CC BY
0
УДК 004.031.42
Рогов А.Ю.
канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
г. Санкт-Петербург, РФ Усимов Ю.А. студент 3-го курса ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
г. Санкт-Петербург, РФ
ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ОТ ИСТОЧНИКОВ ГОРЕНИЯ ПРИ РАЗЛИВЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
Аннотация
В публикации рассматривается вопрос разработки визуального приложения для оценки загрязнения атмосферы вследствие выбросов вредных веществ, образующихся в результате горения при разливе нефти и нефтепродуктов.
Ключевые слова
Загрязнение атмосферы, зона возгорания нефтепродукта, вредные вещества, подстилающая поверхность, визуальное приложение.
Rogov A.Y., Usimov Y.A.
Saint-Petersburg State Institute of Technology, Saint-Petersburg, Russia
APPLICATION FOR ESTIMATION OF AIR EMISSIONS FROM COMBUSTION SOURCES DURING OIL AND PETROLEUM SPILLS
Abstract
The article considers the practical aspect about development of the visual application for estimation of air emissions of pollutants, emerging from combustion sources during oil and petroleum spills.
Keywords
Air emissions, petroleum ignition area, pollutants, underlying surface, visual application.
В настоящее время проблема загрязнения атмосферы от источников горения при разливе нефти и нефтепродуктов является одной из основных экологических проблем, требующих комплексного решения. Разлив нефти и нефтепродуктов приводит к выбросу значительных объёмов вредных веществ в атмосферу, что негативно сказывается на качестве воздуха и отрицательно влияет на качество жизни человека и экономику. Это подчеркивает важность работы над данной проблемой [1].
Одним из основных факторов загрязнения атмосферы в результате разлива нефти и нефтепродуктов является горение, которое происходит при возникновении пожаров на нефтяных складах, аварийных разливах или в результате несанкционированного сжигания нефтепродуктов. В результате этого процесса выделяются значительные объёмы вредных веществ, таких как углекислый газ (CO2), оксиды серы (SOx),
оксиды азота ^Ох), а также металлы и другие соединения высокой токсичности [2].
Вредные вещества, попавшие в атмосферу, могут привести к образованию смога и кислотных дождей, что ухудшает экологическую обстановку в регионе. Длительное вдыхание загрязненного воздуха может вызывать проблемы с дыхательной системой и аллергические реакции, а также повышает риск развития различных заболеваний.
В процессе работы над данной проблемой было разработано визуальное приложение, интерфейс которого представлен на рисунке 1. На основе данных об описании места разлива, в котором расположен очаг горения, типе подстилающей поверхности, плотности и массе нефтепродукта, запасе техногенных и природных горючих материалов, экологическом состоянии окружающей среды, физических свойствах и составе нефти приложение позволяет рассчитать количество выбросов вредных веществ в атмосферу, коэффициент недожога, а также количество тепла, выброшенного в атмосферу в результате горения [3].
Рисунок 1 - Интерфейс стартового окно приложения
Интерфейс приложения при вводе данных о физических и химических свойствах нефти или нефтепродукта представлен на рисунке 2.
Э Свойства нефтепродукта — □ X Сведения о нефтепродукте
Содержание углерода (в %) Содержание водорода (в %) Содержание кислорода (в %) Содержание серы (в %) Содержание влаги (в %) 62
13
3
6
35
Плогносгь Н или НП. кг/ы.куб Масса Н или НП. кг 0,07
13500
Сбросигь Сохранить
Рисунок 2 - Интерфейс приложения при вводе данных
Интерфейс приложения для расчёта выбросов вредных веществ в атмосферу при горении нефти и нефтепродуктов на различных подстилающих поверхностях представлен на рисунках 3-6.
Расчет итоговых выбросов вредный веществ при горении нефтепродуетов на водной поверхности — □ X
Расчет итоговых выбросов вредных веществ при горении нефтепродуктов на водной поверхности
Слон топлива, который не сгорел, мы
Коэффицент эмиссии поллютантов, кг/кг
0.02 Рассчитать итоговые выбросы вредных веществ при горении нефтепродуктов на водной поверхности
127,4
Количество выбросов, кг
0,087 1174,484
Справочная информация по коэффициентам
Количество выделившегося тепла. кДж 957067.155
Тестовые данные
Очистить
Назад
Рисунок 3 - Интерфейс приложения при расчёте выбросов при горении нефтепродуктов на водной поверхности
Расчет итоговых выбросов вредных веществ при горении нефтепродуетов на инертной почве — □ X Расчет итоговых выбросов вредных веществ при горении нефтепродуктов на инертной почве
Общая масса Н или НП на всей территории, кг Пор исто с 1ь грунта (в %) Влагосодержание грунта (в%) Коэфицент полноты сгорания (в%) Коэффицент эмиссии поллютантов. кг/кг 2153,98 Рассчитать итоговые выбросы вредных веществ при горении нефтепродуктов на инертной почве
15,76
27,2 Коэфицент недожога Количество выбросов, кг Количество выделившегося тепла. кДж 0,043
92,3 1729,667
0,087 140947,62
Справочная информация по коэффициентам
Тестовые данные Очистить Назад
Рисунок 4 - Интерфейс приложения при расчёте выбросов при горении нефтепродуктов на инертной почве
Расчет итоговых выбросов вредньи веществ при горении нефтепродуктов на почв^ покрьпой растительностью — □ X
Расчет итоговых выбросов вредных вешеств при горении нефтепродуктов на почве, покрытой
растительностью
Шощадь. занятая растительностью, ы.кв Средний запас ЛГМ, кг/м.кв. Слой топлива, который не сгорел, мы Пористость грунта (в %) Коэффицент эмиссии поллютантов. кг/кг 235,67
7,32
0,02
16,2
0.087
Справочная информация по коэффициентам
Тестовые данные Очистить
Рассчитать игеговые выбросы вредных веществ при горении нефтепродутов на почве, покрытой растительностью
Количество выбросов, кг Количество выделившегося тепла. кДж
482,237
125007,5
Назад
Рисунок 5 - Интерфейс приложения при расчёте выбросов при горении нефтепродуктов на почве,
покрытой растительностью
Расчет итоговых выбросов вредных веществ при горении нефтепродуктов, разлитых на болоте — □ >
Расчет итоговых выбросов вредных веществ при горении нефтепродуктов, разлитых на болоте
Площадь территории, м.кв.
157,21
Коэффицент водности болота (в %) Слой топлива, который не сгорел, мы Коэффицент эмиссии поллютантов. кг/кг
78,21
Рассчитать итоговые выбросы вредных веществ при горении нефтепродуктов, разлитых на болоте
0,02
Количество выбросов, кг
1444,092
0,087
Количество выделившегося тепла. кДж 117676,718
Справочная информация по коэффициентам
Тестовые данные
Очистить
Назад
Рисунок 6 - Интерфейс приложения при расчёте выбросов при горении нефтепродуктов на болоте
Визуальное приложение разработано с помощью среды MS Visual Studio на языке программирования Visual Basic [4]. Применение этого приложения при обучении студентов позволит сэкономить время на освоение учебного материала и научит давать правильную оценку экологическому воздействию на атмосферу от источников аварийного горения нефти и нефтепродуктов при разливе на основе комбинации теоретических моделей и экспериментальных измерений.
Список использованной литературы:
1. Иванов А.А. Экологические проблемы нефтепереработки.- СПб.: Лань, 2019.- 408 с.
2. Кузнецов В.Г., Смирнов Д.М. Загрязнение атмосферы от источников горения нефтепродуктов.- Москва: Наука, 2021.- 378 с.
3. Методика расчёта выбросов вредных веществ от источников горения при розливе нефти и нефтепродуктов.- Москва: 1997.- 12 с.
4. Дукин А.Н., Пожидаев А.А. Самоучитель Visual Basic.- СПб.: БХВ-Питер, 2010.- 560 с.
© Рогов А.Ю., Усимов Ю.А., 2023
