Обеспечение безопасности, прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайной ситуации на компрессорной станции

π = 3,14;

Р2 – максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, равное 7,5∙103 кПа;

r – внутренний радиус трубопроводов, равный 1 м;

L – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, 30 м.

Следовательно, согласно формуле (3.2) вычислим массу ГГ, вышедших в результате аварии и в помещение:

m =3465∙0,67= 2322 (кг).

Z – коэффиц

иент участия горючего вещества во взрыве, который допускается принимать для горючих газов Z = 0,5;

Vсв – свободный объем помещения, в нашем случае Vсв =44200 м3;

Сст – стехиометрическая концентрация ГГ, %(об.), вычисляемая по формуле

Сст = 100/(1+4,84β), (2.7)

где β = nc+((nH-nX)/4)-(no/2) – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; (2.8)

Следовательно стехиометрическая концентрация ГГ будет равна:

Сст =100/(1+4,84 ∙2) = 9,36%(об.).

Кн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Кн допускается принимать равным 3.

Из всего выше вычисленного можно найти значение избыточное давление взрыва ∆Р для индивидуальных горючих веществ:

∆Р =(900-101) ∙((2322∙0,5)/(44200∙0,67)) ∙ (100/9,36) ∙ (1/3) = 112 кПа

Определим степень разрушения здания компрессорной станции по таблице 2.1

Таблица 2.1 Предельно допустимое избыточное давление взрыва в помещениях или на открытом пространстве

В соответствии с таблицей определяем, что при ∆Р=112 кПа происходит полное разрушение здания компрессорной станции.

Произведем расчет параметров пожара для наиболее вероятного сценария С2: разгерметизация трубопровода с природным газом (частичная разгерметизация всасывающего газопровода ГПА f 1020*16,5 мм 285 м в блоке компримирования газа в здании компрессорной станции) ® выброс газа в пределах помещения ® воспламенение от источника зажигания ® термическое поражение оборудования и персонала, дальнейшее развитие аварии на территории предприятия.

Исходные данные:

Трубопровод высокого давления Рт=7,5 МПа;

Максимальный расход q=5 м3/с;

Диаметр трубопровода d=1020 мм;

Время срабатывания задвижек (автоматическое отключение) Т=20 с;

Расстояние между задвижками l=20 м;

Параметры помещения 85×65×10.

Находим массу горючего газа, вышедшего в результате расчетной аварии в помещение:

V=m∙ρг;

По формуле 2.3:

ρг = = кг/м3,

По формуле 2.6: V2Т = 0,01∙ 3,14∙ 7,5∙10 3∙0,5²·20= 1178 м3;

По формуле 2.5: V1Т =q∙T = 5∙20=100 м3;

По формуле 2.4 рассчитаем объем газа вышедшего из трубопроводов:

Vг = 100+1178= 1278 м3;

Согласно формуле 2.2 вычислим массу ГГ, вышедших в результате аварии и в помещение:

m =1278∙0,67=856 кг;

Vсв = 0,8∙55250= 44200 м3 - свободный объем помещения;

СН4:β =1+((4-0)/4-(0/2) =2;

По формуле (2.7):

Сст =100/(1+4,84 ∙2) = 9,36%(об.);

Z=0,5 по таблице 2.7.

По формуле (2.1) избыточное давление сгорания газовоздушной смеси ∆Р, кПа, для индивидуальных горючих веществ определяется:

∆Р = (900 –101) ∙ ((2023∙0,5)/(44200∙0,67.)) ∙ (100/9,36) ∙ (1/3)=97кПа,

В соответствии с таблицей 2.1, при ∆Р=97 кПа происходит полное разрушение здания компрессорной станции.

2.4 Расчёт параметров волны давления при разрыве газопровода в открытом пространстве

Рассчитаем параметры волны давления при разрыве газопровода в открытом пространстве, для сценария С3 развития аварии с максимально негативным воздействием на окружающую среду

Параметрами волны давления являются избыточное давление в положительной фазе волны Dp и безразмерный импульс положительной фазы волны i.

При разрушении газопровода с природным газом на полное сечение реализуются три основных сценария:

1 – образование воздушных волн сжатия в воздухе за счет расширения в атмосфере природного газа, выброшенного под высоким давлением из объема разрушившейся части газопровода с воздействием избыточного давления и импульса, разлет фрагментов трубы и обломков грунта;

2 – образование огневого шара, возникающего на начальной стадии истечения газа из разрушенного трубопровода (не более 1 минуты после разрушения), с воздействием теплового поля;

3 – горение факела с воздействием теплового поля от пламени, образованного горением высокоскоростных струй газа, истекающих из разрушенной части трубопровода.

При моделировании опасных факторов взрыва учитывались только факторы нагружения импульсным и барическим действием воздушных волн сжатия, образующихся при расширении в атмосфере природного газа, выброшенного под высоким давлением из объема разрушившейся части газопровода. Для расчета этих характеристик были использованы широко применяемые на практике соотношения М.А.Садовского для сферической волны в свободном пространстве [13, 14]:

– избыточное давление на фронте волны сжатия:

, МПа, (2.8)

где - приведённый радиус, рассчитан по формуле 2.11;

– импульс положительной фазы сжатия:

, кПа×с, (2.9)

где -масса тротилового эквивалента, рассчитан по формуле 3.5;

– период положительной фазы сжатия:D

, с, (2.10)

где R – расстояние от места аварии, принимается равным 60 м, расстояние до первого садового участка.

Приведённый радиус рассчитывается по формуле:

, (2.11)

Приведение энергии расширения массы газа, участвующей в формировании первичных волн сжатия к эквивалентной энергии от взрыва тротилового эквивалента в соответствии с законами подобия [15,16] позволяет выражение (2.5), в котором энергия распределения сферической волны при наземном взрыве удваивается и имеет форму полусферы:

 Скачать реферат