УДК 62-97/-98

Разработка функиональной модели многофункционального устройства, предназначенного для ликвидации аварийного разлива нефтепродуктов.

НИ ТПУ

Научный руководитель – д. т.н., доцент

Негативное воздействие разливов нефтепродукта на окружающую среду становится все более существенным в связи с ростом добычи нефти, износом трубопроводного транспорта и диверсионными актами на объектах нефтяной отрасли. Нефтяное загрязнение нарушает естественные процессы, существенно изменяет условия обитания всех видов организмов и накапливается в биомассе. Для выполнения процесса ликвидации аварийного разлива нефти (ЛАРН) применяют различное оборудование, которое выполняет те или иные функции. На данный момент стоит острый вопрос по созданию многофункциональных устройств, обеспечивающих качественную ликвидацию разлива в кратчайшие сроки [4].

На начальном этапе создания различных устройств в основном используются функциональные модели – экспликации отдельных процессов целостных функциональных блоков и цепей устройства. Для создания модели многофункциональной установки по предотвращению разлива нефтепродукта необходимо выделить основные операции ликвидации и выбрать наиболее эффективные и экономически выгодные устройства, используемые при ликвидации разлива. В основном сам процесс условно состоит из следующих стадий: локализация разлива, сбор и извлечение загрязняющего нефтепродукта и пораженного участка земли (воды), транспортировка собранного материала к месту переработки или утилизации [3]. Для оборудований, используемых при проведении качественного процесса ЛАРН, необходимо наличие устройств, обеспечивающих их перемещение, а также различные устройства для хранения и утилизации отходов [2].

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Исходя из вышесказанного, в функциональную модель необходимо включить следующие функции и оборудования, которые обеспечивают выполнение данных функций:

Локализация разлива.

Основными средствами локализации разливов на грунтовой поверхности служат дамбы (сифонные, бетонные) и земляные амбары, запруды, траншеи. В акваториях для выполнения данного этапа ЛАРН используют боновые заграждения. В основном устройства локализации позволяют предотвратить растекание разлива нефти, уменьшить ее концентрацию для облегчения процесса сбора [5].

Сбор и извлечение загрязняющего нефтепродукта.

В настоящий момент при выполнении операции по сбору и извлечению загрязняющего нефтепродукта используется в основном  механический способ. На грунтовой поверхности – это ручные щёточные олеофильные нефтесборщики,  на водной поверхности - скиммеры с различными модификациями заборной установки и модулем для сбора и откачки нефти, включающий в себя нагнетательный насос и сеть магистралей [4].

Транспортировка ликвидированных отходов.

Для эффективного использования оборудования по сбору и извлечению нефтепродукта из пораженного участка поверхности применяют различные виды перекачивающих магистралей, соединяющих конструкции того или иного устройства с емкостями, которые в дальнейшем используются в качестве хранилища нефтепродуктов [1].

Хранение отходов.

Выполнение данной функции в основном выполняют резервуары (секционные, каркасные), поддоны и емкости, выполненные из различных материалов [3].

Переработка/утилизация отходов.

После проведения операция по сбору нефтепродукта производят дополнительную локализацию разлива посредством распыления сорбента или биопрепараты и моющие средства. Данная операция выполняется при использовании таких устройств как распылители, различные изделия из сорбентов. Для сбора сорбента используют сборщики, которые представляют собой ручной бензиновый пылесос, соединенный с емкостью для сбора сорбента, различные отжимные устройства для бонов и полотен, а также ручной сбор при помощи скребков и совковых устройств [7]. Для утилизации применяют установки для сжигания отходов. В основном сжиганию подлежит либо собранный шлам, либо отработанный сорбент [5].

Передислокация (установка оборудования и его перемещение).

Для перемещения оборудования, обеспечивающего сбор нефтепродукта с грунтовой поверхности, применяют бульдозеры, экскаваторы, различные грузовые машины или применяют ручной способ передвижения. Для оборудования, которое используется при сборе нефтепродукта с водной поверхности, применяют различные плавающие устройства (катамараны, понтоны), специализированные суда (танкеры, ледоколы), а также не исключен и ручной способ передвижения устройства [7].

Объединяя все основные этапы выполнения процесса ЛАРН и оборудования, позволяющего выполнять эти процессы, была составлена функциональная модель (рис. 1), которая может являться основной при построении конструкции оборудования для ликвидации разлива нефти.

Используя приведенную в работе функциональную модель, возможно создание целого ряда конструкций установок для ликвидации нефтеразлива, которые будут обладать высоким уровнем агрегативности, высокой эффективностью и простотой сборки [3].

В целях дальнейшего повышения эффективности процесса ЛАРН необходима разработка конструкции универсальной установки, основанная на предложенной в данной статье функциональной модели. Непосредственно при самой разработке стоит провести анализ всех существующий в настоящее время технических устройств, которые будут включены в конструкцию будущей установки, а также необходимо провести расчеты на оптимизацию, экологическую и экономическую рентабельность.

Список литературы

Машины и оборудование газонефтепроводов: учебное пособие / , , ; Томский политехнический университет. - Томск: Изд. ТПУ, 2013.- 376 с. , Передвижная установка для очистки рабочих поверхностей от разливов нефтесодержащих жидкостей и сбора сыпучих мелкокусковых материалов: Пат. 104197 Российская Федерация: МПК Е01Р 1/08 (2006.01). Хабаровск, ДВГУПС. № 000/21; заявл. 28.10.2010; опубл. 10.05.2011, Бюл. №13. 3 с. Оценка технических средств нейтрализации аварийных разливов нефтепродуктов [Электронный ресурс] // ТВОРЧЕСТВО ЮНЫХ – ШАГ В УСПЕШНОЕ БУДУЩЕЕ Материалы VIII Всероссийской научной студенческой конференции с элементами научной школы имени профессора , 23-27 ноября 2015. – Томск: ТПУ, 2015 – С. 461-463. – Режим доступа: http://portal. tpu. ru/files/conferences/sbornik-korovin-VIII. pdf Пашаян, очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения / , // Экология и промышленность России - май 2008. - С.32 - 35. Продукция компании НД-ЭкоСистем [Электронный ресурс] // ndecosystems. ru - Режим доступа: http://www. ndecosystems. ru/products/, свободный.  – Загл. с тит. экрана (дата обращения: 20.10.2015). Применение диспергентов для обработки нефтяных разливов [Электронный ресурс] //http://www. -  Режим доступа: http://www. /ru/knowledge-resources/documents-guides/document/-40b0e2bd77, свободный.  – Загл. с тит. экрана (дата обращения: 02.02.2016). Применение скиммеров при ликвидации разливов нефти [Электронный ресурс] //http://www. -  Режим доступа: http://www. /ru/knowledge-resources/documents-guides/document/05-primenenie-skimmerov-pri-likvidacii-razlivov-nefti/, свободный.  – Загл. с тит. экрана (дата обращения: 02.02.2016).