USD 97.4402

+0.42

EUR 105.8415

+0.32

Brent 73.1

+0.07

Природный газ 2.663

+0.01

, Обновлено 17 мая 11:20
40668

Взрывы при аварийной разгерметизации магистральных газопроводов (МГП)

Взрывное горение при авариях на газопроводе может происходить также по одному из 2-х режимов: хлопок или взрыв

Взрывы при аварийной разгерметизации магистральных газопроводов (МГП)

Аварии при разгерметизации газопроводов сопровождаются следующими процессами и событиями:

  • истечением газа до срабатывания отсекающей арматуры (импульсом на закрытие арматуры является снижение давления продукта);
  • закрытие отсекающей арматуры; истечение газа из участка трубопровода, отсеченного арматурой.

  • В местах повреждения происходит истечение газа под высоким давлением в окружающую среду.
    На месте разрушения в грунте образуется воронка.
    Метан поднимается в атмосферу (легче воздуха), а др. газы или их смеси оседают в приземном слое.
    Смешиваясь с воздухом газы образуют облако взрывоопасной смеси - газовоздушную смесь (ГВС).
    При наличии источника зажигания случается воспламенение облака ГВС.
    Взрывное горение при авариях на газопроводе может происходить также по одному из 2х режимов:
    • хлопок ГВС - дефлаграционный режим - быстрое сгорание горючей смеси, которое не сопровождается образованием сжатых газов, способных разрушать объекты;
    • взрыв ГВС - детонационный режим - быстрое химическое превращение взрывоопасной среды, сопровождающееся выделением теплоты, энергии и образованием сжатых газов, способных производить разрушение объектов.
    Для большинства углеводородных газов скорость распространения пламени сначала составляет около 0,40 м/сек. При такой скорости горения взрыва не происходит.
    При достижении скорости распространения пламени более 100 м/сек возникает дефлаграционное горение, при котором генерируются взрывные волны с максимальным разрушающим избыточным давлением до 100 кПа. Продолжительность горения до достижения взрывного режима для газов - около 0,2 сек.
    При дальнейшем ускорении горения дефлаграционые процессы перерастают в детонационные, со скоростью распространения пламени более 1 км/сек.
    Статистика показывает, что примерно 80% аварий сопровождается пожаром.
    Искры возникают в результате взаимодействия частиц газа с металлом и твердыми частицами грунта.
    Обычное горение трансформируется во взрыв за счет самоускорения пламени при его распространении по рельефу и в лесу.

    Оперативное прогнозирование последствий аварии

    При оперативном прогнозировании принимают, что процесс развивается в детонационном режиме.
    Расчетно определяют:
    • дальность распространения облака взрывоопасной смеси в направлении ветра;
    • границу зоны детонации, ограниченная радиусом r0, в результате истечения газа за счет нарушения герметичности газопровода;
    • массовый секундный расход газа М из газопровода для критического режима истечения, когда основные его параметры (расход и скорость истечения) зависят только от параметров разгерметизированного трубопровода.
    В зоне действия детонационной волны давление принимается равным 1,7 МПа.
    Давление во фронте воздушной ударной волны на различном расстоянии от газопровода определяется с использованием данных табл.
    При прогнозировании последствий случившейся аварии на газопроводе:
    • зону детонации и зону действия воздушной ударной волны принимают с учетом направления ветра;
    • считают, что граница зоны детонации распространяется от трубопровода по направлению ветра на расстояние 2r0;
    • зона детонации определяется в виде полос вдоль всего трубопровода шириной 2r0, расположенных с каждой из его сторон:
      • это связано с тем, что облако взрывоопасной смеси может распространяться в любую сторону от трубопровода, в зависимости от направления ветра,
      • за пределами зоны детонации по обе стороны от трубопровода находятся зоны действия воздушной ударной волны,
      • на плане местности эти зоны также имеют вид полосовых участков вдоль трубопровода.
    При разработке разделов проекта ИТМ ГОЧС на планах местности вдоль МНП и МГП наносятся зоны возможных сильных разрушений, границы которых определяются величиной избыточного давления 50 кПа.
    При проведении оперативных расчетов следует учитывать, что в зависимости от класса МГП, рабочее давление газа Рг может составлять:
    • для газопроводов высокого давления - 2,5 МПа;
    • среднего давления - от 1,2 до 2,5 МПа;
    • низкого давления - до 1,2 МПа.
    Диаметр газопровода может быть 150 - 1420 мм.
    Температура транспортируемого газа может быть принята в расчетах t = 40оС.
    Состав обычного природного газа, при отсутствии данных, может быть принят в соотношении:
    • метан (СН4) - 90 %;
    • этан (С2Н6) - 4 %; пропан (С3Н8) - 2 %; Н-бутан (С4Н10) - 2 %; изопентан - (С5Н12) - 2 %.

    Пример расчета радиуса зоны детонации r0

    Исходные данные:
    D = 0,5 м; Рг = 1,9 МПа; t = 400С; W = 1 м/с; m=0,8.
    Расчет:
    1. R0=8314,4 =8314,4 = 486Дж/(кг*К).
    2. Vг = R0 = 0,08 м3/кг.
    3. М = 536 кг/с.
    4. r0 = 12,5 = 289 м.
    Новости СМИ2




    Подпишитесь на общую рассылку

    лучших материалов Neftegaz.RU

    * Неверный адрес электронной почты

    Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»