Safety in TechnosphereSafety in TechnosphereБезопасность в техносфере1998-071X1332310.12737/21722Методы и средства обеспечения безопасностиMethods and means of safetyМетоды и средства обеспечения безопасностиDecrease of Harmful Atmospheric Emission at Oil and Gas Condensate Fields Owing to Application of Jet DevicesСнижение вредных выбросов в атмосферу на нефтегазо-конденсатных месторождениях за счет применения струйных аппаратовСпиридоновВ. С.SpiridonovV. S.spir-VS0346@yandex.ru
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
АкимовМ. В.AkimovM. В.6732062@mail.ruМосковский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (МГТУ им. Н. Э. Баумана)МоскваРоссияBauman Moscow State Technical UniversityMoscowRussian Federation2506201625062016534147https://naukaru.ru/en/nauka/article/13323/view
Показана актуальность защиты воздушного бассейна от загрязнения низконапорными (факельными) газами, а также возможность решения данной задачи
с помощью жидкостно-газовых струйных аппаратов с активным двухфазным
потоком. Приведены результаты экспериментальных исследований эжекторов с активным двухфазным потоком при массовой доле газа в активном потоке более 0,003. Отмечена значительная погрешность результатов расчета
по методике, не учитывающей взаимодействие активного газа и жидкости на
начальном участке камеры смешения. Показано, что использование уравнения
сохранения импульса для потоков жидкости и газа на начальном участке камеры смешения позволяет учесть влияние энергии активного газа и получить
удовлетворительное согласование расчета с экспериментом при массовой доле
газа в активном потоке более 0,003. Полученные результаты использованы при
проектировании жидкостно-газовых струйных аппаратов с активным двухфазным потоком для утилизации низконапорных (факельных) газов на нефтегазоконденсатном месторождении «Кокдумалак».
Actuality of atmosphere protection from pollution by low-pressure flare gas as well as possibility of solving of this problem
owing to application of liquid-gas jet devices with two-phase active flow are shown. Results of experimental investigations
of ejectors with active two-phase flow at mass fraction of gas in active flow more than 0.003 are presented. Significant
error of calculation results using approach which does not take into consideration interaction of active gas and liquid
at mixing chamber initial zone is observed. It is shown that use of momentum conservation equation for liquid and gas
flows at mixing chamber initial zone enables to take into account influence of active gas energy and to obtain satisfactory
agreement of calculation and experimental data at mass fraction of gas in active flow more than 0.003. The obtained
results were used for designing of liquid-gas jet devices with active two-phase flow for low-pressure flare gas utilization at
Kokdumalak oil and gas condensate field.
1. Введение в проблемуПредприятия нефтегазового комплекса относятся к крупнейшим загрязнителям атмосферы Земли. По разным оценкам [1], в атмосферу нашей планеты ежегодно выбрасывается от 40 до 90 млн т различных углеводородов. Основными компонентами этих выбросов являются легкие углеводороды метанового ряда C1…C5 и сероводород H2S, присутствующий в нефти в значительном количестве. При этом наибольший объем выбросов (более 20 млн т/год) приходится на метан CH4. Углеводороды оказывают негативное воздействие на все живые организмы, а метан приводит к усилению парникового эффекта на нашей планете. Так, согласно [2], вклад СН4 в усиление парникового эффекта в настоящее время составляет около 18% и по этому показателю он уступает только углекислому газу.
Антропогенное загрязнение атмосферы и экосистемы Земли: уч. пособие по курсу «Биоэкология» / С. В. Белов, Г. П. Павлихин, В. С. Спиридонов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. - 52 с.Belov S.V., Pavlikhin G.P., Spiridonov V.S. Anthropogenic pollution of the atmosphere and the Earth’s ecosystem: Ouch. manual for the course “Bioecology”. Moscow, Publishing House of the MSTU, 2000, 52 p. (in Russian)Введение в экологическую химию: Учебное пособие / Ю. И. Скурлатов, Г. Г. Дука, А. Мизити. - М.: Высш.шк., 1994. - 400 с.Skurlatov Y.I., Duca G.G., Miziti A. Introduction to Environmental Chemistry. Moscow, Vyssh.shk. Publ., 1994, 400 p. (in Russian)Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы нефтегазового дела: учебник. - Уфа: ООО ДизайнПолиграфСервис, 2001. - 544 с.Korshak A.A. Shammazov A.M. Fundamentals of the oil and gas business: a textbook. Ufa LLC «DizaynPoligrafServis» Publ., 2001, 544 p. (in Russian)Рудин М. Г. Карманный справочник нефтепереработчика. - Л.: Химия, 1989. - 464 с.Rudin M.G. Pocket Guide refiner. Leningrad, Chemistry Publ., 1989, 464 p.Горелик Д. О., Конопелько Л. А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэроаналитические измерения. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 432 с.Gorelik D.O., Konopelko L.A. Monitoring of air pollution and emission sources. Aeroanaliticheskie measurement. Moscow, Publishing House of Standards.1992, 432 p. (in Russian)Цегельский В. Г. Двухфазные струйные аппараты. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 408 с.Tsegelsky V.G. Two-phase jet apparaty. Moscow, Publishing house of Bauman MSTU, 2003, 408 p. (in Russian)Акимов М. В., Цегельский В. Г. Экспериментальное исследование жидкостно-газовых струйных аппаратов с активным двухфазным потоком // Изв. вузов. Машиностроение. - 2002. -№ 5. - С. 21-34.Akimov M.V., Tsegelsky V.G. Experimental study of the liquid-gas jet apparatus with an active two-phase flow. Math. universities. Mashinostroenie. [Math. universities. Mashinostroenie]. 2002, I. 5, pp. 21-34. (in Russian)Акимов М. В. Утилизация низконапорных факельных газов на предприятиях энергетического комплекса с помощью жидкостно-газовых струйных аппаратов с двухфазным активным потоком // Безопасность жизнедеятельности. - 2005. - № 11. С. 21-25.Akimov M. Utilization of low pressure f lare gases at the enterprises of the energy complex using liquid-gas jet apparatus with a two-phase f low of active safety. Zhiznedeyatelnosti. [Zhiznedeyatelnosti]. 2005, I. 11, pp. 21-25. (in Russian)Yinhai Zhu, Wenjian Cai, Changyun Wen, Yanzhong Li. Numerical investigation of geometry parameters for design of high performance ejectors// journal Applied Thermal Engineering, May 2008.Yinhai Zhu, Wenjian Cai, Changyun Wen, Yanzhong Li. Numerical investigation of geometry parameters for design of high performance ejectors. Journal Applied Thermal Engineering. May 2008.Васильев Ю. Н. К теории газового эжектора // Сборник работ по исследованию сверхзвуковых газовых эжекторов. - М., 1961. - С. 48-79.Vasiliev Y.N. On the theory of gas ejector. The collection of studies on supersonic gas ezhektorov. Moscow, 1961, pp. 48-79. (in Russian)