Odporúčaný postup na stanovenie (výpočet) hraníc a charakteristík nárazových zón škodlivých faktorov nehôd. Výpočet následkov výbuchu vo vnútri technologického zariadenia Vypočítajte postihnuté oblasti šokovej vlny

V prípade nehody v tankovej farme sa odoberie množstvo plynu q (t) alebo pary: 30% objemu najväčšej nádrže s benzínom, 20% s olejom. V prípade havárie potrubia - až 20% uniknutého oleja a až 50% uvoľneného plynu. V prípade dopravnej nehody - 4 tony benzínu. V prípade nehody na železnica- 10 ton benzínu, 7 ton ropy. Predpokladá sa, že hodnota driftu plynu v oblakoch vzduchu je 300 m smerom k podniku.

Pri výbuchu pary a plynu zo zmesi vzduchu sa oddelí zóna detonačnej vlny s polomerom R1 a zóna rázovej vlny. Je tiež určené: polomer zóny smrteľného poškodenia osôb (R cm); polomer bezpečného odstránenia (R bu), kde Rf = 5 kPa; polomer maximálnej prípustnej koncentrácie pary, plynu Kpdvk v nevýbušnom prevedení.

Tlak v prednej časti rázovej vlny Pf2 v zóne rázovej vlny je určený podľa tabuľky / 19 /

Pretlak v zóne detonačných vĺn je určený:

Polomer zóny smrteľného poranenia ľudí je určený vzorcom:

kde Q je množstvo plynu, plynu v tonách;

R1 je polomer zóny detonačnej vlny;

R CM je polomer smrteľného poškodenia ľudí.

Výpočet výbuchu vertikálnej oceľovej nádrže s objemom 5 000 m3 s olejom

Určte množstvo plynu uvoľneného počas výbuchu:

Množstvo ropy v tonách:

5 000? 875 = 4375 000 kg. = 4375 t.

Potom množstvo plynu:

0,2? 4375 = 875 t.

Podľa vzorca určujeme polomer zóny detonačnej vlny:

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

Pomocou vzorca určíme polomer smrteľnej zóny:

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

Vzdialenosť od stredu výbuchu k velínu je r2 = 200 m, potom r2 / R1 = 200/173 = 1,16, potom je pretlak zo stredu výbuchu do velína Pf1 = 279 kPa

Pri výbuchu dodávky horúcej vody sa vytvorí núdzová zóna so šokovou vlnou, ktorá spôsobí zničenie budov, zariadení atď. Rovnakým spôsobom, ako sa to stane pri jadrovom výbuchu uhľovodíkov. Rovnakou technikou je núdzová zóna počas výbuchu dodávky teplej vody rozdelená na 3 zóny: zóna detonácie (detonačná vlna); zóna pôsobenia (šírenia) rázovej vlny; vzduchová zóna HC.

Zóna detonačných vĺn (zónaJa) je v oblaku výbuchu. Polomer tejto zóny r1 , m možno približne určiť podľa vzorca

kde Q- číslo výbušná zmes TÚV uložená v zásobníku, t.j.

17,5 - empirický koeficient, ktorý vám umožňuje vziať do úvahy rôzne podmienky pre výskyt výbuchu.

Pretlak ( Δ Rf), ktorý sa považuje za konštantný Δ Rf1 = 1700 kPa.

Zóna pôsobenia rázovej vlny (zónaII) - pokrýva celú oblasť rozšírenia dodávky teplej vody v dôsledku jej detonácie. Polomer tejto zóny:

Pretlak v zóne II sa pohybuje od 1350 kPa do 300 kPa a je zistený vzorcom

Δ Rf2 =,

kde r Je vzdialenosť od stredu výbuchu k uvažovanému bodu, m.

Obr. Zóny núdzová situácia s výbuchom zmesi plynu a vzduchu.r1 rr

V oblasti pôsobenia vzdušných uhľovodíkov (zónaIII) - vzniká čelo uhľovodíka, ktoré sa šíri po povrchu Zeme. Polomer zóny je r3> r2 a r3 je vzdialenosť od stredu výbuchu k bodu, v ktorom je potrebné určiť pretlak vzduchu HC (ΔРf3): r3 = r. Pretlak v zóne III, v závislosti od vzdialenosti od centra výbuchu, sa vypočíta podľa vzorca

Δ Rf3 =, oψ 2 ,

Δ Rf3 =, oψ 2

kde ψ =0,24 r3/ r1 = (0,24r) / (17,5) je relatívna hodnota.

Stupeň deštrukcie prvkov objektu pri rôznych prebytočných tlakoch rázovej vlny je uvedený v tabuľke 4 .

Vzdialenosti od stredu výbuchu k vonkajším hraniciam zón ničenia sa vypočítajú podľa vzorca:

kde ψ - určitý koeficient, ktorý považujeme za rovný:

- pre zónu slabého ničenia ψ 10 = 2,825 ;

- pre zónu stredného ničenia ψ 20 = 1,749 ;

- pre zónu ťažkého ničenia ψ 30 = 1,317 ;

- pre zónu úplného zničenia ψ 50 = 1,015 ;

Oblasti deštrukčných zón a ohnisko lézie sa vypočítajú podľa vzorca:

S = π R.²

1.3. Metódy výpočtu parametrov núdzovej zóny (zničenie) počas výbuchu plynu naplneného plynom v uzavretých objemoch.

Horľavé zmesi plynov (pár) so vzduchom (oxidačné činidlo) sa tvoria v obmedzených objemoch technologických zariadení, v priestoroch priemyselných a obytných budov, v dôsledku úniku plynu z rôznych dôvodov a vznietia sa z vonkajších zdrojov vznietenia. K spaľovaniu prívodu horúcej vody v uzavretých objemoch z bodového zdroja vznietenia dochádza po vrstvách s podzvukovou rýchlosťou šírenia plameňa (defloračné spaľovanie) so zvyšujúcim sa tlakom a teplotou v celom objeme. Na konci úplného vyhorenia zmesi dosiahne priemerná teplota v miestnosti hodnoty, ktoré sú 1,5-2 krát vyššie ako pri podobných výbuchoch na otvorenom priestranstve.

Nadmerný tlak výbuchu teplej vody pre domácnosť možno určiť podľa vzorca

Δ Rf = (MgQGP0 Z)/(V.svρ V SV T0 K1) = (ρ GQGP0 Z)/(ρ V SV T0 K1),

kde Mg =V.svρ G- hmotnosť horľavého plynu, ktorý sa dostal do priestorov v dôsledku havárie, kg;

QG- merné teplo spaľovania dodávky teplej vody, J / kg;

P0 - počiatočný tlak v miestnosti, kPa; berie sa do výpočtov P0 = 101 kPa;

Z- podiel účasti produktov na výbuchu, braný do výpočtov Z = = 0,5;

V.sv- voľný objem miestnosti, m3; je dovolené odobrať 80% celkového objemu miestnosti, t.j. Vw = 0,8 Vp;

V.NS- celkový objem miestnosti, m3;

ρ V.- hustota vzduchu pred výbuchom, kg / m3 pri počiatočnej teplote T0, 0K. Odporúča sa vziať do výpočtov ρВ = 1,225 kg / m3;

SV- špecifická tepelná kapacita vzduchu, J / (kg · 0K); vziať SV = = 1,01 · 103 J / (kg · 0K);

K1- koeficient berúc do úvahy netesnosť miestnosti a proces neadiabatického spaľovania je dovolené brať K1 = 2 alebo K1 = 3;

T0- počiatočná teplota vzduchu v miestnosti, 0K (okysličovadlo).

Na stanovenie polomerov postihnutých zón možno navrhnúť (napríklad) nasledujúcu metódu, ktorá spočíva v numerickom riešení rovnice

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

navyše konštanty k, P *, I * závisia od charakteru postihnutej oblasti a sú určené z tabuľky. 4 a funkcie P (R) a I (R) sa nachádzajú zo vzťahov (7) - (13).

Tabuľka 4

Konštanty na stanovenie polomerov postihnutých oblastí pre výbušné palivové sústavy

Všimnite si toho, že niektoré zdroje ponúkajú jednoduchší vzorec na stanovenie polomerov postihnutých oblastí, ktorý sa spravidla používa na hodnotenie následkov výbuchov kondenzovaných výbušnín, ale so známymi predpokladmi je prijateľný aj pre hrubý odhad dôsledky výbuchov palivových kaziet:

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

kde je koeficient K určený podľa tabuľky. 5 a W je ekvivalent TNT výbuchu, určený zo vzťahu

(42)

kde q je spaľovacie teplo plynu.

Tabuľka 5

Úrovne ničenia budov

Na určenie polomeru smrteľného poranenia osoby by mala byť hodnota K = 3,8 nahradená vzťahom (41).

Aplikácia

Príklady výpočtu

V dôsledku nehody na ceste prechádzajúcej otvoreným priestranstvom za pokojného počasia prasklo cisternové auto obsahujúce 8 ton skvapalneného propánu. Posúdiť maximum možné dôsledky predpokladá sa, že v dôsledku uvoľnenia plynu bolo prakticky všetko palivo prepravované v nádrži v dosahu vznietenia. Priemerná koncentrácia propánu vo vytvorenom oblaku bola asi 140 g / m. Vypočítaný objem oblaku bol 57 tisíc m. Zapálenie mraku viedlo k vzniku výbušného režimu jeho transformácie. Je potrebné určiť parametre tlakovej vlny vzduchu (pretlak a impulz kompresnej fázy) vo vzdialenosti 100 m od miesta nehody.

druh paliva - propán;

koncentrácia paliva v zmesi C = 0,14 kg / m;

hmotnosť paliva obsiahnutého v oblaku, M = 8000 kg;

merné spaľovacie teplo paliva q = 4,64 · 10J / kg;

okolitý priestor je otvorený (pohľad 4).

Určujeme účinný energetický obsah palivovej zostavy E. Pretože C> C, preto

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

Na základe klasifikácie látok určujeme, že propán patrí do triedy nebezpečnosti 2 (citlivé látky). Geometrické charakteristiky okolitého priestoru sa vzťahujú na typ 4 (otvorený priestor). Podľa znaleckej tabuľky. 2, určujeme očakávaný režim výbušnej transformácie oblaku palivovej sústavy - deflagrácia s rozsahom zdanlivej rýchlosti čela plameňa od 150 do 200 m / s. Na kontrolu vypočítame rýchlosť čela plameňa podľa pomeru (2):

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

Výsledná hodnota je menšia ako maximálna rýchlosť rozsahu tejto výbušnej transformácie.

Pre danú vzdialenosť R = 100 m vypočítame bezrozmernú vzdialenosť R:

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

Parametre výbuchu vypočítame pri rýchlosti horenia 200 m / s. Pre vypočítanú bezrozmernú vzdialenosť pomocou vzťahov (9) a (10) určíme hodnoty P a 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;

I = (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.

Pretože palivová zostava je plynná, hodnoty P, I sa vypočítajú podľa vzťahov (5) a (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%.

Podľa (11) určujeme konečné hodnoty P a I:

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

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

Z nájdených bezrozmerných veličín P a I vypočítame podľa (12) a (13) hľadané veličiny pretlak a pulz kompresnej fázy vo vzduchovej rázovej vlne vo vzdialenosti 100 m od miesta nehody pri rýchlosti horenia 200 m / s:

P = 2,8 10 Pa;

I = I (P) E / C = 2,04 10 Pa s.

Použitím získaných hodnôt P a I nájdeme:

Pr = 6,06, Pr = 4,47, Pr = -1,93, Pr = 3,06, Pr = 2,78

Je to podľa tabuľky. 3 znamená: 86% pravdepodobnosť poškodenia a 30% pravdepodobnosť zničenia priemyselných budov, ako aj 2,5% pravdepodobnosť prasknutia ušných bubienkov u ľudí a 1% pravdepodobnosť vyhodenia tlakovými vlnami. Pravdepodobnosti ostatných kritérií porážky sa blížia k nule.

V dôsledku náhleho otvorenia spätného ventilu bolo do priestoru zablokovaného prívodnými potrubiami vyhodených 100 kg etylénu. Dielňa sa nachádza vedľa objektu kontaminovaného plynom vo vzdialenosti 150 m. Koncentrácia etylénu v oblaku je 80 g / m. Je potrebné určiť stupeň poškodenia budovy obchodu a personálu v ňom umiestneného pri výbuchu oblaku palivových kaziet.

Vytvoríme počiatočné údaje pre ďalšie výpočty:

horľavý plyn - etylén;

agregátny stav zmesi - plyn;

koncentrácia paliva v zmesi C = 0,08 kg / m;

stechiometrická koncentrácia etylénu so vzduchom C = 0,09;

hmotnosť paliva obsiahnutého v oblaku, M = 100 kg;

merné spaľovacie teplo horľavého plynu q = 4,6 · 10J / kg;

okolitý priestor je preplnený.

Určujeme efektívne skladovanie energie horľavej zmesi E. Pretože C< С, следовательно,

E = Mq 2 = 100 x 4,6 10 2 = 9,2 10 J.

Na základe klasifikácie látok určujeme, že etylén patrí do triedy nebezpečnosti 2 (citlivé látky). Geometrické charakteristiky okolitého priestoru sa vzťahujú na typ 1 (preplnený priestor). Podľa znaleckej tabuľky. 2 určujeme rozsah očakávanej výbušnej transformácie oblaku zmesi paliva a vzduchu - prvý, ktorý zodpovedá detonácii.

Pre danú vzdialenosť 150 m určíme bezrozmernú parametrickú vzdialenosť:

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

Vzťahmi pre incidentnú vlnu (14) - (19) nájdeme:

amplitúda tlakovej fázy

P / P = 0,064 alebo P = 6,5 10 Pa pri P = 101 325 Pa;

amplitúda zriedenia

P_ / P = 0,02 alebo P_ = 210 Pa pri P = 101 325 Pa;

trvanie kompresnej fázy

trvanie fázy zriedenia

impulzy fáz kompresie a riedenia

II_ = 126,4 Pa s.

Tvar dopadajúcej vlny s popisom fáz kompresie a riedenia v najnebezpečnejšom prípade detonácie plynnej zmesi je možné opísať vzťahom

P (t) = 6,5 10 (sin ((t-0,0509) / 0,1273) / sin (-p 50,9 / 0,1273)) exp (-0,6t / 0,0509) ...

Použitím získaných hodnôt P a I podľa vzorcov položky 4 máme:

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

(pri výpočte Pr sa predpokladá, že hmotnosť osoby je 80 kg).

Je to podľa tabuľky. 3 znamená 1% pravdepodobnosť zničenia priemyselných budov. Pravdepodobnosti ostatných kritérií porážky sa blížia k nule.

Podľa vzťahov pre odrazenú vlnu (21) - (26) nájdeme:

amplitúda odrazenej tlakovej vlny

Pr / P = 0,14 alebo Pr = 1,4 10 Pa pri P = 101325 Pa;

odráža amplitúdu vlny zriedenia

Pr_ / P = 0,174 alebo Pr_ = 1,74 10 Pa pri P = 101325 Pa;

doba trvania odrazenej tlakovej vlny

odráža trvanie vlny vzácnosti

impulzy odrazeného tlaku a vlny zriedenia:

I = 308 Pa · s;

I_ = 284,7 Pa s.

Odrážaný tvar vlny pri interakcii so stenou

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

Použitím získaných hodnôt P a I podľa vzorcov položky 4 máme:

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

Je to podľa tabuľky. 3 znamená pravdepodobnosť: 30% poškodenia a 4% zničenia priemyselných budov. Pravdepodobnosti ostatných kritérií porážky sa blížia k nule.

Typickými črtami výbuchov palivových kaziet sú:

Vznik rôznych typov výbuchov: detonácia, deflagrácia alebo kombinované;

Pri výbuchoch sa vytvorí 5 zón poškodenia: výbuch (detonácia), pôsobenie produktov výbuchu (ohnivá guľa), pôsobenie rázovej vlny, tepelné poškodenie a toxický dym;

Závislosť sily výbuchu na parametroch prostredia, v ktorom k výbuchu dochádza (teplota, rýchlosť vetra, hustota budovy, terén);

Realizovať kombinovaný alebo detonačný výbuch pre palivové kazety predpoklad je vytvorenie koncentrácie produktu vo vzduchu v dolných a horných koncentračných medziach.

Deflagrácia- výbušné spaľovanie podzvukovou rýchlosťou.

Detonácia- proces výbušnej transformácie hmoty nadzvukovou rýchlosťou.

Výpočet polomeru postihnutých oblastí ( R.) a pretlak v prednej časti tlmiča (D R. t) v prípade výbuchu sa vykonáva podľa týchto vzorcov:

1. Zóna výbuchu (detonačná zóna):

kde M je hmotnosť palivových kaziet v nádrži (kg). M sa považuje za 50% kapacity nádrže pre jedno skladovanie a 90% pre skupinové skladovanie.

Pre trhaciu zónu D R. f = 1750 kPa.

2. Zóna produktov spaľovania (zóna ohnivej gule):

Polomer zóny:

(2)

Pretlak v prednej časti tlmiča sa vypočíta:

(3)

Pre ostatné zóny sa ich polomery vypočítajú podľa tohto vzorca:

. (4)

3. Zóna pôsobenia rázovej vlny:

Slabá deštrukcia- poškodenie alebo zničenie striech a okenných a dverových otvorov. Poškodenie - 10 ... 15% nákladov na budovy.

Stredná deštrukcia- deštrukcia striech, okien, priečok, podkrovných podláh, horných poschodí. Poškodenie - 30 ... 40%.

Silná deštrukcia- deštrukcia nosných konštrukcií a podláh. Poškodenie - 50%. Oprava je nepraktická.

Úplné zničenie- zrútenie budov.

Tepelný impulz (kJ / m 2) je určený vzorcom:

kde Ja- intenzita tepelného žiarenia z diaľkového výbuchu palivových kaziet R., kJ / m 2 × s

, (6)

kde Q 0 - špecifické požiarne teplo, kJ / m 2 × s; F- sklon, ktorý charakterizuje relatívnu polohu zdroja spaľovania a objektu

(7)

T- transparentnosť vzduchu

(8)

t sv - trvanie existencie ohnivej gule

(9)

Tabuľka 16 - Výsledky výpočtu zón poškodenia budov

Závery: , že v prípade nehôd s únikom horľavých kvapalín v cestnej doprave bude množstvo benzínu zapojeného do nehody od 5 d O 20 ton. Oblasť zóny úniku ropy bude od 120 do 540 m 2 ... Polomer zón je: bezpečné odstránenie - od 58 do 144 m; ťažké zničenie - predtým 89 m; úplné zničenie - od 8 do 13 m... Vzdialenosť od hranice obytnej zóny k miestu nehody - od 25 až 100 m... V tomto prípade môže byť možný počet úmrtí od 1 až 10 predtým 50 osoba. Poškodenie - predtým 5 miliónov rubľov.

c) nehody počas prepravy LPG.

Ovplyvňujúce faktory:

1. rázová vlna generovaná v dôsledku výbušných transformácií zmesi paliva a vzduchu (FA) počas úniku paliva na otvorenom priestranstve;

2. Tepelné žiarenieúniky horenia.

Počiatočné údaje na výpočet následkov núdzových situácií:

1. Predpokladá sa, že hmotnosť LPG AC (15 m 3), naplnená na 80%, sa zúčastňuje výbuchu oblaku palivovej sústavy.

3. Hustota LPG - 530 kg / m 3.

4. Odtlakovanie nádrže nastane okamžite.

Tabuľka 17 - Výsledky výpočtu polomerov postihnutých oblastí ľudí

Tabuľka 18 - Výsledky výpočtu polomerov zón ničenia budov

Závery: V dôsledku vyššie uvedených výpočtov je možné vidieť , že pri nehodách s únikom LPG v doprave bude jeho podiel na nehode od 5 d O 20 ton. Polomer zón je: bezpečné odstránenie - predtým 540 m; ťažké zničenie - predtým 70 m; úplné zničenie - predtým 50 m... Vzdialenosť od hranice obytnej oblasti k miestu nehody počas prepravy po ceste - od 25 až 100 m.

V tomto prípade môže byť možný počet úmrtí od 1 až 10ľudí, počet obetí - predtým 50 osoba. Poškodenie - predtým 5 miliónov rubľov.

2.2.5. Analýza možných následkov nehôd v plynárenskom priemysle

Melovatsky vidiecke osídlenie
Územím vidieckej osady Melovatsky prechádzajú plynovody vysokého, stredného a nízkeho tlaku s priemerom 100 až 325 mm a tlakom P od 0,0 3 do 55 kgf / cm 2. Navyše vo vzdialenosti 5 km južne od okraja obce. Novomelovatka prechádza trasou hlavného plynovodu „Stredná Ázia - Centrum III“, tromi vedeniami s priemerom 1,22 m a tlakom 55 kgf / cm 2 (5,5 MPa), s kapacitou 40 miliónov m 3 za deň, prehĺbenie - 0,8 m. Zničenie, poškodenie plynovodu môže byť dôsledkom technických porúch, ako aj vonkajších mechanických vplyvov (stavebné činnosti, poškodenie dopravou, teroristické útoky, vojenské operácie).

V prípade núdzového poškodenia podzemného plynovodu sa priamo v mieste odtlakovania vytvorí miestna zóna kontaminácie plynu. To nevytvára podmienky pre samovznietenie prúdu plynu. Zapálenie je možné len vtedy, ak zdroj inicializácie zapaľovania vstúpi do zóny úniku.

S vytvorením lievika emisie plynu a za prítomnosti zdroja vznietenia (zapálenia) plynu v počiatočnom čase dochádza k vzplanutiu metánu. Pri absencii zdroja vznietenia v počiatočnom čase sa vytvorí oblak plyn-vzduch. Pri nedostatku vetra sa oblak plynu a vzduchu vznáša a rozptyľuje. V prípade prítomnosti zdroja vznietenia však môže dôjsť k výbuchu. Pretože metán je ľahší ako vzduch a oblak plynu a vzduchu je vznášajúci sa, za prítomnosti vetra sa unáša a oblak sa môže rozptýliť.
Ako poškodzujúce faktoryčasť ITM pojednáva o:

Vlna výbuchu vzduchu generovaná v dôsledku výbušných transformácií dodávky teplej vody;

Nasledujúce údaje sa považujú za ukazovatele následkov výbušných javov a požiaru:

1. Stupeň poranenia osôb (smrteľné zranenie, ťažké, stredné, ľahké poranenia)

prah porážky);

2. stupeň zničenia okolitých budov (úplná, 50% deštrukcia, stredná deštrukcia, menšie poškodenie, poškodenie skla);

3. Vplyv tepelných tokov na budovy a stavby sa posudzuje podľa možnosti vznietenia horľavých materiálov.

Hlavný Núdzové situácie o plynových zariadeniach vidieckej osady Melovatsky sú:

A -1 - zničenie (odtlakovanie) plynovodu (hydraulické štiepenie, SHRP);

А -2 - zničenie (odtlakovanie) technologické vybavenie kotolne.
Odhad množstva nebezpečná látka zapojený do nehôd

v plynárenských zariadeniach:
Počiatočné údaje:
Dĺžka maximálnych úsekov plynovodov:

Pre vysokotlakové plynovody (hlavné a vnútroosídlové siete)-0,5 km;

Pre plynovody stredného a nízkeho tlaku - 0,1 km;
Priemery plynovodov (vnútorné):

Vysokotlakové plynovody - 1200 a 325 mm;

Strednotlaké a nízkotlakové plynovody (siete medzi štvrťrokmi a medzi sídlami)-100 mm (maximum);
Pracovný maximálny tlak v potrubí:

Hlavný plynovod - 5,5 MPa;

Vysokotlakové plynovody - 0,6 MPa;

Strednotlakové plynovody (vnútroštvrťové a vnútroúčtové siete)-0,3 MPa;

Nízkotlakové plynovody (vnútroštvrťové a vnútroúčtové siete)-0,03 MPa;
Maximálny objem čerpania plynu:

Vysokotlakový hlavný plynovod - q = 40 miliónov m3 / deň (1,67 milióna m3 / hodinu (463 m3 / s)) - pozdĺž troch vetiev; jeden každý q = 13,3 milióna m3 / deň (0,56 milióna m3 / hod (154 m3 / s))

Vysokotlakové plynovody (vnútroosadové siete) - q = 1100 m3 / deň (0,31 m3 / s));

Nízkotlakové plynovody (vnútroštvrťové a vnútroosadové siete)-q = 100 m3 / deň (0,031 m3 / s).
Výsledky výpočtu:
Pre vysokotlakové plynovody:
priemer 1,22 m:

V 1m = 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).
s priemerom 0,325 m:

V 2m = 0,01π * 600 * 0,16 2 * 100 = 48,2 m W.

Množstvo plynu dodaného do životné prostredie teda predstavuje:

M = (37,2 + 48,2) * 0,68 = 85,4 * 0,68 = 58 Kg... Keď však palivové kazety explodujú na otvorenom priestranstve, 10% ( 5,8 kg).
Pre strednotlakové plynové potrubia:

s priemerom 0,1 m:

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

V 2m = 0,01π * 300 * 0,05 2 * 100 = 2,36 m H.

Hmotnosť plynu uvoľneného do životného prostredia je teda:

M = (37,2 + 2,36) * 0,68 = 39,56 * 0,68 = 26,9 Kg... Keď však palivové kazety explodujú na otvorenom priestranstve, 10% ( 2,7 kg).
Pre nízkotlakové plynovody:

s priemerom 0,1 m:

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

V 2m = 0,01π * 30 * 0,05 2 * 100 = 0,28 m H.

Hmotnosť plynu uvoľneného do životného prostredia je teda:

M = (3,72 + 0,28) * 0,68 = 4 * 0,68 = 2,7 Kg... Keď však palivové kazety explodujú na otvorenom priestranstve, 10% ( 0,27 kg).

Uvedený počet pri výpočte postihnutých oblastí možno zanedbať. Dotknuté zóny neprekročia bezpečnostné a ochranné pásmo (2 m vľavo a vpravo od osi plynovodu).
v prípade zničenia (odtlakovania) technologického zariadenia kotolne

Maximálna hmotnosť zemného plynu pri nehode pri zničení technologického zariadenia kotolne závisí predovšetkým od objemu kotolní (tabuľka 19). Na území osady sú celkom 2 kotolne.
Tabuľka 19 - Charakteristika kotolní:

Aby palivová zostava explodovala, je potrebné, aby v dôsledku poruchy zariadenia bol únik plynu od 5 do 15%. Preto by únikový objem mal byť:

Pri 5%: 120 m 3 x 0,05 = 6 m 3 (pri hustote plynu 0,68 kg m 3 - 4 kg)

Pri 15%: 120 m 3 x 0,15 = 18 m 3 (pri hustote plynu 0,68 kg m 3 - 12 kg)

Maximálna hmotnosť plynu dodávaného do kotolne môže byť 12 kg.
Množstvo nebezpečných látok zahrnutých do implementácie scenárov nebezpečných núdzových situácií je uvedené v tabuľke 20:
Tabuľka 20: - Množstvo nebezpečných látok spôsobených nehodami:

Výpočet pravdepodobných zón pôsobenia škodlivých činiteľov

v prípade zničenia (odtlakovania) plynovodov (A-1)
Nehody počas odtlakovania plynovodov sú sprevádzané nasledujúcimi procesmi a udalosťami: odtok plynu pred spustením uzatváracieho ventilu (impulzom na zatvorenie ventilu je zníženie tlaku produktu); zatvorenie uzatváracieho ventilu; odtok plynu z časti potrubia odrezaný armatúrami.

V miestach poškodenia plyn uniká pod vysokým tlakom do životného prostredia. V mieste zničenia v pôde sa vytvorí lievik. Metán stúpa do atmosféry (je ľahší ako vzduch) a ďalšie plyny alebo ich zmesi sa usadzujú v povrchovej vrstve. Po zmiešaní so vzduchom tvoria plyny oblak výbušnej zmesi. Štatistiky uvádzajú, že asi 80% nehôd sprevádza požiar. Iskry vznikajú pri interakcii plynných častíc s kovovými a pevnými časticami pôdy. Bežné spaľovanie sa môže transformovať na výbuch v dôsledku samočinného zrýchlenia plameňa, keď sa šíri po reliéfe a v lese.

Pri operatívnom predpovedaní sa predpokladá, že spaľovací proces sa vyvíja v detonačnom režime. Zverejnená schéma určovania tlakov v prípade nehody na plynovode je znázornená na obrázku 1.

Obrázok 1 - Návrhová schéma na stanovenie tlakov v prípade nehody na plynovode

Р - tlak v detonačnej zóne; Р f - tlak v prednej časti tlakovej vlny vzduchu; r 0 - polomer detonačnej zóny; R je vzdialenosť od vypočítaného centra výbuchu; 1 - detonačná zóna; 2 - zóna prúdenia vzduchu (R> r 0)

Rozsah šírenia oblaku (pozri obr. 1) výbušnej zmesi v smere vetra je určený empirickým vzorcom

L = 25
, m, (3,49)
kde M je hmotnostný druhý prietok plynu, kg / s;

25 - koeficient proporcionality s rozmerom m 3/2/kg 1/2;

W - rýchlosť vetra, m / s.

Potom môže byť hranica detonačnej zóny obmedzená polomerom r 0 v dôsledku odtoku plynu v dôsledku porušenia tesnosti plynovodu stanovená vzorcom

r 0 = 12,5, m. (3,50)

Hmotnostný druhý prietok plynu M z plynovodu pre kritický prietokový režim, keď jeho hlavné parametre (prietok a prietok) závisia len od parametrov odtlakovaného potrubia, možno určiť podľa vzorca

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

kde  je koeficient zohľadňujúci prietok plynu zo stavu prietoku (pre rýchlosť zvuku odtoku  = 0,7); F je plocha výstupného otvoru rovnajúca sa ploche prierezu potrubia, m 2; - koeficient spotreby zohľadňuje tvar otvoru ( = 0,7 - 0,9), vo výpočtoch sa berie  = 0,8; R g - tlak plynu v plynovode, Pa; V g je špecifický objem prepravovaného plynu s parametrami v plynovode (určený vzorcom 3.52).

Vg = R 0
, m 3 / kg, (3,52)
kde T je teplota prepravovaného plynu, K;

R 0 je špecifická plynová konštanta, určená z údajov o frakčnom zložení plynu q do a z molárnych hmotností zložiek zmesi z pomeru

R 0 = 8314
, J / (kgK), (3,53)

kde 8314 je univerzálna plynová konštanta, J / (kmolK);

m až - molárna hmotnosť komponentov, kg / kmol;

n je počet komponentov.
V zóne pôsobenia detonačnej vlny je tlak 1,7 MPa. Tlak v prednej časti IWW v rôznych vzdialenostiach od plynovodu sa tiež určuje pomocou údajov v tabuľke 21.
Tabuľka 21 - Tlak v prednej časti nárazovej vlny v závislosti od vzdialenosti k výbuchovej šnúre.

Pri predpovedaní následkov nehody na plynovode sa detonačná zóna a zóna pôsobenia IAS berú do úvahy so zreteľom na smer vetra. V tomto prípade sa má za to, že hranica detonačnej zóny siaha od potrubia v smere vetra do vzdialenosti 2r 0. V prípade včasnej predikcie je detonačná zóna určená vo forme pruhov pozdĺž celého potrubia so šírkou 2r 0, umiestnených na každej z jeho strán. Dôvodom je skutočnosť, že oblak výbušnej zmesi sa môže od potrubia šíriť v ľubovoľnom smere v závislosti od smeru vetra. Mimo detonačnej zóny sa na oboch stranách potrubia nachádzajú zóny pôsobenia IWW. V terénnom pláne tieto zóny vyzerajú aj ako pásové úseky pozdĺž potrubia.
Pri vývoji úsekov projektu ITM GOChS sú na územné plány pozdĺž hlavných ropovodov a plynovodov aplikované zóny možného vážneho poškodenia, ktorých hranice sú určené veľkosťou pretlaku 50 kPa.
Pri vykonávaní prevádzkových výpočtov je potrebné mať na pamäti, že v závislosti od triedy hlavného potrubia môže byť pracovný tlak plynu P g: pre vysokotlakové plynovody - 0,6 - 7,5 MPa; stredný tlak - od 0,3 do 0,6 MPa; nízky tlak - až 0,3 MPa. Priemer plynovodu môže byť od 100 do 1200 mm. Teplotu prepravovaného plynu je možné odčítať vo výpočtoch t 0 = 40 0 ​​С. Zloženie bežného plynu, ak nie sú k dispozícii údaje, je možné odmerať v pomere: metán (CH4) - 90%; etán (C2H6) - 4%; propán (C3H8) - 2%; N -bután (C4H10) - 2%; izopentán - (C 5 H 12) - 2%.

Platba

polomery detonačnej zóny r 0 pri výbuchu sekcií plynovodu
Počiatočné údaje:
d = 1,2 m; Pg = 5,5 MPa; t = 40 ° C; W = 1 m / s;  = 0,8.
Platba:

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.

Detonačná zóna bude teda rovná: 2r 0 = 304 m (na každej strane trasy plynovodu).
Pomocou tabuľky 21 získame polomer zóny možného vážneho zničenia, ktorého hranice sú určené hodnotou pretlaku 50 kPa:
r = 4r 0 = 608 m
Podobné výpočty boli vykonané pre ďalšie úseky plynovodov. Získané údaje sú zhrnuté v tabuľke 22:

Výpočet pravdepodobných zón pôsobenia škodlivých činiteľov pri deštrukcii (odtlakovaní) technologického zariadenia kotolní (A-2)
V dôsledku zničenia plynovodov a technologických zariadení horľavými látkami môžu byť tieto vyhodené do budovy alebo na otvorené priestranstvo za vzniku zmesi plyn-para-vzduch (GPVS). Výbuch vytvorenej zmesi plynu a vody je vážnym nebezpečenstvom pre personálne a technologické zariadenia.

Spaľovací proces s rýchlym uvoľňovaním energie a tvorbou pretlaku (viac ako 5 kPa) sa nazýva výbušné spaľovanie.
Existujú dva zásadne odlišné spôsoby výbušného spaľovania: deflagracia a detonácia.
Pri deflagračnom spaľovaní dochádza k šíreniu plameňa v slabo narušenom médiu rýchlosťou oveľa nižšou, ako je rýchlosť zvuku, pričom tlak sa nepatrne zvyšuje.

Pri detonačnom spaľovaní (detonácii) sa plameň šíri rýchlosťou blízkou alebo vyššou, ako je rýchlosť zvuku.

Iniciácia (vznietenie) zmesi plynu a vzduchu s vytvorením spaľovacieho centra je možná za prítomnosti zdroja vznietenia.

Medzi hlavné faktory ovplyvňujúce parametre výbuchu patria: hmotnosť a typ výbušnej látky, jej parametre a podmienky skladovania alebo použitia v technologický postup, miesto výbuchu, priestorovo plánovacie riešenia štruktúr v mieste výbuchu.
Výbuchy v kotolni možno rozdeliť do dvoch skupín - na otvorenom priestranstve a vo výrobnej miestnosti.

K výbuchu môže dôjsť v zariadeniach s nebezpečenstvom požiaru a výbuchu. Medzi nebezpečné predmety požiaru a výbuchu patria predmety, na území ktorých alebo v ich priestoroch sa nachádzajú (cirkulujú) horľavé plyny, horľavé kvapaliny a horľavý prach v takom množstve, že môžu vytvárať výbušné horľavé zmesi, počas ktorých môže pretlak v miestnosti prekročiť 5 kPa. V tomto prípade zmes plynu, pary, prachu a vzduchu zaberie časť alebo celý objem miestnosti.
Kotolňa:
Scenár C-1 : (Odtlakovanie procesného zariadenia, únik plynu, vznietenie v mieste uvoľnenia, eliminácia spaľovania).

Hmotnosť zemného plynu, ktorý môže vstúpiť do kotolne, je 12 kg.

Zemný plyn nie je toxický. Pretože však plyn nie je priedušný, môže predstavovať nebezpečenstvo pre personál v kotolni. Pravidlá sa musia dodržiavať požiarna bezpečnosť, nepoužívajte otvorený oheň a používajte prostriedky individuálna ochrana(izolačná plynová maska). V rovnakom čase môže 1 osoba spomedzi personálu kotolne zomrieť na udusenie.

Scenár C-2 (Odtlakovanie procesného zariadenia, únik plynu, vznietenie v mieste uvoľnenia, spaľovanie).

Počiatočné údaje:

Frekvencia implementácie scenára rok -1: 4 * 10 -5

Názov látky: zemný plyn

Hmotnosť látky, kg: 12

Uvažované scenáre:

Netesný oheň.
Výsledky výpočtu:
(škodlivé faktory požiaru nepresiahnu kotolňu)
Scenár C-3 (Odtlakovanie zariadení, únik plynu, žiadne vznietenie v mieste uvoľnenia, tvorba oblaku palivových kaziet, zdroj vznietenia, výbuch palivových kaziet rázovou vlnou).