Підвищення рівня екологічної безпеки атмосферного повітря в районах розташування компресорних станцій

Abstract

Дисертація присвячена розробленню науково-технічних методів та способів зменшення шкідливого впливу викидів компресорних станцій в атмосферне повітря. Проаналізовано сучасний стан досліджень рівня екологічної безпеки в районах розташування компресорних станцій. Вивчено та узагальнено екологічні моделі утворення шкідливих викидів, пов’язаних з процесами горіння газу в камерах згорання, під час роботи газотурбінних установок. Приведено модель роботи камери згорання з урахуванням її параметрів і технологічних режимів роботи газоперекачувального агрегату. Проаналізовано механізми утворення шкідливих речовин і особливостей їх викидів в атмосферне повітря. Встановлено багатоф актор ні прогнозні залежності зміни концентрацій викидів оксиду азоту, діоксиду азоту та оксиду вуглецю залежно від зміни технологічних параметрів: коефіцієнта надлишку повітря, температури згорання газу в камері згорання, витрат газу і потужності агрегату. Отримані залежності використано для дослідження розповсюдження викидних газів з урахуванням швидкості викиду газів, швидкості вітру та інших характеристик.

Диссертация посвящена разработке научно-технических методов и средств для уменьшения вредного влияния выбросов компрессорных станций на окружающую среду. В работе приведен анализ современного состояния исследований уровня экологической безопасности в районах размещения компрессорных станций. Отмечена необходимость обобщения экологических моделей основных технологических процессов работы газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций. Проведены исследования процессов горения газа в камере сгорания газоперекачивающего агрегата. Описано приготовление рабочего тела,определение коэффициента избытка воздуха, рассмотрен тепловой баланс камеры сгорания. Математическая модель камеры сгорания, построенная для нестационарного изотермического движения рабочего тела, учитывает основные уравнения гидродинамики: уравнение изменения импульса, уравнение неразрывности потока и уравнение энергии. Проведено упрощение модели для стационарного режима работы путем разделения газодинамических и термодинамических процессов. Полученные зависимости учитывают стационарные теплообменные процессы рабочего тела с потоком вторичного воздуха с окружающей средой, а также баланса тепла в зоне горения. Модель содержит взаимосвязи между основными характеристиками камеры сгорания и технологическими режимами.

The given thesis presents the development of scientific-technical methods and approaches of decreasing the detrimental effect of compressor stations emission into the atmospheric air. The current investigations of ecological safety level in the compressor stations location areas have been analyzed. The ecological simulators of creation the harmful emissions combined with the processes of gas burning in the combustion chambers when gas-turbine rig operates have been studied and integrated. The combustion chamber simulator with all the parameters and technological modes of work of gas pumping set has been presented. The mechanisms of creation the harmful substances and peculiarities of their emission into the atmospheric air have been analyzed. The multifoci expected correlation of concentration changes of nitrogen oxide, nitrogen dioxide and carbon oxide emission have been determined. It depends on the technological parameters changes: air surplus coefficient, gas burning temperature in the combustion chamber, gas consumption and set power. The obtained correlation has been employed for the study of discharged gases spreading considering the gases emission velocity, wind velocity and other characteristics. The method of carbon oxide neutralization in the emitted gases as well as the devices for determination the concentration of solid particles in the air at the compressor stations areas, the proposals for decreasing the harmful emissions of compressor stations into the atmospheric air have been suggested.