Установка для рассеивания выбросов вредных веществ
Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, конкретнее, к устройствам для защиты населения от вредных веществ в приземном слое атмосферы при отработке газонефтяных скважин для их освоения и исследования, а также при удалении углеводородов из участков трубопроводов, связанных с их разгерметизацией. Задачей, на достижение которой направлена заявляемая полезная модель является снижение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы при отработке газонефтяных скважин для их освоения и исследования, а также при удалении углеводородов из участков трубопроводов, связанных с их разгерметизацией. В установке для рассеивания выбросов вредных веществ, включающей передвижную раму с установленным на ней осевым вентилятором, осевой вентилятор выполнен в виде воздушного винта, закрепленного на выходном валу двигателя, и установлен на раме с возможностью поворота оси выходного вала двигателя в вертикальной плоскости вверх. Использование установки при освоении газонефтяных скважин в период метеоусловий, неблагоприятных для рассеивания выбросов вредных веществ в атмосфере позволяет увеличить интенсивность рассеивания вредных веществ в приземном слое атмосферы и, как показывают расчеты, снизить на несколько порядков концентрации вредных веществ (метан, сероводород, диоксид углерода и др.) в приземном слое атмосферы при горящем выбросе и в 50 и более раз при выбросе без сжигания (срыве пламени).
Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, конкретнее, к устройствам для защиты населения от вредных веществ в приземном слое атмосферы при отработке газонефтяных скважин для их освоения и исследования, а также при удалении углеводородов из участков трубопроводов, связанных с их разгерметизацией.
Значительная часть операций, связанных с освоением, например, газонефтяных скважин, после завершения процесса бурения или после их капитального ремонта требует проведения так называемой «отработки скважины на амбар», при которой осуществляется выброс находящейся в скважине смеси в окружающую среду, при этом, как правило, выбрасываемая смесь поджигается. Схожий процесс происходит при аварийном опорожнении поврежденных участков трубопроводов, когда ситуация не позволяет переместить находящийся в трубопроводе продукт в соседний трубопровод или специальные емкости. В этом случае, в трубопровод, рядом с местом повреждения, осуществляется врезка выкидной линии, через которую продукт удаляется на аварийный факел. В этих ситуациях при отсутствии специальных метеоусловий, облако выброса вредных веществ может начать движение в сторону населенных территорий или особоуязвимых объектов природной среды. В этом случае процесс отработки необходимо останавливать, что зачастую приводит к необходимости впоследствии повторять освоение скважины, а в ситуации с аварийным трубопроводом прекращение его опорожнения чревато неконтролируемым развитием аварии. Наиболее эффективным и доступным
способом не прекращать «отработку» и обеспечить сохранение безопасных концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферы является их рассеивание (см., например, Эльтерман В.М. «Охрана воздушной среды на химических и нефтехимических предприятиях» М. «Химия» 1985 г., стр.8).
В патентной литературе описаны различные способы активной коллективной защиты населения от ядовитых или отравляющих веществ путем их рассеивания в атмосфере за счет формирования защитной приземной плоской направленной вертикально вверх струйной газовоздушной завесы (патент РФ на изобретение №2179046, 7МПК А 62 В 29/00, опубл. 10.02.2002, бюл. №4), либо образования приземной плоской свободноконвективной турбулентной направленной вертикально вверх газовоздушной струи (патент РФ на изобретение №2255779, 7МПК А 62 В 29/00, F 24 F 9/00, опубл. 10.07.2005, бюл. №19).
В указанных способах отсутствуют описания устройств, обеспечивающих рассеивание аварийно химически опасных веществ.
Наиболее близкой к заявляемой по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является мобильная установка для формирования воздушной завесы для защиты населения от ядовитых или отравляющих веществ, содержащая воздуходувную машину и струйные направляющие аппараты, выполненные в виде корпуса с расположенным в верхней части направленным вертикально вверх воздуховыпускающим щелевидным насадком с конфузорным входным участком, отличающаяся тем, что передвижные струйные направляющие аппараты соединены последовательно посредством шарниров, воздуходувная машина установлена внутри каждого струйного направляющего аппарата и выполнена в виде осевого вентилятора, размещенного перед конфузорным входным участком воздуховыпускающего щелевидного насадка так, что ось вентилятора направлена вертикально и совпадает с центром воздуховыпускающего щелевидного насадка, а корпус струйного направляющего аппарата выполнен в виде кубической рамы и имеет только
одну сплошную вертикальную касающуюся поверхности почвы стенку, обращенную к содержащему ядовитые или отравляющие вещества набегающему потоку воздуха (Патент РФ на изобретение №2232039, 7МПК А 62 В 29/00, F 24 F 9/00, опубл. 10.07.2004, бюл. №19).
Данная установка, при неблагоприятных для рассеивания концентраций вредных веществ в атмосфере, не обеспечивает увеличение интенсивности рассеивания вредных веществ, вследствие выполнения основной своей функции - формирования воздушной завесы.
Задачей, на достижение которой направлена заявляемая полезная модель является снижение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы при отработке газонефтяных скважин для их освоения и исследования, а также при удалении углеводородов из участков трубопроводов, связанных с их разгерметизацией.
Поставленная задача решается заявляемой установкой для рассеивания выбросов вредных веществ, включающей передвижную раму с установленным на ней осевым вентилятором, в которой осевой вентилятор выполнен в виде воздушного винта, закрепленного на выходном валу двигателя, и установлен на раме с возможностью поворота оси выходного вала двигателя в вертикальной плоскости вверх.
Технический результат, получаемый при использовании заявляемой установки, заключается в увеличении интенсивности рассеивания выбросов вредных веществ за счет динамического подъема выбросов вредных веществ и интенсификации турбулентной диффузии в зоне выбросов.
Указанный результат обеспечивается отличительными признаками заявляемой установки, а именно тем, что в ней осевой вентилятор выполнен в виде воздушного винта, закрепленного на выходном валу двигателя, и установлен на раме с возможностью поворота оси выходного вала двигателя в вертикальной плоскости вверх.
Сущность заявляемой установки поясняется чертежами.
Установка при транспортировке к очагу выброса вредных веществ может размещаться на автомобильном прицепе, вариант исполнения которой показан на фиг.1, а также в кузове автомобиля, на железнодорожной платформе и любом грузовом средстве передвижения.
На фиг.2 показана установка, размещенная на автомобильном прицепе, в работающем положении.
Установка для рассеивания выбросов вредных веществ состоит из передвижной рамы-основания 1, жестко закрепленной на полу автомобильного прицепа 2, оборудованном механизмами фиксации шасси 3. На передвижной раме-основании 1 через шарнирное соединение 4 установлена поворотная рама двигателя 5. На поворотной раме 5 смонтирован двигатель 6, обеспечивающий стабильную работу установки при повороте оси выходного вала двигателя в вертикальной плоскости вверх на угол до 90°. Двигатель установки может быть любого типа (авиационный двигатель, электродвигатель, при наличии источника электроэнергии и линии электропередачи, обеспечивающей его работу на месте работы установки). Может быть использован поршневой двигатель внутреннего сгорания автомобиля, при этом его использование в качестве силового агрегата установки обеспечивает угол поворота оси выходного вала в вертикальной плоскости вверх на угол до 40°, вследствие особенностей конструкции системы смазки двигателя.
На выходном валу 7 двигателя 6 закреплен воздушный винт 8, защищенный сетчато-рамным ограждением 9, закрепленным на поворотной раме двигателя 5. С противоположной от сетчато-рамного ограждения 9 стороны к поворотной раме 5 прикреплен рычаг 10 с отверстиями в задней части для рабочего фиксатора 11, соединяющего рычаг 10 и кулису 12, в которой выполнены для этого отверстия 13. Кулиса 12 установлена на передвижной раме-основании 1 через шарнирное соединение 14. В транспортном положении установки рычаг 10 закреплен транспортным фиксатором 15, удерживающем поворотную раму 5 в горизонтальном
положении. В задней части установки на раме-основании 1 размещены топливный бак 16, аккумулятор 17, и щит приборов управления 18, в котором при необходимости может быть смонтировано пусковое устройство двигателя (на чертеже не показано). В защитном кожухе 19, расположенном между топливным баком 16, щитом приборов управления 18, аккумулятором 19 и двигателем 6 размещены топливопроводные шланги и кабели электропитания и управления (на чертеже не показаны).
Установка работает следующим образом.
После доставки установки автотранспортом к очагу выброса вредных веществ и закрепления механизмов фиксации шасси 3 автомобильного прицепа 2, снимается транспортный фиксатор 15 рычага 10. С помощью любого, в том числе ручного, привода, рычага 10 и шарнирного соединения 4 осуществляется поворот в вертикальной плоскости вверх на требуемый угол поворотной рамы двигателя 5 и, соответственно, выходного вала двигателя 7. Угол поворота при этом определяется высотой очага выбросов вредных веществ и метеоусловиями местности в данный момент. Рычаг 10 закрепляется в нужном отверстии 13 кулисы 12 при помощи рабочего фиксатора 11, при этом кулиса 12 имеет возможность перемещения в обе стороны относительно шарнирного соединения 14. С щита приборов управления 18, с помощью аккумулятора 17 осуществляется пуск двигателя 6, вращающего воздушный винт 8, при этом топливо в двигатель 6 поступает из топливного бака 16. Под действием лопаток воздушного винта 8 отбрасываемый поток воздуха (показан на фиг.2 стрелками), направляемый на источник выбросов вредных веществ «разбавляет» выбросы, осуществляет их динамический подъем в атмосфере и интенсифицирует турбулентную диффузию в зоне источника выбросов.
Как показывают расчеты, выполненные с помощью методик расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий и методик расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании попутного нефтяного газа на факельных
установках, использование установки для рассеивания выбросов вредных веществ при освоении газонефтяных скважин в период метеоусловий, неблагоприятных для рассеивания выбросов вредных веществ в атмосфере позволяет снизить на несколько порядков концентрации вредных веществ (метан, сероводород, диоксид углерода и др.) в приземном слое атмосферы при горящем выбросе и в 50 и более раз при выбросе без сжигания (срыве пламени).
Данная установка может использоваться для рассеивания концентраций и иных вредных веществ, образующихся по различным причинам в атмосфере.
Установка для рассеивания выбросов вредных веществ, включающая передвижную раму с установленным на ней осевым вентилятором, отличающаяся тем, что осевой вентилятор выполнен в виде воздушного винта, закрепленного на выходном валу двигателя, и установлен на раме с возможностью поворота оси выходного вала двигателя в вертикальной плоскости вверх.
