Procedimiento recomendado para determinar (calcular) los límites y características de las zonas de impacto de los factores dañinos de los accidentes. Cálculo de las consecuencias de una explosión dentro de equipos tecnológicos Calcular las áreas afectadas de la onda de choque

En caso de accidente en un parque de tanques, se toma la cantidad de gas q (t) o vapor: 30% del volumen del tanque más grande con gasolina, 20% con aceite. En caso de accidente en un oleoducto, hasta el 20% del petróleo derramado y hasta el 50% del gas liberado. En caso de accidente automovilístico: 4 toneladas de gasolina. En caso de accidente en ferrocarril- 10 toneladas de gasolina, 7 toneladas de aceite. Se supone que el valor de la deriva de gas de la nube de aire es de 300 m hacia la empresa.

En la explosión de vapor y gas de la mezcla de aire, se separa una zona de una onda de detonación con un radio de R1 y una zona de una onda de choque. También se determina: el radio de la zona de daño fatal a las personas (R cm); radio de remoción segura (R bu), donde R f = 5 kPa; radio de la concentración máxima permitida a prueba de explosiones de vapor, gas Kpdvk.

La presión en el frente de la onda de choque Pf2 en la zona de la onda de choque se determina de acuerdo con la tabla / 19 /

El exceso de presión en la zona de la onda de detonación está determinado por:

El radio de la zona de lesiones fatales de personas está determinado por la fórmula:

donde Q es la cantidad de gas, gas en toneladas;

R1 es el radio de la zona de la onda de detonación;

R CM es el radio de daño fatal a las personas.

Cálculo de la explosión de un tanque de acero vertical con una capacidad de 5000 m3 con aceite

Determine la cantidad de gas liberado durante la explosión:

La cantidad de aceite en toneladas:

5000? 875 = 4375000 kg. = 4375 t.

Entonces la cantidad de gas:

0,2? 4375 = 875 t.

Según la fórmula determinamos el radio de la zona de la onda de detonación:

R1 = 18,5? (875) 1/3 = 173,00 m.

Usando la fórmula, determinamos el radio de la zona letal:

RCM = 30? (875) 1/3 = 280,53 m.

La distancia desde el centro de la explosión a la sala de control es r2 = 200 m, luego r2 / R1 = 200/173 = 1.16, luego el exceso de presión desde el centro de la explosión a la sala de control es Pf1 = 279 kPa

Cuando se explota un suministro de agua caliente, se forma una zona de emergencia con una onda de choque, que provoca la destrucción de edificios, equipos, etc. de la misma forma que ocurre con una explosión nuclear de hidrocarburos. En la misma técnica, la zona de emergencia en caso de explosión del suministro de agua caliente se divide en 3 zonas: la zona de detonación (onda de detonación); zona de acción (propagación) de la onda de choque; zona HC aire.

Zona de onda de detonación (zonaI) está dentro de la nube de explosión. El radio de esta zona r1 , m se puede determinar aproximadamente mediante la fórmula

dónde Q- número mezcla explosiva ACS almacenado en un depósito, es decir

17,5 - un coeficiente empírico que le permite tener en cuenta varias condiciones para la ocurrencia de una explosión.

Sobrepresión ( Δ Rf), que se supone constante Δ Rf1 = 1700 kPa.

La zona de acción de la onda de choque (zonaII) - cubre toda el área de expansión del suministro de agua caliente como resultado de su detonación. El radio de esta zona:

El exceso de presión dentro de la zona II varía de 1350 kPa a 300 kPa y se calcula mediante la fórmula

Δ Rf2 =,

dónde r Es la distancia desde el centro de la explosión hasta el punto considerado, m.

Figura 1. Zonas emergencia con una explosión de una mezcla de aire y gas.r1 rr

En el área de acción de los hidrocarburos aerotransportados (zonaIII) - Se forma un frente de hidrocarburos que se propaga a lo largo de la superficie de la tierra. El radio de la zona es r3> r2, y r3 es la distancia desde el centro de la explosión hasta el punto en el que se requiere determinar el exceso de presión del aire HC (ΔРf3): r3 = r. El exceso de presión en la zona III, dependiendo de la distancia al centro de la explosión, se calcula mediante la fórmula

Δ Rf3 =, aψ 2 ,

Δ Rf3 =, aψ 2

dónde ψ =0,24 r3/ r1 = (0.24r) / (17.5) es un valor relativo.

El grado de destrucción de los elementos del objeto a varias presiones excesivas de la onda de choque se indica en la tabla. 4 .

Las distancias desde el centro de la explosión hasta los límites exteriores de las zonas de destrucción se calculan mediante la fórmula:

dónde ψ - un cierto coeficiente, que tomamos igual a:

- para una zona de destrucción débil ψ 10 = 2,825 ;

- para la zona de destrucción media ψ 20 = 1,749 ;

- para una zona de destrucción severa ψ 30 = 1,317 ;

- para una zona de completa destrucción ψ 50 = 1,015 ;

Las áreas de las zonas de destrucción y un foco de lesión se calculan mediante la fórmula:

S = π R²

1.3. Metodología para el cálculo de los parámetros de la zona de emergencia (destrucción) durante la explosión de gas lleno de gas en volúmenes cerrados.

Las mezclas combustibles de gases (vapores) con aire (oxidante) se forman en volúmenes limitados de equipos tecnológicos, en las instalaciones de edificios industriales y residenciales, debido a fugas de gas por diversas razones y se encienden por fuentes externas de ignición. La combustión del suministro de agua caliente en volúmenes cerrados desde una fuente de ignición puntual ocurre capa por capa con una velocidad de propagación de llama subsónica (combustión por defloración) con aumento de presión y temperatura en todo el volumen. Al final del agotamiento completo de la mezcla, la temperatura promedio en la habitación alcanza valores 1.5-2 veces más altos que en explosiones similares en espacios abiertos.

La presión de explosión excesiva del agua caliente sanitaria se puede determinar mediante la fórmula

Δ Rf = (MgQGRAMOPAG0 Z)/(Vsvρ En SV T0 K1) = (ρ GRAMOQGRAMOPAG0 Z)/(ρ V SV T0 K1),

dónde Mg =Vsvρ GRAMO- masa de gas combustible que ingresó al local como resultado del accidente, kg;

QGRAMO- calor específico de combustión del suministro de agua caliente, J / kg;

PAG0 - presión inicial en la habitación, kPa; se toma en los cálculos P0 = 101 kPa;

Z- la participación de los productos en la explosión, tomada en los cálculos Z = = 0.5;

Vsv- volumen libre de la habitación, m3; se permite tomar el 80% del volumen total de la habitación, es decir, Vw = 0,8 Vp;

VNS- el volumen total de la habitación, m3;

ρ V- densidad del aire antes de la explosión, kg / m3 a la temperatura inicial T0, 0K. Se recomienda tener en los cálculos ρВ = 1.225 kg / m3;

SV- capacidad calorífica específica del aire, J / (kg · 0K); tomar SV = = 1.01 · 103 J / (kg · 0K);

K1- el coeficiente teniendo en cuenta la fuga de la habitación y el proceso de combustión no adiabática, se permite tomar K1 = 2 o K1 = 3;

T0- temperatura inicial del aire en la habitación, 0K (oxidante).

Para determinar los radios de las áreas afectadas, se puede proponer el siguiente método (por ejemplo), que consiste en la solución numérica de la ecuación

k / (P (R) - P *) = Yo (R) - Yo *, (40)

además, las constantes k, P *, I * dependen de la naturaleza del área afectada y se determinan a partir de la tabla. 4, y las funciones P (R) e I (R) se encuentran a partir de las relaciones (7) - (13), respectivamente.

Cuadro 4

Constantes para determinar los radios de las áreas afectadas por conjuntos combustibles explosivos

Tenga en cuenta que algunas fuentes ofrecen una fórmula más simple para determinar los radios de las áreas afectadas, que se utiliza, por regla general, para evaluar las consecuencias de las explosiones de explosivos condensados, pero, con supuestos conocidos, también es aceptable para una evaluación aproximada de la consecuencias de explosiones de conjuntos combustibles:

R = KW / (1 + (3180 / W)), (41)

donde el coeficiente K se determina según la tabla. 5, y W es el equivalente TNT de la explosión, determinado a partir de la relación

(42)

donde q es el calor de combustión del gas.

Cuadro 5

Niveles de destrucción de edificios.

Para determinar el radio de una lesión fatal en una persona, el valor K = 3.8 debe sustituirse en la relación (41).

Solicitud

Ejemplos de cálculo

Como resultado de un accidente en una carretera que pasa por un área abierta, en tiempo tranquilo, un camión cisterna que contenía 8 toneladas de propano licuado estalló. Para evaluar el máximo posibles consecuencias se asume que como resultado de la liberación de gas, prácticamente todo el combustible transportado en el tanque estaba dentro del rango de encendido. La concentración promedio de propano en la nube formada fue de aproximadamente 140 g / m. El volumen calculado de la nube fue de 57 mil M. La ignición de la nube provocó la aparición de un régimen explosivo de su transformación. Se requiere determinar los parámetros de la onda expansiva de aire (sobrepresión e impulso de la fase de compresión) a una distancia de 100 m del lugar del accidente.

tipo de combustible - propano;

concentración de combustible en la mezcla C = 0,14 kg / m;

la masa del combustible contenido en la nube, M = 8000 kg;

calor específico de combustión del combustible q = 4,64 · 10J / kg;

el espacio circundante está abierto (vista 4).

Determinamos el contenido de energía efectivo del conjunto de combustible E. Como C> C, por lo tanto,

E = 2 MqC / C = 2 8000 4,64 10 0,077 / 0,14 = 4,1 10 J.

Basándonos en la clasificación de sustancias, determinamos que el propano pertenece a la clase de peligro 2 (sustancias sensibles). Las características geométricas del espacio circundante se refieren al tipo 4 (espacio abierto). Según la tabla de expertos. 2, determinamos el modo esperado de transformación explosiva de la nube de elementos combustibles - deflagración con el rango de velocidad aparente del frente de llama de 150 a 200 m / s. Para comprobarlo, calculamos la velocidad del frente de llama según la relación (2):

V = kM = 43 8000 = 192 m / s.

El valor resultante es menor que la velocidad máxima del rango de esta transformación explosiva.

Para una distancia dada R = 100 m, calculamos la distancia adimensional R:

R = R / (E / P) = 100 / (4,1 10/101 324) = 0,63.

Calculamos los parámetros de la explosión a una velocidad de combustión de 200 m / s. Para la distancia adimensional calculada, usando las relaciones (9) y (10), determinamos los valores de P e I:

P = (V / C) ((- 1) /) (0,83 / R- 0,14 / R) = 200/340 6/7 (0,83 / 0,63 - 0,14 / 0, 63) = 0,29;

Yo = (V / C) ((- 1) /) (1 - 0.4 (V / C) ((- 1) /)) x

x (0.06 / R + 0.01 / R- 0.0025 / R) = (200/340) ((7 - 1) / 7) x

x (1 - 0,4 (200/340) ((7 - 1) / 7)) (0,06 / 0,63 + 0,01 / 0,63 - 0,0025 / 0,63) = 0, 0427.

Dado que el conjunto de combustible es gaseoso, los valores de P, I se calculan de acuerdo con las relaciones (5) y (6):

P = exp (-1,124 - 1,66 ln (R) + 0,26 (ln (R))) = 0,74 ± 10%;

I = exp (-3,4217 - 0,898 ln (R) - 0,0096 (ln (R))) = 0,049 ± 15%.

De acuerdo con (11), determinamos los valores finales de P e I:

P = min (Px1, P) = min (0,29, 0,74) = 0,29;

I = min (I, I) = min (0,0427, 0,049) = 0,0427.

A partir de las cantidades adimensionales P e I encontradas, calculamos, de acuerdo con (12) y (13), las cantidades buscadas presión demasiada y el pulso de la fase de compresión en una onda de choque de aire a una distancia de 100 m del lugar del accidente a una velocidad de combustión de 200 m / s:

P = 2,8 10 Pa;

I = I (P) E / C = 2.04 10 Pa s.

Usando los valores obtenidos de P e I, encontramos:

Pr = 6.06, Pr = 4.47, Pr = -1.93, Pr = 3.06, Pr = 2.78

Esto es de acuerdo con la tabla. 3 significa: 86% de probabilidad de daño y 30% de probabilidad de destrucción de edificios industriales, así como 2.5% de probabilidad de ruptura de tímpanos en humanos y 1% de probabilidad de ser desechado por ondas de presión. Las probabilidades de los restantes criterios de derrota son cercanas a cero.

Como resultado de la apertura repentina de la válvula de retención, se arrojaron 100 kg de etileno al espacio bloqueado por las tuberías de suministro. Un taller se encuentra junto al objeto contaminado con gas a una distancia de 150 m. La concentración de etileno en la nube es de 80 g / m. Se requiere determinar el grado de daño al edificio de la tienda y al personal ubicado en él en la explosión de una nube de conjuntos combustibles.

Formaremos los datos iniciales para posteriores cálculos:

gas combustible - etileno;

estado agregado de la mezcla - gas;

concentración de combustible en la mezcla C = 0,08 kg / m;

concentración estequiométrica de etileno con aire C = 0,09;

la masa del combustible contenido en la nube, M = 100 kg;

calor específico de combustión de gas combustible q = 4,6 · 10J / kg;

el espacio circundante está abarrotado.

Determinamos el almacenamiento efectivo de energía de la mezcla combustible E. Dado que C< С, следовательно,

E = Mq 2 = 100x4,6 10 2 = 9,2 10 J.

Basándonos en la clasificación de sustancias, determinamos que el etileno pertenece a la clase de peligro 2 (sustancias sensibles). Las características geométricas del espacio circundante se refieren al tipo 1 (espacio desordenado). Según la tabla de expertos. 2, determinamos el rango de la transformación explosiva esperada de la nube de la mezcla de aire y combustible, la primera, que corresponde a la detonación.

Para una distancia dada de 150 m, determinamos la distancia paramétrica adimensional:

R / E = 100 * 150 / (9,2 * 10) = 7,16.

Por las relaciones de la onda incidente (14) - (19) encontramos:

amplitud de la fase de presión

P / P = 0,064 o P = 6,5 10 Pa en P = 101325 Pa;

amplitud de rarefacción

P_ / P = 0.02 o P_ = 210 Pa en P = 101325 Pa;

duración de la fase de compresión

duración de la fase de rarefacción

impulsos de las fases de compresión y rarefacción

II_ = 126,4 Pa s.

La forma de la onda incidente con una descripción de las fases de compresión y enrarecimiento en el caso más peligroso de detonación de la mezcla de gases se puede describir mediante la relación

P (t) = 6.5 10 (sin ((t - 0.0509) / 0.1273) / sin (-p 50.9 / 0.1273)) exp (-0.6t / 0.0509) ...

Utilizando los valores obtenidos de P e I, según las fórmulas del ítem 4, tenemos:

Pr = 2,69; Pr = 1,69; Pr = -11,67; Pr = 0,76; Pr = -13,21

(al calcular Pr, se supone que la masa de una persona es de 80 kg).

Esto es de acuerdo con la tabla. 3 significa 1% de probabilidad de destrucción de edificios industriales. Las probabilidades del resto de los criterios de derrota son cercanas a cero.

Según las relaciones para la onda reflejada (21) - (26) encontramos:

amplitud de onda de presión reflejada

Pr / P = 0,14 o Pr = 1,4 10Pa en P = 101325 Pa;

amplitud de onda de rarefacción reflejada

Pr_ / P = 0,174 o Pr_ = 1,74 10Pa a P = 101325 Pa;

duración de la onda de presión reflejada

duración de la onda de rarefacción reflejada

impulsos de presión reflejada y ondas de rarefacción:

I = 308 Pa · s;

I_ = 284,7 Pa s.

Forma de onda reflejada al interactuar con la pared

P (t) = 1,4 10 (sen ((t - 0,0534) / 0,1906) / sen (-0,0534 / 0,1906)) exp (-0,8906t / 0,0534).

Utilizando los valores obtenidos de P e I, según las fórmulas del ítem 4, tenemos:

Pr = 4,49; Pr = 3,28; Pr = -7,96; Pr = 1,95; Pr = -9,35.

Esto es de acuerdo con la tabla. 3 significa probabilidades: 30% de daños y 4% de destrucción de edificios industriales. Las probabilidades de los restantes criterios de derrota son cercanas a cero.

Los rasgos característicos de las explosiones de elementos combustibles son:

La aparición de diferentes tipos de explosiones: detonación, deflagración o combinadas;

Durante las explosiones, se forman 5 zonas de daño: voladura (detonación), la acción de los productos de la explosión (bola de fuego), la acción de una onda de choque, daño térmico y humo tóxico;

Dependencia de la potencia de explosión de los parámetros del entorno en el que se produce la explosión (temperatura, velocidad del viento, densidad de edificios, terreno);

Para implementar una explosión combinada o de detonación para conjuntos combustibles. Un prerequisito es la creación de la concentración del producto en el aire dentro de los límites de concentración superior e inferior.

Quemación rápida- combustión explosiva a velocidad subsónica.

Detonación- el proceso de transformación explosiva de la materia a velocidad supersónica.

Cálculo del radio de las áreas afectadas ( R) y exceso de presión en el frente del amortiguador (D R t) en caso de explosión, se realiza de acuerdo con las siguientes fórmulas:

1. Zona de voladuras (zona de detonación):

donde M es la masa de los conjuntos combustibles en el tanque (kg). M se toma como el 50% de la capacidad del tanque para almacenamiento individual y el 90% para almacenamiento grupal.

Para la zona de voladura D R f = 1750 kPa.

2. Zona de productos de combustión (zona de bola de fuego):

Radio de zona:

(2)

El exceso de presión en el frente de choque se calcula:

(3)

Para el resto de zonas, sus radios se calculan mediante la siguiente fórmula:

. (4)

3. Zona de acción de la onda de choque:

Débil destrucción- Daños o destrucción de techos y aberturas de puertas y ventanas. Daño - 10 ... 15% del costo de los edificios.

Destrucción media- destrucción de techos, ventanas, tabiques, pisos de áticos, pisos superiores. Daño - 30 ... 40%.

Fuerte destrucción- destrucción de estructuras de carga y suelos. Daño - 50%. La reparación no es práctica.

Destrucción completa- colapso de edificios.

El impulso de calor (kJ / m 2) se determina mediante la fórmula:

dónde I- la intensidad de la radiación térmica de la explosión de conjuntos combustibles a distancia R, kJ / m 2 × s

, (6)

dónde Q 0 - calor específico del fuego, kJ / m 2 × s; F- la pendiente, que caracteriza la posición relativa de la fuente de combustión y el objeto

(7)

T- transparencia del aire

(8)

t sv - la duración de la existencia de la (s) bola (s) de fuego

(9)

Tabla 16 - Resultados del cálculo de las zonas de daños de los edificios

Conclusiones: , que en caso de accidentes con fuga de líquidos inflamables en el transporte por carretera, la cantidad de gasolina involucrada en el accidente será de 5 días O 20 toneladas. El área de la zona del derrame de petróleo será de 120 a 540 metros 2 ... El radio de las zonas es: remoción segura - de 58 a 144 metros; destrucción severa - antes de 89 metros; destrucción total - de 8 a 13 m... Distancia desde el límite de la zona residencial hasta el lugar del accidente - desde 25 hasta 100 m... En este caso, el posible número de muertes puede deberse a 1 hasta 10 antes de 50 persona. Daño - antes de 5 millones de rublos.

c) accidentes durante el transporte de GLP.

Factores que afectan:

1. Onda de choque de aire generada como resultado de transformaciones explosivas de la mezcla aire-combustible (FA) durante el derrame de combustible en un espacio abierto;

2. Radiación de calor derrames ardientes.

Datos iniciales para calcular las consecuencias de las emergencias:

1. Se supone que la masa de GLP AC (15 m 3), llena al 80%, participa en la explosión de la nube de elementos combustibles.

3. Densidad del GLP - 530 kg / m 3.

4. La despresurización del tanque ocurre instantáneamente.

Tabla 17 - Los resultados del cálculo de los radios de las áreas afectadas de personas

Tabla 18 - Los resultados del cálculo de los radios de las zonas de destrucción de edificios.

Conclusiones: Como resultado de los cálculos anteriores, se puede ver , que en caso de accidentes con fuga de GLP en el transporte, su monto involucrado en el accidente será de 5 días O 20 toneladas. El radio de las zonas es: remoción segura - antes de 540 metros; destrucción severa - antes de 70 metros; destrucción total - antes de 50 m... Distancia desde el límite de la zona residencial hasta el lugar del accidente durante el transporte por carretera - desde 25 a 100 m.

En este caso, el posible número de muertes puede deberse a 1 hasta 10 personas, el número de víctimas - antes de 50 persona. Daño - antes de 5 millones de rublos.

2.2.5. Análisis de las posibles consecuencias de los accidentes en la industria del gas

Melovatsky asentamiento rural
Gasoductos de alta, media y baja presión con un diámetro de 100 a 325 mm y una presión de P de 0.0 3 a 55 kgf / cm 2 atraviesan el territorio del asentamiento rural de Melovatsky. Además, a una distancia de 5 km al sur de las afueras del pueblo. Novomelovatka pasa por la ruta del gasoducto principal "Asia Central - Centro III", tres líneas con un diámetro de 1,22 my una presión de 55 kgf / cm 2 (5,5 MPa), con una capacidad de 40 millones de m 3 por día, entierro - 0,8 m. Destrucción, los daños en el gasoducto pueden ser el resultado de defectos técnicos, así como de influencias mecánicas externas (actividades de construcción, daños por transporte, ataques terroristas, operaciones militares).

En caso de daño de emergencia a un gasoducto subterráneo, se forma una zona de contaminación de gas local directamente en el lugar de despresurización. Esto no crea condiciones para la autoignición del chorro de gas. El encendido solo es posible si la fuente de inicio del encendido entra en la zona de fuga.

Con la formación de un embudo de emisión de gas y en presencia de una fuente de ignición (ignición) del gas, en el momento inicial se produce la combustión de metano por llamarada. En ausencia de una fuente de ignición en el momento inicial, se formará una nube de aire y gas. En ausencia de viento, la nube de aire y gas flota y se disipa. Sin embargo, puede haber una posibilidad de explosión si hay una fuente de ignición presente. Dado que el metano es más liviano que el aire y una nube de gas-aire es flotante, en presencia de viento se desplaza y la nube puede disiparse.
Como factores dañinos la sección ITM analiza:

Onda de aire resultante de transformaciones explosivas del suministro de agua caliente;

Se toman como indicadores de las consecuencias de fenómenos explosivos e incendios los siguientes:

1. El grado de lesiones a las personas (lesiones mortales, lesiones graves, medias, leves

umbral de derrota);

2. El grado de destrucción de los edificios circundantes (completa, 50% de destrucción, destrucción moderada, daños menores, daños en los cristales);

3. El impacto de los flujos de calor en edificios y estructuras se evalúa por la posibilidad de ignición de materiales combustibles.

El principal Situaciones de emergencia en las instalaciones de gas del asentamiento rural Melovatsky son:

A-1 - destrucción (despresurización) de un gasoducto (fracturación hidráulica, SHRP);

А-2 - destrucción (despresurización) Equipo tecnológico salas de calderas.
Estimación de cantidad sustancia peligrosa involucrado en accidentes

en instalaciones de gas:
Datos iniciales:
Longitud de las secciones máximas de los gasoductos:

Para gasoductos de alta presión (redes principales e intra-asentamiento): 0,5 km;

Para gasoductos de media y baja presión - 0,1 km;
Diámetros de gasoductos (internos):

Tuberías de gas de alta presión: 1200 y 325 mm;

Gasoductos de media y baja presión (redes intra-trimestre e intra-asentamiento) - 100 mm (máximo);
Presión máxima de trabajo en la tubería:

Gasoducto principal - 5,5 MPa;

Tuberías de gas de alta presión - 0,6 MPa;

Gasoductos de media presión (redes intra-trimestre e intra-asentamiento) - 0,3 MPa;

Gasoductos de baja presión (redes intra-trimestre e intra-asentamiento) - 0.03 MPa;
Volumen máximo de bombeo de gas:

Gasoducto principal de alta presión - q = 40 millones de m3 / día (1,67 millones de m3 / hora (463 m3 / s)) - a lo largo de tres ramales; uno cada q = 13,3 millones de m3 / día (0,56 millones de m3 / hora (154 m3 / s))

Gasoductos de alta presión (redes intra-asentamiento) - q = 1100 m3 / día (0,31 m3 / s));

Gasoductos de baja presión (redes intra-trimestre e intra-asentamiento) - q = 100 m3 / día (0,031 m3 / s).
Resultados del cálculo:
Para gasoductos de alta presión:
1,22 m de diámetro:

V 1 m = q * T = 154 * 120 = 18520 m W.

V 2m = 0.01π * 5500 * 0.6 2 * 500 = 31086 m W.

M = (18520 + 31086) * 0,68 = 49606 * 0,68 = 33732 Kg3373,2 kg).
con un diámetro de 0,325 m:

V 2m = 0.01π * 600 * 0.16 2 * 100 = 48.2 m W.

La masa de gas suministrada a medio ambiente asciende a:

M = (37,2 + 48,2) * 0,68 = 85,4 * 0,68 = 58 Kg... Sin embargo, cuando los elementos combustibles explotan en un espacio abierto, el 10% ( 5,8 kilogramos).
Para gasoductos de media presión:

con un diámetro de 0,1 m:

V 1 m = q * T = 0,31 * 120 = 37,2 m H.

V 2m = 0.01π * 300 * 0.05 2 * 100 = 2.36 m H.

Por tanto, la masa de gas liberada al medio ambiente es:

M = (37,2 + 2,36) * 0,68 = 39,56 * 0,68 = 26,9 Kg... Sin embargo, cuando los elementos combustibles explotan en un espacio abierto, el 10% ( 2,7 kilogramos).
Para gasoductos de baja presión:

con un diámetro de 0,1 m:

V 1 m = q * T = 0,031 * 120 = 3,72 m H.

V 2m = 0.01π * 30 * 0.05 2 * 100 = 0.28 m H.

Por tanto, la masa de gas liberada al medio ambiente es:

M = (3,72 + 0,28) * 0,68 = 4 * 0,68 = 2,7 Kg... Sin embargo, cuando los elementos combustibles explotan en un espacio abierto, el 10% ( 0,27 kilogramos).

El número especificado al calcular las áreas afectadas puede despreciarse. Las zonas afectadas no irán más allá de la zona de seguridad y protección (2 m a izquierda y derecha del eje del gasoducto).
en caso de destrucción (despresurización) del equipamiento tecnológico de la sala de calderas

La masa máxima de gas natural involucrada en un accidente cuando se destruye el equipo tecnológico de la sala de calderas depende principalmente del volumen de las salas de calderas (Tabla 19). En total, hay 2 salas de calderas en el territorio del asentamiento.
Tabla 19 - Características de las salas de calderas:

Para que un conjunto de combustible explote, es necesario que, debido al mal funcionamiento del equipo, la fuga de gas sea del 5 al 15%. Por lo tanto, el volumen de fuga debe ser:

Al 5%: 120 m 3 x 0,05 = 6 m 3 (a una densidad de gas de 0,68 kg m 3 - 4 kg)

Al 15%: 120 m 3 x 0,15 = 18 m 3 (a una densidad de gas de 0,68 kg m 3 - 12 kg)

La masa máxima de gas suministrada a la sala de calderas se puede 12 kg.
La cantidad de sustancia peligrosa involucrada en la implementación de escenarios de emergencia peligrosa se muestra en la Tabla 20:
Tabla 20: - Cantidad de sustancias peligrosas involucradas en accidentes:

Cálculo de las probables zonas de acción de factores dañinos.

en caso de destrucción (despresurización) de gasoductos (A-1)
Los accidentes durante la despresurización de los gasoductos van acompañados de los siguientes procesos y eventos: salida de gas antes de que se active la válvula de cierre (el impulso para cerrar la válvula es una disminución de la presión del producto); cierre de la válvula de cierre; Salida de gas de la sección de la tubería cortada por los accesorios.

En lugares de daño, el gas escapa a alta presión al medio ambiente. Se forma un embudo en el sitio de destrucción en el suelo. El metano sube a la atmósfera (es más liviano que el aire) y otros gases o sus mezclas se depositan en la capa superficial. Mezclados con aire, los gases forman una nube de mezcla explosiva. Las estadísticas muestran que alrededor del 80% de los accidentes van acompañados de incendios. Las chispas surgen de la interacción de partículas de gas con metal y partículas sólidas del suelo. La combustión normal puede transformarse en una explosión debido a la autoaceleración de la llama a medida que se propaga por el relieve y el bosque.

En la previsión operativa, se supone que el proceso de combustión se desarrolla en modo de detonación. El esquema descrito para determinar presiones en caso de accidente en un gasoducto se muestra en la Figura 1.

Figura 1 - Esquema de diseño para determinar presiones en caso de accidente en un gasoducto

Р - presión en la zona de detonación; Р f - presión en el frente de la onda de choque de aire; r 0 - radio de la zona de detonación; R es la distancia desde el centro calculado de la explosión; 1 - zona de detonación; 2 - zona de chorro de aire (R> r 0)

El rango de propagación de las nubes (ver Fig.1) de una mezcla explosiva en la dirección del viento está determinado por la fórmula empírica

L = 25
, m, (3,49)
donde M es el caudal másico del segundo gas, kg / s;

25 - coeficiente de proporcionalidad, que tiene una dimensión de m 3/2 / kg 1/2;

W - velocidad del viento, m / s.

Luego, el límite de la zona de detonación, limitado por el radio r 0, como resultado de la salida de gas debido a la violación de la estanqueidad del gasoducto, se puede determinar mediante la fórmula

r 0 = 12,5, metro (3,50)

El segundo caudal de gas másico M de la tubería de gas para el modo de flujo crítico, cuando sus parámetros principales (tasa de flujo y tasa de flujo) dependen solo de los parámetros de la tubería despresurizada, se puede determinar mediante la fórmula

M =
, kg / s, (3,51)

donde  es el coeficiente que tiene en cuenta el caudal de gas del estado del flujo (para la velocidad del sonido del flujo de salida  = 0,7); F es el área de la abertura de salida, tomada igual al área de la sección transversal de la tubería, m 2; - coeficiente de consumo, tiene en cuenta la forma del agujero ( = 0,7 - 0,9), en los cálculos se toma  = 0,8; R g - presión del gas en el gasoducto, Pa; V g es el volumen específico del gas transportado con los parámetros en el gasoducto (determinado por la fórmula 3.52).

V g = R 0
, m 3 / kg, (3,52)
donde T es la temperatura del gas transportado, K;

R 0 es la constante de gas específica, determinada a partir de los datos sobre la composición fraccional del gas q ay las masas molares de los componentes de la mezcla a partir de la relación

R 0 = 8314
, J / (kgK), (3,53)

donde 8314 es la constante universal de los gases, J / (kmolK);

ma - masa molar de componentes, kg / kmol;

n es el número de componentes.
En la zona de acción de la onda de detonación, se considera que la presión es de 1,7 MPa. La presión en el frente del IWW a varias distancias del gasoducto también se determina utilizando los datos de la Tabla 21.
Tabla 21 - Presión en el frente de la onda de choque dependiendo de la distancia al cable de explosión.

Al predecir las consecuencias de un accidente en un gasoducto, se toma en cuenta la zona de detonación y la zona de acción del IAS teniendo en cuenta la dirección del viento. En este caso, se considera que el límite de la zona de detonación se extiende desde la tubería en la dirección del viento hasta una distancia de 2r 0. En el caso de la predicción temprana, la zona de detonación se determina en forma de franjas a lo largo de toda la tubería con un ancho de 2r 0, ubicadas en cada uno de sus lados. Esto se debe al hecho de que una nube de una mezcla explosiva puede extenderse en cualquier dirección desde la tubería, dependiendo de la dirección del viento. Fuera de la zona de detonación, a ambos lados del oleoducto, se encuentran las zonas de acción de IWW. En el plano del terreno, estas zonas también parecen secciones de franjas a lo largo de la tubería.
Al desarrollar secciones del proyecto ITM GOChS, las zonas de posible daño severo se aplican en los planos del terreno a lo largo de los principales oleoductos y gasoductos, cuyos límites están determinados por la magnitud de la sobrepresión de 50 kPa.
Al realizar cálculos operativos, debe tenerse en cuenta que, según la clase de la tubería principal, la presión de trabajo del gas P g puede ser: para tuberías de gas de alta presión - 0,6 - 7,5 MPa; presión media: de 0,3 a 0,6 MPa; baja presión - hasta 0,3 MPa. El diámetro del gasoducto puede ser de 100 a 1200 mm. La temperatura del gas transportado se puede tomar en los cálculos t 0 = 40 0 ​​С. La composición del gas ordinario, en ausencia de datos, se puede tomar en la proporción: metano (CH 4) - 90%; etano (C _ {2} H _ {6}) - 4%; propano (C _ {3} H _ {8}) - 2%; N-butano (C 4 H 10): 2%; isopentano - (C 5 H 12) - 2%.

Pago

radios de la zona de detonación r 0 tras la explosión de las secciones del gasoducto
Datos iniciales:
d = 1,2 m; P g = 5,5 MPa; t = 40 ° C; W = 1 m / s;  = 0,8.
Pago:

1.R 0 = 8314,4
=8314,4(
) = 486 kJ / (kg * K).

2.V g = R 0
= 254 m 3 / kg.

3. M = = 147,15 kg / s.

4.r 0 = 12,5 = 152 m.

Por lo tanto, la zona de detonación será igual a: 2r 0 = 304 m (a cada lado del recorrido del gasoducto).
Utilizando la tabla 21, obtenemos el radio de la zona de posible destrucción severa, cuyos límites están determinados por el valor de la sobrepresión de 50 kPa:
r = 4r 0 = 608 metros
Se realizaron cálculos similares para otras secciones de gasoductos. Los datos obtenidos se resumen en la tabla 22:

Cálculo de las zonas probables de acción de factores dañinos durante la destrucción (despresurización) del equipamiento tecnológico de las salas de calderas (A-2)
Como resultado de la destrucción de gasoductos y equipos tecnológicos con sustancias combustibles, pueden arrojarse al edificio o en un área abierta con la formación de una mezcla de gas, vapor y aire (GPVS). La explosión de la mezcla de gas y agua formada es un grave peligro para el personal y el equipo tecnológico.

El proceso de combustión con una rápida liberación de energía y la formación de un exceso de presión (más de 5 kPa) se llama combustión explosiva.
Hay dos modos fundamentalmente diferentes de combustión explosiva: deflagración y detonación.
En la combustión por deflagración, la propagación de la llama se produce en un medio débilmente perturbado a velocidades mucho más bajas que la velocidad del sonido, mientras que la presión aumenta de manera insignificante.

Durante la combustión por detonación (detonación), la propagación de la llama se produce a una velocidad cercana a la del sonido o que la supera.

La iniciación (ignición) de la mezcla de gas y aire con la formación de un centro de combustión es posible en presencia de una fuente de ignición.

Los principales factores que afectan los parámetros de la explosión incluyen: la masa y el tipo de sustancia explosiva, sus parámetros y condiciones de almacenamiento o uso en proceso tecnológico, lugar de explosión, soluciones de planificación espacial de estructuras en lugar de explosión.
Las explosiones en una sala de calderas se pueden dividir en dos grupos: en un espacio abierto y en una sala de producción.

Los accidentes de explosión pueden ocurrir en instalaciones peligrosas de incendio y explosión. Los objetos peligrosos de incendio y explosión incluyen objetos en el territorio o las instalaciones de los cuales hay (están circulando) gases combustibles, líquidos inflamables y polvo combustible en tal cantidad que pueden formar mezclas combustibles explosivas, durante las cuales el exceso de presión en la habitación puede exceder 5 kPa. En este caso, la mezcla de gas, vapor, polvo y aire ocupará parcial o totalmente todo el volumen de la habitación.
Sala de calderas:
Escenario C-1 : (Despresurización de equipos de proceso, fuga de gas, ignición en el punto de liberación, eliminación de la combustión).

La masa de gas natural que puede ingresar a la sala de calderas es de 12 kg.

El gas natural no es tóxico. Sin embargo, debido al hecho de que el gas no es respirable, puede representar un peligro para el personal dentro de la sala de calderas. Deben seguirse las reglas seguridad contra incendios, no use fuego abierto y use medios protección individual(máscara de gas aislante). En este caso, una persona del personal de la sala de calderas puede morir por asfixia.

Escenario C-2 (Despresurización de equipos de proceso, fuga de gas, ignición en el punto de liberación, combustión).

Datos iniciales:

Frecuencia de implementación del escenario año -1: 4 * 10-5

Nombre de la sustancia: gas natural

Masa de sustancia, kg: 12

Escenarios considerados:

Fuga de fuego.
Resultados del cálculo:
(los factores dañinos del fuego no irán más allá de la sala de calderas)
Escenario C-3 (Despresurización del equipo, fuga de gas, no ignición en el lugar del escape, formación de una nube de conjuntos combustibles, fuente de ignición, explosión de conjuntos combustibles con onda de choque).