Мониторинг безопасности
..pdf
Рис. 4.3. Расчет значения вероятности возникновения аварии на данном газопроводе
Расчет значения вероятности производится либо по данным статистики для основных регионов РФ (выбор из списка), либо в ручном режиме по расчетным данным конкретного газопровода. При этом необходимо знать частотную характеристику вероятностей аварий, приведенную к временному интервалу 1 год (либо для проектируемого газопровода – по данным проектной документации) на длину 1000 км. Ввод данных по грунтам над газопроводом показан на рис. 4.4.
81
Рис. 4.4. Ввод данных по грунтам над газопроводом
Грунт выбирается путем последовательного уточнения в соответствии с Единой классификацией грунтов (ГОСТ 25100–95), характеристики грунтов хранятся в базе данных программы. Выбранные грунты по каждому из участков являются основой для расчета вероятности возникновения аварийных сценариев.
Рис. 4.5. Ввод дополнительных факторов, влияющих на возникновение аварии
В программе принято следующее допущение: сумма вероятностей влияния внешних факторов не должна быть больше 1 (рис. 4.5). Расчетный показатель вероятности отказа запорной
|
арматуры принят |
по усредненным |
|
характеристикам для задвижек, кра- |
|
|
нов, клапанов (вентилей), рассчитан- |
|
|
ных на давление до 70 МПа с диа- |
|
Рис. 4.6. Редактирование |
метрами DN15, DN3, DN2 (2000 мм, |
|
списка участков |
1400 мм, менее 1400 мм) с ручным, |
|
газопровода |
электрическим и |
гидравлическим |
82 |
|
|
приводами, и равен 0,2. На основании справочных данных по надежности эксплуатируемых задвижек данный показатель может быть изменен пользователем.
Таким образом, исходными данными являются: газ (выбирается из списка), диаметр трубы, глубина залегания, температура газа, скорость ветра, время года, данные по конкретным участкам (рис. 4.6) и данные по вероятности аварии.
Параметры работы программы
Вызов окна параметров работы программы производится из меню Расчет → Параметры расчета (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Окно ввода параметров работы программы
Допущениями программы являются:
1. Образование сценария «Огненный шар» непосредственно после гильотинного разрушения газопровода. При этом
83
расчет вероятности возникновения этого сценария определяется двумя характеристиками: вероятностью гильотинного разрушения и вероятностью возгорания из-за внешних факторов (принимается 0,015). Расчетная масса истекающего газа принимается как масса газовоздушного облака, формирующегося за 2 с от момента разрушения. Расчетная масса, участвующая
вформировании теплового поля, принимается из расчета 0,2 от всей массы газовоздушного облака. Пользователям предоставляется возможность изменить эти параметры в соответствии
симеющимися у него теоретическими и экспериментальными данными. Вышеуказанные параметры теоретически обоснованы и подтверждены расчетами для природного газа.
2.Расчет параметров поражающих факторов производится
вузлах расчетной сетки. Х и Y – количество узлов расчетной сетки моделирования опасных воздействий в результате аварии. Шаг сетки позволяет изменять размер площадки на местности. Площадка отображается в итоговых диаграммах в соответствующем масштабе, соизмеримом с распространением опасных фактором в пространстве. Характеристики площадки и направление осей X, Y показаны на рис. 4.8.
Рис. 4.8. Направление осей X и Y
84
По умолчанию принимается, что на диске сохраняются дополнительные файлы результатов в формате Microsoft Excel, при этом выдается запрос на сохранение файла. Пользователю предоставляется возможность отменить этот параметр. Расчет производится после нажатия кнопки «Расчет» на форме программы. После этого выдается окно параметров расчета (рис. 4.9). Расчет производится для каждого участка в отдельности по выбранному сценарию.
Рис. 4.9. Окно выбора параметров расчета
Результаты расчета отображаются в соответствующем окне. Окно имеет три вкладки: значение поражающего фактора, вероятность поражения и риск (рис. 4.10).
В процессе расчета появляется запрос на сохранение результатов в формате Microsoft Excel с итоговыми матрицами значений опасных факторов, риска и диаграммами. Последние можно использовать для построения диаграмм различного вида, что позволяет детализировать производимый анализ.
85
Рис. 4.10. Результаты расчета
Пример отчета
Исходные данные Дата расчета: 27.03.2006 Участок: 1 МГ Диаметр трубы, м: 1 Газ: природный газ Температура газа, °С: 10
Среднее давление на участке, МПа: 7,5 Время года: зима Ветер, м/с: 0
Грунт: Обломочно-пылеватые и глинистые Суглинки С содержанием частиц крупнее 2 мм 15–25 % Твердые
86
Расчетные данные Длина котлована, м: 26 Сценарий «Пожар в котловане»:
Высота факела в спокойной атмосфере, м: 136,2 Диаметр факела, м: 34,05–68,1 Сценарий «Струевое пламя»:
Длина струевого факела, м: 152,18 Максимальный диаметр факела, м: 36,04 Угол подъема труб, град: 30 Угол разворота труб, град: 15
Критическая скорость истечения газа, м/с: 371,57 Начальный массовый расход, кг/с: 10845,82
Вероятность аварийных сценариев на участке:
– гильотинное разрушение газопровода: |
0,3995040000 |
– вероятность возгорания: |
0,2796527952 |
– формирование огненного шара: |
0,0059925600 |
–реализация сценария «Пожар в котловане»: 0,2594974168
–реализация сценария «Струевое пламя»: 0,0219531444
Зоны вероятного поражения человека
от аварийного сценария «Пожар в котловане (Lf/Hf = 4)»
Характеристика |
|
Вероятность |
Глубина |
Потенциальный |
опасных зон |
|
поражения Pпор |
зоны, м |
риск |
Зона безусловного |
по- |
Рпор > 99 % |
|
|
ражения |
|
81,81 |
2,64E-5 |
|
Зона возможно сильных |
50 % < Рпор ≤ 99 % |
|
|
|
поражений |
|
141,03 |
1,33E-5 |
|
Зона возможно средних |
33 % < Рпор ≤ 50 % |
|
|
|
поражений |
|
150,4 |
8,79E-6 |
|
Зона возможно слабых |
1 % < Рпор ≤ 33 % |
|
|
|
поражений |
|
189,45 |
2,66E-7 |
|
Зона безопасности |
|
Рпор ≤ 1 % |
>189,45 |
менее 2,66E-7 |
87
Результаты расчетов представлены на рис. 4.11–4.15.
Рис. 4.11. Зонирование территории по критерию индивидуального риска в районе аварии (шаг сетки 20 м)
Рис. 4.12. График распределения плотности теплового потока, кВт/м2 (шаг сетки 20 м)
88
Рис. 4.13. Диаграмма значений теплового потока, кВт/м2 (шаг сетки 20 м)
Рис. 4.14. График распределения вероятности поражения, % (шаг сетки 20 м)
89
Рис. 4.15. Диаграмма значений вероятности поражения, % (шаг сетки 20 м)
Порядок выполнения практической работы
1.Ознакомиться с руководством по выполнению данной практической работы.
2.Получить у преподавателя вариант задания(табл. 4.1–4.3).
3.Запустить на выполнение программу.
Таблица 4.1
Данные по газопроводу
Номер |
Газ |
Диаметр |
Темпе- |
Глубина |
Скорость |
Время |
вари- |
|
трубы, м |
ратура |
залега- |
ветра, |
года |
анта |
|
|
газа, °С |
ния, м |
м/c |
|
1 |
Метан |
0,5 |
20 |
1 |
1 |
Зима |
2 |
Пропан |
0,6 |
25 |
1,5 |
2 |
Весна |
3 |
Этан |
1,5 |
15 |
2 |
1,5 |
Лето |
4 |
Ацетилен |
0,8 |
10 |
1,2 |
0,5 |
Осень |
90 |
|
|
|
|
|
|