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

Эти расстояния для горючих газов рассчитываются по формулам:

, (2.20)

, (2.21)

где mг – масса поступившего в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;

ρг – плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;

СНКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ % (об.).

Для определения плотности ГГ применяется формула:

, (2.22)

где М – молярная масса, равна 16,1 кг/моль – для природного газа;

V0 – мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;

tp – расчетная температура, равная 12 0С;

Отсюда, ρг = 16,1/(22,413·(1+0,00367·12)) = 0,71 кг/м3.

Произведем расчёт зон НКПР пламени для сценария С3 с максимально негативным воздействием на окружающую среду, при беспламенном истечении газа из образовавшегося свища в газопроводе в 5 м3/с и длительностью 15 минут.

Для определения массы поступившего в открытое пространство ГГ при разгерметизации трубопровода применяется формула 2.2:

mг=Vт∙ρг,

Объем газа, вышедшего из трубопровода, по формуле 2.4:

Vт = 5∙900=4500 м3;

mг=4500 × 0,71 =3195 кг.

Т.о. по формулам (2.20) и (2.21) рассчитаем расстояния XНКПР, YНКПР и ZНКПР для природного газа, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР:

м;

м.

Для ГГ геометрически зона, ограниченная НКПР, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой hб = 2Rб при Rб £ h и hб = h + Rб при Rб > h, внутри которого расположен источник возможного выделения ГГ [17].

Таким образом, для расчетной аварии подземного трубопровода, геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб = XНКПР = YНКПР = 142,6 м и высотой hб = Z НКПР=3,2 м.

2.7 Расчетное определение значения коэффициента участия ГГ во взрыве

Приведенные расчеты применяются для случая

100т/(ρг.п ∙ Vсв)<0.5 ∙ CНКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени газа, % (об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Коэффициент Z участия ГГ во взрыве при заданном уровне значимости рассчитывается:

Z = ((5∙10-3∙π)/m) ∙ ρг ∙(C0+ CНКПР /δ) ∙ ХНКПР ∙ YНКПР ∙ ZНКПР; (2.23)

Рассчитаем коэффициент Z участия ГГ во взрыве при заданном уровне значимости для наиболее опасного сценария С1.

Данные для расчета:

m =2322 кг, согласно формуле (2.2);

ρг = 0,67 кг/м-3, согласно формуле (2.3);

С0 = 296 %(об.), согласно (2.11) – при отсутствии воздушной среды;

С0 = 235 %(об.), согласно (2.12) – при подвижной воздушной среде;

δ = 1,63

при отсутствии воздушной среды

Z = ((5∙10-3 ∙3,14)/2322) ∙0,67 ∙(296+(5,28/1,63)) ∙204 ∙156 ∙0,54 = 23;

при подвижной воздушной среде:

Z = ((5∙10-3 ∙3,14)/2322) ∙0,67 ∙(235+(5,28/1,63)) ∙199 ∙152 ∙0,58 = 19.

Таким образом коэффициент участия горючих газов во взрыве при отсутствии воздушной среды равно 23, при подвижной воздушной среде – 19.

2.8 Расчет параметров взрыва газовоздушных смесей

При взрыве газовоздушных смесей (ГВС) зону детонационной волны, ограниченную радиусом r0, можно определить по формуле

r0 = , м, (2.24)

где 1/ 24 - коэффициент, м/кДж1/3;

Э - энергия взрыва смеси, определяемая из выражения

Э = , кДж, (2.25)

где С - стехиометрическая концентрация горючего по объему в %, для метана 9,45 об.%;

rстх - плотность смеси стехиометрического состава, кг/м3, для метана составит 1,232 кг/м3;

Qстх - энергия взрывчатого превращения единицы массы смеси стехиометрического состава, кДж/кг;

V0 - свободный объем помещения, м3.

Произведем расчет параметров взрыва газовоздушных смесей для наиболее опасного сценария С1:

Данные для расчета: Qстх – для метана 2,763∙103 кДж/кг,

V0 =0,8∙Vп=0,8∙55250=44200 м3.

Э = =1592,1∙106, кДж,

r0 = =48,7, м,

Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте ударной волны DРф зависит от расстояния до центра взрыва и определяется таблице 2.2, исходя из соотношения

DРф = f (r / r0), (2.26)

где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.

Таблица 2.2- Зависимость DРф от расстояния до центра взрыва

 Скачать реферат