 (м3/с) рассчитывают по формуле

V1 = (1 + Тг/273).                                                     (3.3)

3.6. Значения параметров выбросов при номинальной нагрузке для разных типов ГПА принимают согласно НТД [9, 17].

3.7. Пример расчета мощности выбросов оксидов азота при фактической нагрузке приведен в Приложении В.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА, ОЗОНА И ДРУГИХ ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ (ПОД ФАКЕЛОМ КС

И НА ФОНОВОМ УРОВНЕ)

4.1. Измерения концентраций NO, NO2, О3 и других примесей, в т.ч. с помощью подвижных средств (автомашин и др.), целесообразно проводить на доступных высотах: 1,5-3,5 м над подстилающей поверхностью [12].

4.2. Время осреднения τос. подфакельных концентраций NO, NO2 и О3 составляет 1-2 мин (при сохранении τос. 20-30 мин при фоновых измерениях концентрации NO, NO2 и О3, а также при гигиенических оценках).

4.3. Подфакельные измерения концентраций

4.3.1. На начальной стадии экспериментальных работ после рассмотрения имеющихся материалов и рекогносцировки на местности проводят предварительный ориентировочный выбор с подветренной от КС (в секторе угловой ширины 90°) наиболее удобных участков местности с учетом средней многолетней для данного сезона (месяца) восьмирумбовой розы ветров для предполагаемого проведения подфакельных измерений концентраций NO, NO2 и др.

4.3.2. Целесообразно проводить подфакельные измерения концентраций на участках местности, максимально удаленных от локальных источников выбросов оксидов азота и УВ (автодорог и др.).

4.3.3. На начальной стадии подфакельные измерения должны, как минимум, предусматривать измерения концентраций NO и NO2.

4.3.4. Положение рабочей точки на оси факела определяется по максимальной концентрации NO2, определенной с помощью газоанализатора, работающего в непрерывном режиме [1]. Корректировка положения рабочей точки производится по мере необходимости спада средних показаний газоанализатора [11].

4.3.5. Продолжительность измерений в рабочей точке без корректировки ее положения определяется стабильностью положения «факела». Общая продолжительность измерений обуславливается получением необходимого количества (не менее 200 на каждой дистанции, по 7.2.) экстремальных значений (максимальных и минимальных показаний газоанализаторов) концентраций NO и NO2.

4.4. Фоновые измерения

4.4.1. До проведения экспериментальных работ целесообразно заранее наметить возможные наиболее удобные участки местности для измерения фоновых концентраций с учетом климатического режима направлений ветра (розы ветров).

4.4.2. Фоновые измерения концентраций NO, NO2 и О3 должны проводиться с наветренной стороны от КС на возможно большем удалении от локальных источников выброса оксидов азота и УВ (автодорог и др.).

4.4.3. Фоновые измерения концентраций NO, NO2 и О3 должны быть синхронными (параллельными).

4.4.4. При возможности как под факелом, так и на фоновом уровне, проводят также определение концентраций О3, НМУВ, оксида углерода и других ингредиентов [13].

5. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И НАБЛЮДЕНИЯ

5.1. Метеорологические инструментальные измерения и визуальные наблюдения должны проводиться, по возможности, синхронно с измерениями концентраций или достаточно часто с последующей синхронизацией данных о концентрациях и метеорологических характеристиках на основе интерполяции.

5.2. Метеорологические измерения и наблюдения проводят в соответствии с НТД Росгидромета.

5.3. Если в районе КС отсутствует метеорологическая станция, то на время экспериментальных работ здесь на репрезентативном открытом участке местности обеспечивают проведение необходимых измерений и наблюдений.

5.4. На основе инструментальных измерений определяют следующие метеорологические параметры:

- скорости ветра U (м/с) на высоте z = 1,5-3,5 м;

- направление ветра β по 16 румбам;

- температуру воздуха (0°С) на уровне метеобудки (2 м);

- атмосферное давление Ра (ГПа);

- относительную влажность воздуха f° (%) на уровне метеобудки;

- интенсивность суммарной солнечной радиации J (кал/см2 ⋅ мин), приходящей на горизонтальную поверхность;

Величину J измеряют непосредственно пиранометром или рассчитывают по формуле

J = Sc cos φс + Dc.                                                          (5.1)

где Sc (кал/см2 ⋅ мин) - интенсивность прямой солнечной радиации, приходящей на площадку, которая ориентирована поперек солнечным лучам;

Dc (кал/см2 ⋅ мин) - интенсивность рассеянной коротковолновой солнечной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность;

φc (град) - зенитный угол солнца.

5.5. На основе визуальных наблюдений, проводимых без использования приборов, определяют:

- метеорологическую дальность видимости (км);

- характеристику подстилающей поверхности (наличие или отсутствие сплошного или частичного снежного покрова), степень увлажнения (сильно увлажненная, умеренно увлажненная, сухая);

- характеристику растительности, влияющей на определение значение параметра шероховатости z0 подстилающей поверхности и др.;

- степень покрытости неба облачностью нижнего, верхнего и среднего ярусов;

- особые явления погоды (гроза, туман, дымка, мгла), в т.ч. дождь и снег по трем градациям (сильный, умеренный, слабый), а также морось.

5.6. Измерения должны проводиться в светлое время суток, прежде всего в периоды максимальной инсоляции (с 10 до 15 ч местного солнечного времени)6.

___________________

6 Наиболее точно оптимальный период для проведения измерений и наблюдений в рассматриваемой задаче определяется в соответствии с Приложением Б как период светлого времени суток, в течение которого рассчитанная интенсивность суммарной солнечной радиации при безоблачном небе J0 превышает 0,5 кал/см2 ⋅ мин (при отметках над уровнем моря более 50-100 м - 0,4 кал/см2 ⋅ мин).

5.7. Необходимую для последующего анализа скорость ветра U (м/с2) (на стандартной высоте флюгера zф, равной 10 м) рассчитывают по измеренной скорости ветра Uz на высоте z<10 м согласно формуле (5.2.).

U = Uz                                              (5.2.)

где z0 (м) - параметр шероховатости подстилающей поверхности, зависящий от её характеристик в радиусе до 100-300 м вокруг метеостанции (Таблица 1).

Таблица 1

Характерные значения параметра шероховатости z0 для различных типов

естественной подстилающей поверхности

Способ определения характеристик устойчивости приземного слоя воздуха с использованием значений Uz, z0 приведен в Приложении Г.

5.8. Все виды инструментальных метеорологических измерений нецелесообразно проводить при осадках, а также при туманах, когда метеорологическая дальность видимости менее 1 км.

5.9. Для КС, расположенных в районах с высокой прозрачностью атмосферы, при отсутствии данных актинометрических измерений интенсивность суммарной солнечной радиации может быть оценена в зависимости от времени года и суток, географической широты φ и характеристик облачности (Приложение Б).

5.10. Показатели, характеризующие интенсивность турбулентной диффузии, приводятся в Приложении Д.

6. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И НАБЛЮДЕНИЙ (ОЦЕНКА

ИХ ДОСТОВЕРНОСТИ, СОСТАВЛЕНИЕ, СВОДКА ДАННЫХ И ДР.)

6.1. Основные данные о технологических показателях работы ГПА КС и результатах отдельных видов измерений и наблюдений (на источниках выброса, подфакельных, фоновых, метеорологических) заносят в соответствующие таблицы, приведенные в Приложении А.

6.2. После сопоставления результатов фоновых и подфакельных наблюдений данные подфакельных измерений подлежат отбраковке, если максимальные разовые подфакельные концентрации NO2 за день (срок) меньше фоновых концентрации NO2 или близки к ним.

6.3. Ввиду существенных флуктуаций атмосферных примесей в турбулентной атмосфере наиболее эффективно сопоставление не разовых подфакельных и фоновых концентраций NO, NO2, О3 и др., а результатов статистической обработки по ансамблям (совокупностям) данных подфакельных и фоновых измерений.

6.4. На этапе критического анализа данных измерений используют критерий грубых ошибок. Для этого вычисляют среднее значение fср измеряемого параметра f и его среднеквадратическое отклонение σf по формулам

fср = 1 / n;                                                            (6.1)

σf =                                               (6.2)

где n - число измерений.

Более тщательному рассмотрению и, при необходимости, отбраковке подлежат значения f, удовлетворяющие условиям

(fср + 3 σf) > f > (fср - 3 σf).                                                  (6.3)

6.5. после проведения измерений и наблюдений, а также первичного (критического) анализа их результатов и обработки данных, ошибочных или вызывающих сомнение, целесообразно проведение более детального статистического анализа полученных данных.

6.6. Достоверное определение для конкретной КС показателей, характеризующих трансформацию NO→NO2, требует проведения не менее двух-трех экспериментальных циклов исследований в течение примерно одного месяца. По данным одного экспериментального исследования могут быть выполнены только предварительные оценки показателей трансформации NO→NO2.

7. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ NO в NO2 (С УЧЕТОМ СЕЗОНА, ФОНОВОГО УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ДР.)

7.1. Для каждого срока и дистанции в каждом цикле экспериментальных исследований определяют осевую концентрацию qос как максимальное значение концентраций NO и NO2 в атмосфере, регистрируемых в точке наблюдений загрязняющих веществ (ТНЗВ).

7.2. На каждой дистанции для каждого i-го срока по указанным осевым значениям концентраций ( и , мг/м3) вычисляют значения отношений ri

ri = [/].                                                     (7.1)

По вычисленным значениям отношений ri для каждой дистанции строят вариационные ряды, т.е. ri упорядочиваются по убыванию. При этом в вариационном ряду должно быть не менее 200 членов (при меньшем количестве допускается объединение данных наблюдений на соседних дистанциях, Приложение Е).

7.3. При расчетах полей максимально разовых концентраций оксидов азота и установлении контрольных нормативов их выбросов в атмосферу (ПДВк, ВСВк) значение коэффициента трансформации аN определяют по формуле

аN = = 1 / [1 + 1,53 / r95],                                                (7.2)

где r95 - значение 95 %-ного квантиля ri.

Для определения r95 строят единый вариационный ряд значений ri для всех циклов и дистанций экспериментальных исследований. В вариационном ряду для ri отбрасывают пять процентов наибольших значений отношений концентраций и первое оставшееся значение принимают за значение 95 %-ного квантиля распределения ri (r95).

7.4. При расчетах фактических выбросов оксидов азота и установлении годовых нормативов их выбросов в атмосферу (ПДВг, ВСВг) значение коэффициента трансформации аN определяют по формуле

аN = = 1 / [1 + 1,53 / rс],                                                   (7.3)

где rс - значение 50 %-ного квантиля ri определяют по указанному выше единому вариационному ряду. В вариационном ряду для ri отбрасывают 50 % наибольших значений отношений концентраций и первое оставшееся значение принимают за значение 50 %-ного квантиля распределения ri (rс).

7.5. Как промежуточный вариант для отдельного (i-го) эксперимента по данным наблюдений на нескольких дистанциях рассчитывают значение коэффициента трансформации и по формулам (7.2) и (7.3). При этом значения 95 %-ного и 50 %-ного квантиля распределения ri (r95, rс) определяют по вариационному ряду значений ri, построенному для всех дистанций данного цикла исследований.

7.6. при отсутствии экспериментальных данных коэффициент трансформации аN = принимают равным 0,7, а аN = равным 0,6 независимо от климатического и географического расположения объекта.

8. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОКСИДАМИ АЗОТА

С УЧЕТОМ КОЭФФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАЦИИ NO В NO2

8.1. С целью оценки фактического и ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха осуществляют подготовку исходных данных о мощности выброса оксидов азота. Пример расчета параметров выбросов оксидов азота с учетом показателей трансформации NO и NO2 приводится в Приложении Ж.

8.1.1. Суммарную мощность выброса оксидов азота (г/с) от совокупности труб ГПА КС принимают соответствующей:

для действующих КС - наибольшей потребляемой мощности Nen (кВт) различных типов ГПА и максимальному числу одновременно работающих агрегатов на КС;

для проектируемых, строящихся, вводимых в эксплуатацию, реконструируемых и расширяемых КС - располагаемой мощности Neр (кВт), различных типов ГПА и проектному числу одновременно работающих агрегатов.

Формулировка Nen и Neр дана в Примечаниях [18]7.

_______________

7 1) Номинальная мощность: Ne0' (кВт) ГПА соответствует номинальным параметрам его работы при мощности (нагрузке) 100% атмосферном давлении 0,1013 МПа, температуре и относительной влажности атмосферного воздуха на входе в ГПА соответственно +15°С и 60%.

2) Располагаемая мощность: Neр (кВт) ГПА соответствует максимальной рабочей мощности на муфте, которую реально может развить ГПА в конкретных стационарных условиях. Её величина определяется внешними эксплуатационными условиями, уровнем технического состояния, параметрами эксплуатационных ограничений (температура перед турбиной, после турбины, между турбинами, частота вращения ротора турбокомпрессора) и другими факторами.

3) Потребляемая (синонимы: «фактическая», «эффективная») мощность Nen (кВт) соответствует его фактической нагрузке за рассматриваемый период времени (год или др.).

8.1.2. Мощность выброса (г/с) для каждой трубы ГПА при располагаемой (потребляемой) мощности с учетом безразмерного коэффициента загрузки агрегата рассчитывают по формуле

= ηе,                                                         (8.1)

где - номинальная мощность выброса оксидов азота, г/с;

значение ηе определяют по формуле

ηе = (Ne / Ne0')n k,                                                          (8.2)

где Ne принимает значение потребляемой (Nen) либо располагаемой (Neр) мощности ГПА, кВт; Ne0' - номинальная мощность ГПА, кВт.

Значения , ηе, а также безразмерных n, k для разных типов ГПА рассчитывают согласно НТД [10, 17].

8.1.3. При расчетных оценках фактических максимальных разовых концентраций NO2 () и NO (СNO) в атмосферном воздухе в районе действующей КС учитывают только N выхлопных труб ГПА, тип и число которых определены в соответствии с 8.1.1.

Для каждой (i-ой) из N выхлопных труб с учетом типа ГПА определяют и используют следующие параметры:

- мощность выброса (г/с) как максимальное значение, оставшееся в вариационном ряду рассчитанных разовых мощностей выброса после отбрасывания в нем 5% наибольших значений (95 %-ный квантиль);

- соответствующие значения объема V1i (м3/с) и температуры Тгi (°С) ГВС.

8.1.4. В отдельных случаях при установлении значений , V1i и Тгi могут учитываться также результаты экспериментальных исследований на других КС, оборудованных теми же типами ГПА.

8.2. Определение мощности выбросов и из отдельных выхлопных труб ГПА, используемых при расчетах загрязнения атмосферного воздуха.

Мощности выброса оксидов азота и из i-ой трубы ГПА при расчетах полей максимальных разовых концентраций и СNO с учетом трансформации NO→NO2 в соответствии с [7] определяют согласно формулам

= аN ;                                                        (8.3)

= 0,65 (1 - аN) ;                                                 (8.4)

где                                                = ( + 1,53 )                                               (8.5)

аN рассчитывают по значениям при контрольном нормировании или по значениям при расчетах фактических выбросов оксидов азота согласно формулам (7.2 - 7.3).

Разовые мощности выброса , при фактической нагрузке для каждой i-ой из N выхлопных труб ГПА определяют в соответствии с разделом 3. В случае отсутствия данных измерений при фактической нагрузке мощность выброса оксида азота из i-ой трубы рассчитывают по формуле

= - /1,53,                                              (8.6)

где мощности выброса , из i-ой трубы ГПА при номинальной нагрузке принимают в соответствии с НТД [9].

8.3. Расчет загрязнения атмосферного воздуха с использованием значений мощности выброса оксидов азота, учитывающих трансформацию NO в NO2.

8.3.1. При выполнении расчета загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота в соответствии с [7] для определения максимальных разовых концентраций диоксида азота и оксида азота СNO с учетом трансформации NO в NO2 в качестве исходных данных для каждого (i-го) из учитываемых источников (труб) используют мощности выбросов оксидов азота и , рассчитанные по формулам (8.3) и (8.4).

8.3.2. С использованием и по Унифицированной программе расчета загрязнения атмосферы (далее - УПРЗА) «Эколог - газ», которая соответствует Дополнению 1 к ОНД-86, рассчитывают распределения максимальных разовых (средние за 20 мин) концентраций NO2 () и NO (СNO) с учетом трансформации оксидов азота в атмосферных условиях [3, 7].

При этом

= аN ;                                                           (8.7)

СNO = 0,65(1 - аN) .                                                    (8.8)

После этого определяют значения и СmNO, соответственно равные максимальным концентрациям и СNO за пределами промплощадки КС и её санитарно-защитной зоны.

9. УЧЕТ ТРАНСФОРМАЦИИ NO В NO2 ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ

НОРМАТИВОВ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА В АТМОСФЕРУ

9.1. Для КС в целом и выхлопных труб ГПА нормативы выбросов (предельно допустимые выбросы – ПДВ и временно согласованные выбросы – ВСВ) оксидов азота устанавливают только по NOх, т.е. суммарно по NO и NO2 в пересчете на NO2 (г/с).

Аналогично тому, как это делается для всех вредных веществ, по которым Минздравом РФ для атмосферного воздуха населенных мест утверждены максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДКр) или ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ), устанавливают 2 вида и :

- относящиеся к периоду осреднения 20 мин контрольные (,), используемые органами Госкомэкологии РФ, других заинтересованных министерств и ведомств, а также ОАО «Газпром» при оперативном, в т.ч. производственном контроле за выбросами в атмосферу оксидов азота из выхлопных труб ГПА КС;

- годовые (,), используемые органами Госкомэкологии РФ, других заинтересованных министерств и ведомств, а также ОАО «Газпром» при проведении итогов воздухо-охранных мероприятий на КС за календарный год, а также при определении размеров платы за загрязнение оксидами от выбросов КС.

9.2. , устанавливают в г/с (в среднем за 20 мин); , - в т/год.

9.3. Для всех выхлопных труб ГПА действующей, реконструируемой, проектируемой, строящейся и вводимой в эксплуатацию КС устанавливают (г/с), если расчеты по Методике [7] с использованием соответствующей ей УПРЗА на условия, указанные в 8.2, показали выполнение ограничений

≤ 1;                                                    (9.1)

≤ 1,                                                     (9.2)

где Сф - фоновая концентрация, мг/м3.

9.4. При наличии на КС или в районе её расположения источников выброса вредных веществ, входящих в одну группу суммации с NO2 (диоксид серы (SO2), оксид углерода (СО) и др.), устанавливают при одновременном выполнении (9.1)-(9.3)

qm + qф ≤ 1,                                                                (9.3)

где qm и qф - максимальная безразмерная разовая и фоновая концентрация каждой из групп суммации, в которую входит NO2, за пределами промплощадки КС и её санитарно-защитной зоны (СЗЗ).

9.5. Значения для всех выхлопных труб однотипных ГПА, характеризующихся сходным техническим состоянием (устанавливают одинаковыми на условия выброса), которые соответствуют указанной в 8.2.1 нагрузке, определяют по формуле

= ,                                                     (9.4)

где (г/с) - значения мощностей выброса из одной выхлопной трубы ГПА данного типа, использованные при расчете .

9.6. При разработке проектов на строительство новых и реконструкцию (расширение) действующих КС, создании новых типов ГПА должны предусматриваться меры, обеспечивающие соблюдение нормативов ПДВ (ВСВ) и норм ПДК в атмосферном воздухе [2, 17].

9.7. Если в зоне влияния действующей, в т.ч. реконструируемой или расширяемой КС, хотя бы одно из ограничений (9.1)-(9.3) по причинам объективного характера не выполняется и значения ПДКр NO2 и NO или других веществ, входящих в одну группу суммации с NO2, в настоящее время не могут быть достигнуты, то по согласованию с органами Госкомэкологии РФ должно планироваться поэтапное с указанием продолжительности каждого этапа снижение мощности выброса оксидов азота от совокупности выхлопных труб ГПА КС до обеспечивающего выполнение и ПДКрNO значения, соответствующего определенному ранее значению . При этом на всех этапах значения для каждой (i-ой) из выхлопных труб ГПА и для КС в целом в соответствии с ГОСТ 17.2.3.02 должны устанавливаться с учетом значений выбросов, достигнутых на однотипных ГПА КС с наилучшими (в части охраны атмосферного воздуха) показателями. При установлении для КС в целом так же, как и , должны учитываться эффекты нестационарности (нестабильности во времени) мощности выброса NOх в атмосферу.

Примечание - Для проектируемых КС установление не допускается.

9.8. После установления для действующих КС значений , а также при необходимости определяют значения (т/год) годовых нормативов и для КС в целом. Для отдельных выхлопных труб ГПА КС и не устанавливают. Это обусловлено спецификой эксплуатации ГПА на КС. С учетом конкретной ситуации некоторые ГПА могут работать в течение существенно большего времени, чем другие.

9.9. Значения , , , устанавливаются территориальными органами Госкомэкологии России по согласованию с органами санитарно-эпидемиологического надзора.

9.10. Пересмотр всех установленных нормативов выбросов, как контрольных, так и годовых, производится не реже одного раза в 5-7 лет, а также при устойчивом изменении (обычно увеличении) количества газа, транспортируемого по МГ, и, соответственно, числа рабочих агрегатов; и при изменении располагаемой и потребляемой мощностей ГПА КС или при замене всех либо значительной части ГПА на новые их типы.

9.11. Для каждой действующей или проектируемой КС в соответствии с 5.6 СанПиН 2.1.1.567-96 [14] устанавливается требуемый минимальный размер санитарной полосы отчуждения L' (м). При этом учитываются диаметр трубопроводов, тип зданий, назначение объектов, расположенных в районе КС (Приложение Д).

9.12. На каждой (i-ой) выхлопной трубе ГПА фактические разовые выбросы оксидов азота в любой заданный 20-минутный интервал времени не должны превышать годовые нормативы выбросов оксидов азота (,) [5].

9.13. Фактические суммарные выбросы за каждый календарный год не должны превышать годовые нормативы выбросов оксидов азота (, ).

9.14. При определении размеров платы за загрязнение атмосферного воздуха оксидами азота в районе действующих КС учитываются значения:

- фактических суммарных выбросов (т/год) оксидов азота от совокупности выхлопных труб ГПА КС за прошедший календарный год;

- годовых суммарных нормативов выбросов оксидов азота (, ) из совокупности выхлопных труб ГПА КС;

- коэффициента , характеризующего трансформацию NO → NO2.

При определении размеров платы за выбросы NO и NO2 значения фактических годовых мощностей выбросов , рассчитываются по формулам (8.3) и (8.4).

Перечень обозначений

аN - безразмерный коэффициент, характеризующий степень трансформации NO в NO2 в атмосферном воздухе;

- безразмерный коэффициент, соответствующий значению аN при расчетах полей максимально разовых концентраций оксидов азота и установлении контрольных нормативов их выбросов в атмосферу (ПДВк, ВСВк);

- безразмерный коэффициент, соответствующий значению аN при расчетах фактических и установлении годовых нормативов выбросов оксидов азота в атмосферу (ПДВг, ВСВг);

ri = / - безразмерный параметр, характеризующий соотношение концентраций NO и NO2 на оси факела в одной точке наблюдений (ТНЗВ) i-того цикла экспериментальных исследований;

r95 - значение 95 %-ного квантиля вариационного ряда безразмерных величин ri;

rс - значение 50 %-ного квантиля вариационного ряда безразмерных величин ri;

qос (мг/м3, мкг/м3 для О3) - приземная концентрация на оси факела;

noc - число осевых концентраций;

toc - время осреднения подфакельных концентраций NO, NO2 и О3;

n - число измерений;

q0 (мг/нм3) - средняя массовая концентрация вещества в сухих продуктах сгорания на выходе из источника выброса (выхлопной трубы) на рабочем режиме;

q2 (ppm) - измеренная концентрация вещества в сухих продуктах сгорания на выходе из источника выброса (выхлопной трубы) на рабочем режиме;

М0 (г/с) - разовая мощность выброса вредного вещества в атмосферу при фактической нагрузке ГПА;

- суммарная разовая мощность выброса оксидов азота NOх в пересчете на NO2 при фактической нагрузке ГПА;

- суммарная мощность выброса оксидов азота NOх в пересчете на NO2 от совокупности труб ГПА КС;

(г/с) - мощность выброса оксидов азота NOх в пересчете на NO2 при номинальной нагрузке ГПА;

- мощность выброса оксидов азота NOх в пересчете на NO2 для каждой трубы ГПА при располагаемой Neр (потребляемой Nen) мощности ГПА с учетом коэффициента загрузки ηе;

- мощность выброса оксидов азота NOхi в пересчете на NO2i для каждой i-той из N выхлопных труб ГПА, определяется как значение 95 %-ного квантиля вариационного ряда разовых мощностей ;

, - мощность выброса оксидов азота NOхi в пересчете на NO2i для каждой i-той из N выхлопных труб ГПА на режиме потребляемой (располагаемой) мощности ГПА;

, , , - мощность выброса диоксида азота NO2i и оксида азота NOхi для каждой i-той из N выхлопных труб ГПА с учетом трансформации NO → NO2 в атмосфере на режиме потребляемой (располагаемой) мощности ГПА;

Ne0' (МВт) - номинальная мощность ГПА (номинальные параметры работы при соблюдении ряда условий);

Neр (МВт) - располагаемая мощность ГПА, соответствует максимальной рабочей мощности ГПА в конкретных стационарных условиях;

Nen (МВт) - потребляемая (фактическая, эффективная) мощность ГПА, соответствует максимальной рабочей нагрузке за рассматриваемый период времени;

ηе - безразмерный коэффициент загрузки ГПА;

Р4 (ата) - абсолютное давление воздуха за осевым компрессором на рабочем режиме ГПА;

(ата) - абсолютное давление воздуха за осевым компрессором на номинальном режиме ГПА;

Т3 (°С) - температура ГВС перед осевым компрессором;

Тг (°С) - температура ГВС в устье выхлопной трубы;

(нм3/c) - объемный расход ГВС (сухих продуктов сгорания) на рабочем режиме ГПА при нормальных условиях (t = 0°С, Р=1013 Па);

(нм3/c) - объемный расход ГВС (влажных продуктов сгорания) на рабочем режиме ГПА при нормальных условиях;

Кв - безразмерный коэффициент соотношения сухих и влажных продуктов сгорания;

В (град с2/м2) - эмпирическое число Ричардсона;

V1 (м3/c) - объемный расход ГВС при температуре Тг;

Сm (мг/м3) - рассчитанная по Дополнению 1 к ОНД-86 с помощью УПРЗА максимально разовая приземная концентрация вредного вещества, соответствующая неблагоприятным условиям погоды и выброса;

(мг/м3) - рассчитанная по Дополнению 1 к ОНД-86 с помощью УПРЗА соответствующая неблагоприятным условиям погоды и выброса концентрация NOх от совокупности выхлопных труб ГПА КС;

Сф (мг/м3) - рассчитанная фоновая концентрация вещества;

qm - максимальная безразмерная рассчитанная разовая концентрация каждой из групп суммации, в которую входит NO2;

qф - максимальная безразмерная рассчитанная фоновая концентрация каждой из групп суммации, в которую входит NO2;

сн, сс, св - безразмерные параметры, соответственно характеризующие влияние облачности нижнего, среднего и верхнего ярусов на ослабление интенсивности суммарной коротковолновой солнечной радиации;

D (м) - диаметр устья источника выброса (выхлопной трубы);

Dc (кал/см2 ⋅ мин) - интенсивность рассеянной коротковолновой солнечной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность;

fср - среднее значение измеряемого параметра f;

f° (%) - относительная влажность воздуха на высоте 2 м (уровень метеобудки);

G - эмпирический безразмерный коэффициент, учитывающий влияние облачности на ослабление интенсивности суммарной коротковолновой солнечной радиации;

Н (м) - высота устья трубы;

h (м) - высота приземного слоя воздуха;

НАПС (м) - высота атмосферного пограничного слоя;

In (кал/см2 ⋅ мин) - коэффициенты для расчета интенсивности суммарной коротковолновой солнечной радиации, соответствующие середине каждого месяца;

J (кал/см2 ⋅ мин) - фактическая (измеренная) интенсивность суммарной коротковолновой солнечной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность;

J0 (кал/см2 ⋅ мин) - рассчитанная интенсивность суммарной коротковолновой солнечной радиации, приходящей на горизонтальную поверхность в районах с чистой атмосферой и отметками местности не более чем на 50-100 м превышающими уровень моря;

J0 (кал/см2 ⋅ мин) - величина интенсивности при безоблачном небе;

(кал/см2 ⋅ мин) - среднесуточное значение интенсивности суммарной коротковолновой солнечной радиации при безоблачном небе;

ΔJ0 - превышение значения J0 в светлое время суток над ;

k1 (м2/c) - коэффициент атмосферной диффузии на высоте z1=1 м;

nн - безразмерная (в долях единицы) величина, соответствующая степени покрытия неба облачностью нижнего яруса;

nс - безразмерная (в долях единицы) величина, соответствующая степени покрытия неба облачностью среднего яруса (при отсутствии нижнего яруса или в её просветах);

nв - безразмерная (в долях единицы) величина, соответствующая степени покрытия неба облачностью верхнего яруса (при отсутствии нижнего и среднего яруса или в её просветах);

sc (кал/см2 ⋅ мин) - интенсивность прямой солнечной радиации, приходящей на плоскость, ориентированную поперек солнечным лучам;

t (ч) - местное солнечное время, отсчитываемое от полудня;

(°С) - температура воздуха на высоте 2 м (уровень метеобудки) над земной поверхностью;

U (м/с) - скорость ветра на стандартной высоте флюгера zф=10 м;

Uм (м/с) - опасная скорость ветра, рассчитанная по формулам Дополнения к ОНД-86;

Uz (м/с) - скорость ветра Uz на высоте z <10 м (z=1,5-3,5 м);

u1 (м/с) - скорость ветра Uz на высоте z1=1 м;

Хм* (м) - определенное в соответствии с Дополнением 1 к ОНД-86 на неблагоприятные условия погоды и выброса расстояние от центра промплощадки КС или выхлопных труб до точки, к которой относится максимальная за пределами указанной промплощадки разовая концентрация оксидов азота ;

zф=10 м - стандартная высота флюгера;

z0 (м) - параметр шероховатости подстилающей поверхности, зависящий от её характеристик;

u* - скорость ветра, превышаемая в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5 % случаев;

β (град) - направление ветра (румбы);

ΔТ (°С) - разность значений температуры воздуха на высотах 0,5 и 2 м;

φ (град) - географическая широта;

φc (град) - зенитный угол Солнца;

λ - безразмерный параметр устойчивости приземного слоя воздуха;

λ' (мкм) - длина световой волны;

σf - среднеквадратическое отклонение измеряемого параметра f;

ω=7,27⋅10-5 (с-1) - угловая скорость вращения Земли;

В' (ата) - барометрическое давление в период измерений;

L1 (м) - минимальный размер разрыва (санитарной полосы отчуждения для КС).

Литература

1. Газоаналитические приборы экологического назначения. Каталог НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" Санкт-Петербург, 1992.

2. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления предельно допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М.: Изд-во стандартов, 1980. С. 14.

3. Канчан Я.С., Оникул Р.И. Об унифицированных программах расчета загрязнения атмосферы на ЭВМ // Методическое и программное обеспечение разработок и выпуска природоохранных документов. Санкт-Петербург: ДНТП, 1992. С. 36-43.

4. Методические указания по анализу атмосферного воздуха с использованием автоматических газоанализаторов, стационарных и передвижных комплексных лабораторий. Госстандарт РФ. Росгидромет. Санкт-Петербург, 1992.

5. ОНД-86 Госкомгидромета. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. С. 93.

6. ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. Ч. 1. Санкт-Петербург: ВНИИ Охраны природы, 1992.

7. Отраслевая методика расчета приземной концентрации загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах компрессорных станций магистральных газопроводов (Дополнение 1 к ОНД-86). М.: ИРЦ Газпром, 1996. С. 50.

8. Перечень методических документов по расчету выбросов загрязняющих веществ, действующих в 1996 г. Санкт-Петербург, 1996.

9. РД 51-164-92. Временная инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях // Сб. временных инструкций по измерению, учету и контролю выбросов оксидов азота и углерода на объектах транспорта и использования газа. М.: ИРЦ Газпром, 1993. С. 4-19.

10. РД 51-162-92. Каталог удельных выбросов загрязняющих веществ газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов. М.: ИРЦ Газпром, 1993. С. 51.

11. РД 51-556-95. Отраслевая методика проведения экспериментальных исследований трансформации NO→NO2 в атмосфере при эксплуатации КС МГ. М.: ИРЦ Газпром, 1995. С. 15.

12. РД 52.04-186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 693.

13. Ровинский Ф.Я., Егоров В.И. Озон, оксиды азота и серы в нижней атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

14. СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарные Правила и Нормы. М.: ИРЦ Минздрава России, 1997. С. 47.

15. СНиП 2.01-82. Строительная климатология и геофизика. М., 1983.

16. Справочник по климату. ГГО им. А.И. Воейкова. М: Гидрометеоиздат, 1983.

17. Технологический регламент на проектирование компрессорных станций (раздел "Охрана атмосферного воздуха"). М.: ИРЦ Газпром, 1994. С. 72.

18. Щуровский В.А., Зайцев Ю.А. Газоперекачивающие агрегаты. М.: Недра, 1994. С. 101-107.

Приложение А

(рекомендуемое)

Таблицы для записи данных отдельных видов измерений

Таблица А.1

Общие сведения о КС в период проведения экспериментальных работ

Название КС ____________________________________________________________________

Республика, край, область _________________________________________________________

Район __________________________________________________________________________

Географическая широта ______________________ ° с.ш., долгота ___________________ ° в.д.

Высота над уровнем моря __________________ м

Название ближайшего города (крупного населенного пункта) ___________________________

Расстояние до него _______________________ км

Сроки проведения экспериментальных работ _________________________________________

Номинальная суммарная мощность всех ГПА КС _________________________________ МВт

Наибольшая фактическая (потребляемая) мощность всех ГПА КС __________________ МВт

Фактическая суммарная мощность всех ГПА КС в период проведения эксперимента ___ МВт

Общее число ГПА __________________________________________________, в т.ч. по типам

1. __________________________________ 2. _________________________________________

3. __________________________________ 4. _________________________________________

Число ГПА, работавших в период эксперимента ______________________________________

Число выхлопных труб ГПА, через которые в период эксперимента одновременно осуществлялись выбросы в атмосферу _________________________________________________

Высоты выхлопных труб Н = ____________________________________________________ м

Диаметры выхлопных труб D = __________________________________________________ м

Объемы ГВС, выходящей из отдельных выхлопных труб V1 ______ м3/c

Температура выхлопных газов Тг = ___________________________ °С

Опасные скорости ветра для выхлопных труб Uм _______________ м/c

Примечания к таблице А.1

1. Для значений суммарной мощности ГПА, Н, D, V1, Тг и Uм указываются диапазоны их изменения (для V1 и Тг - за период экспериментальных работ).

2. Значения опасной скорости ветра Uм рассчитываются по формулам Дополнения 1 к ОНД-86 с использованием для каждой выхлопной трубы средних за период экспериментов значений V1 и Тг.

Таблица А.2

Разовые мощности выброса в атмосферу NO () и NO2 () из выхлопных труб каждого типа ГПА КС

Название КС ____________________________________________________________________

Тип ГПА __________________________ Номер цеха и источник выброса _________________

Сроки проведения экспериментальных работ на источниках выброса:

Год __________, месяц _______________, дата начала и конца измерений ________________

Среднее значение разового выброса ________________________________________ г/с

Среднее значение разового выброса ________________________________________ г/с

Среднее значение разового выброса ________________________________________ г/с

Таблица А.3

Суммарные мощности выброса в атмосферу NO (МNO) и NO2 ()

от совокупности выхлопных труб ГПА КС

Название КС ____________________________________________________________________

Сроки проведения экспериментальных работ на источниках выброса:

Год _______________, месяц ____________, дата начала и конца измерений ______________

Среднее значение разового выброса ________________________________________ г/с

Среднее значение разового выброса ________________________________________ г/с

Среднее значение разового выброса ________________________________________ г/с

Таблица А.4

Характеристика размещения подфакельных точек наблюдений за загрязнением воздуха (ТНЗВ)

Название КС ____________________________________________________________________

Сроки проведения экспериментальных работ на источниках выброса:

Год _______________, месяц ____________, дата начала и конца измерений ______________

Примечания к таблице А.4

1. Направления ветра задаются по 16 румбам (откуда дует ветер).

2. Краткое описание прилегающих к ТНЗВ участков местности включает:

- название ближайших населенных пунктов с указанием, с какой стороны и на каком расстоянии они находятся;

- характеристику рельефа и подстилающей поверхности, в т.ч. близости лесных массивов, производственных и других объектов, автодорог, интенсивности движения автотранспорта и др.

3. Такая же таблица составляется для ТНЗВ, на которых проводились фоновые измерения концентраций NO, NO2, О3 и др.

Таблица А.5

Характеристика подфакельных измерений разовых концентраций в атмосферном воздухе оксидов азота и других ингредиентов

Название КС ____________________________________________________________________

Сроки проведения экспериментальных работ на источниках выброса:

Год _____________, месяц _____________, дата начала и конца измерений _______________

Суммарное число измерений концентраций NO ______________________________________

Суммарное число измерений концентраций NO2 ______________________________________

Суммарное число параллельных измерений концентраций NO и NO2 _____________________

Суммарные числа измерений О3 (и других ингредиентов) ______________________________

Примечания к таблице А.5

1. При измерении на ТНЗВ концентраций таких примесей, как УВ, НМУВ и др., а также определений направления ветра, его скорости или других метеоэлементов соответствующая информация заносится в дополнительные столбцы таблицы.

2. В аналогичные таблицы заносятся данные измерения фоновых концентраций NO, NO2, О3 и др.

Таблица А.6

Концентрации NO и NO2 на оси факела КС

Название КС ____________________________________________________________________

Сроки проведения экспериментальных работ на источниках выброса:

Год ___________, месяц _______________, дата начала и конца измерений _______________

Дистанция х* ________________________ км

Суммарное число noc осевых концентраций qосNO и ______________________________

Таблица А.7

Характеристика погодных условий в период проведения экспериментальных работ

Название КС ____________________________________________________________________

Период проведения метеорологических измерений и наблюдений _______________________

Примечания к таблице А.7

1. В таблицу заносятся результаты инструментальных измерений и визуальных наблюдений, полученные как на специальной метеоплощадке, так и на подфакельных и фоновых ТНЗВ. У данных, полученных не на метеоплощадке, ставится *.

2. В дополнительные столбцы таблицы при необходимости заносятся показатели, характеризующие интенсивность турбулентной диффузии, устойчивость АПС и др. Расчет этих показателей проводится согласно Приложению Г.

Приложение Б

(рекомендуемое)

Схема расчета интенсивности суммарной солнечной радиации

Интенсивность коротковолновой (длина волны λ ≤ 0,4 мкм) суммарной солнечной радиации J0 (кал/см2 ⋅ мин), приходящей на горизонтальную земную поверхность, в районах с чистой атмосферой и отметками местности, не более чем на 100 м превышающими уровень моря, рассчитывается по формуле А:

J0 = J0 G,                                                                (Б.1)

где J0 (кал/см2 ⋅ мин) - величина J0 при безоблачном небе.

Значение J0 определяется согласно

                                                             (Б.2)

где - среднесуточное значение интенсивности суммарной солнечной радиации при безоблачном небе, зависящее от географической широты φ и времени года (даты). Его значение определяется интерполяцией по таблице Б.1

Таблица Б.1

Среднесуточные значения (кал/см2 ⋅ мин) интенсивности суммарной солнечной радиации при безоблачном небе, соответствующие середине каждого месяца

ΔJ0 - превышение значения J0 в светлое время суток над . Величина ΔJ0 определяется согласно формуле

                                                      (Б.3)

где ω = 7,27 ⋅ 10-5 (с-1) - угловая скорость вращения Земли; t - местное солнечное время, отсчитываемое от полудня.

Коэффициенты In определяются интерполяцией по таблице Б.2 в зависимости от времени года и широты местности.

Таблица Б.2

Коэффициенты In суммарной солнечной радиации (кал/см2 ⋅ мин), соответствующие середине каждого месяца

Значения cos nωt удобно определять по таблице Б.3

Таблица Б.3

Значения cos nωt часового угла

Значение безразмерного коэффициента G может быть рассчитано согласно формуле

G = 1 - Снnн - Ссnс - Свnв                                                    (Б.4)

Здесь nн - безразмерная величина, соответствующая степени покрытия неба облачностью нижнего яруса;

nс - безразмерная величина, соответствующая степени покрытия неба облачностью среднего яруса (при отсутствии облачности нижнего яруса или в её поверхностях);

nв - безразмерная величина, соответствующая степени покрытия неба облачностью верхнего яруса (при отсутствии облачности среднего яруса или в её поверхностях);

Значения nн, nс,nв определяются в долях 1 (1 - полное покрытие неба облачностью данного яруса) на основе визуальных наблюдений.

Безразмерные параметры Сн, Сс, Св оценивались многими учеными. Так, согласно Н.Н. Калитину при достаточно малых зенитных углах φс Солнца, меньших 70°,

Сн = 0,8,

Сс = 0,5,                                                                  (Б.5)

Св = 0,2.

Пример. Расчет интенсивности суммарной солнечной радиации J. 15 июня. Местное солнечное время 14 ч. Широта φ = 60°.

J0= J0 G,                                                                 (Б.6)

                                                           (Б.7)

= 0,51 (кал/см2 ⋅ мин) (см. таблицу Б.1);

ΔJ0 = 2 (I1 cos ωt + I2 cos ωt + I3 cos ωt)                                        (Б.8)

Коэффициенты In и тригонометрические функции cos ωt (n = 1, 2, 3) определяются по таблицам Б.2 и Б.3.

ΔJ0 = 2 (0,364⋅0,866+0,059⋅0,5-0,064⋅1) = 2(0,315+0,0295-0,064) = 0,561 (кал/см2 ⋅ мин).

J0 = 1,071 (кал/см2 ⋅ мин).

а. Безоблачное небо.

G=1

J0= J0G= 1,071⋅1=1,071 (кал/см2 ⋅ мин).

б. Сплошная облачность верхнего яруса (перистые облака).

G=1-0,2=0,8.

J0= J0G = 1,071⋅0,8=0,86 (кал/см2 ⋅ мин).

Приложение В

(рекомендуемое)

Пример расчета фактической мощности выбросов оксидов азота

по результатам измерений параметров ГПА

Приложение Г

(справочное)

Характеристики интенсивности атмосферной диффузии

1. Одним из наиболее точных количественных показателей интенсивности атмосферной диффузии является значение коэффициента атмосферной диффузии k1 (м2/c) на высоте z1=1 м.

Значение k1 определяется по данным теплобалансовых, градиентных или пульсационных наблюдений на метеоплощадке.

Проведенные в ГГО им. А.И. Войейкова исследования показали, что по значению k1 можно с достаточной для решаемой задачи точностью рассчитывать следующие показатели:

а. Высоту h (м) приземного слоя воздуха. В пределах которого мало изменяются с высотой вертикальные потоки тепла и влаги:

h = ,                                                           (Г.1)

где ω=7,27 ⋅ 10-5 (с-1) - угловая скорость вращения Земли; φ (град) - географическая широта.

б. Высоту атмосферного пограничного слоя НАПС:

НАПС ≈ 10⋅h.                                                              (Г.2)

в. Безразмерный параметр λ устойчивости приземного слоя воздуха и АПС:

λ = к1/u1 ⋅ z1,                                                             (Г.3)

где u1 (м/с) - скорость ветра на высоте z1=1 м.

При отсутствии измерений скорости ветра u1 её значение рассчитывается согласно

u1 = uz                                                        (Г.4)

где uz - скорость ветра, измеренная на высоте z (1,5-3,5 м); z0 - параметр шероховатости подстилающей поверхности.

Одной из удобных для практического использования характеристик устойчивости приземного слоя воздуха и АПС в целом является эмпирическое число Ричардсона В (град ⋅ с2/м2):

                                                             (Г.5)

Здесь Δ'Т(°С) - разность значений температуры воздуха на высотах 0,5 и 2 м.

Таблица Г.1

Зависимость знака эмпирического числа Ричардсона В от стратификации АПС

Широкое распространение в ряде стран получили классификации условий устойчивости АПС, учитывающие сезоны, время суток, скорость ветра, облачность, состояние подстилающей поверхности (Ф. Пэсквилла, С. Улига и др.).

Приложение Д

(справочное)

Минимальные разрывы от компрессорных станций

Примечание - Разрывы устанавливаются от здания компрессорного цеха.

Приложение Е

(справочное)

Пример. Вариационный ряд отношения весовых (мг/м3)

концентраций NO2 к NO на оси факела КС

Приложение Ж

(справочное)

Пример расчета параметров выбросов оксидов азота с учетом показателей трансформации NO в NO2 для оценки загрязнения атмосферного воздуха на КС

Содержание

1. Общие положения

2. Программа экспериментальных исследований

3. Измерение концентраций оксидов азота в газовоздушной смеси и расчет мощности выброса их в атмосферу

4. Определение концентраций оксидов азота, озона и других примесей в атмосферном воздухе (под факелом КС и на фоновом уровне)

5. Метеорологические измерения и наблюдения

6. Первичная обработка данных измерений и наблюдений (оценка их достоверности, составление сводки данных и др.)

7. Расчет коэффициента трансформации NO в NO2 ( с учетом сезона, фонового уровня загрязнения атмосферного воздуха и др.)

8. Расчет загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота с учетом коэффициента трансформации NO в NO2

9. Учет трансформации NO в NO2 при определении нормативов выбросов оксидов азота в атмосферу

10 Перечень обозначений

11 Литература

Приложение А Таблицы для записи данных отдельных видов измерений

Приложение Б Схема расчета интенсивности суммарной солнечной радиации

Приложение В Пример расчета фактической мощности выбросов оксидов азота по результатам измерений параметров ГПА

Приложение Г Характеристики интенсивности атмосферной диффузии

Приложение Д Минимальные разрывы от компрессорных станций

Приложение Е Вариационный ряд для отношения весовых концентраций NO к NO2 на оси факела КС

Приложение Ж пример расчета параметров выбросов оксидов азота с учетом показателей трансформации NO в NO2 для оценки загрязнения атмосферного воздуха на КС