Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
раздел БЖД.docx
Скачиваний:
8
Добавлен:
28.10.2018
Размер:
162.67 Кб
Скачать

Взрывы при разгерметизации магистрального газопровода.

Разгерметизация магистрального газопровода сопровождается истечением транспортируемого продукта до момента срабатывания отсекателей и истечением продукта из участка трубопровода, отсеченного запорной арматурой.

Истечение продукта в окружающую среду происходит под высоким давлением. Легкие компоненты (плотность меньше плотности воздуха) поднимаются в атмосферу, другие (тяжелее воздуха) оседают в приземном слое. Смешиваясь с воздухом, газы образуют, облако взрывоопасной смеси.

При авариях на газопроводе взрывное превращение может происходить по дефлаграционному или детонационному режиму.

Дальность распространения облака взрывоопасной смеси в направлении ветра определяется по эмпирической зависимости [3]:

где М - массовый расход газа, кг/с;

25 - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность м3/2 /кг 1/2

U- Скорость ветра, м/с

Граница зоны детонации, ограниченная радиусом r0 м, может быть определена по формуле:

При критическом режиме истечения газа, когда его основные параметры зависят от параметров разгерметизированного трубопровода, массовый секундный расход газа, кг/с, может быть определен по формуле:

где Ψ - коэффициент, зависящий от скорости истечения газа (для звуковой скорости истечения Ψ = 0,7);

F- площадь отверстия истечения, принимаемая равной площади сечения трубопровода, м2 ;

μ - коэффициент расхода, учитывающий форму отверстия μ = 0,7-0,9 (при расчетах принимается μ =0,8);

Pr - давление газа в газопроводе, Па;

Vr - удельный объем транспортируемого газа при параметрах в газопроводе, м3/кг, определяется по формуле:

Vr =R0 x T/ Рr

где Т - температура транспортируемого газа, К;

R0 - удельная газовая постоянная, определяемая по формуле:

R0 =8314/∑ (mк x qк), Дж/ (кг x К).

где 8314 -универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль * К);

qk - мольная доля (или объемная) компонента в транспортируемом газе;

n - число компонентов.

В зоне детонационной волны давление принимается равным 1,7 МПа.

При прогнозировании последствий взрывов на газопроводах зоны воздействия определяют с учетом направления ветра. Считается, что граница зоны детонации распространяется от трубопровода по направлению ветра на расстояние 2r0. При заблаговременном прогнозировании зона детонации определяется в виде полос вдоль трубопровода шириной 2r0 с обеих сторон. Зоны действия воздушной ударной волны также имеют вид полосовых участков вдоль газопровода по обе стороны.

При планировании мероприятий по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям на картах (схемах) наносятся зоны возможных сильных разрушений вдоль магистральных нефте - и газопроводов, определяемая граница которых ограничивается величиной избыточного давления 50 кПа.

При оперативном прогнозировании учитывают класс магистрального трубопровода, определяемый рабочим давлением газа Рг: для газопроводов высокого давления - 2,5 МПа; среднего давления -1,2-2,5 МПа; низкого давления - до 1,2 МПа, Диаметр газопровода может быть от 150 до 1420 мм. Температура транспортируемого газа в расчетах принимается t = 40°С.

Пример.

Исходные данные:

d = 1,2 м –диаметр трубопровода

Pr = 2,2 x 106 Па - давление газа в газопроводе.

Т = 40 0С - температура транспортируемого газа.

U =3 м/с - Скорость ветра

r = 2000 м –Расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.

Определить влияние взрывной волны на человека, здания, сооружения.

Решение:

1. По формуле (5) определим удельную газовую постоянную

R0 =8314/(0,9883 x 16 + 0,0081 x 44 + 0,0024 x 58 + 0,0012 x 71) =

= 8314/16,336 = 507,149 Дж/(кг x К).

2. Определим удельный объём транспортируемого газа по формуле

Vr =R0 * T/ Рr

Vr = 507,149 x (273+40) / 1,8 x 106 =0,08818 м3 /кг

3. По формуле (3) посчитаем массовый секундный расход при его истечении из газопровода:

М= 0,7 x 3,14 x 1,44 x 1/4 x 0,8 x √(2,2 x 106 /0,08818) =3161,89≈ 3162 кг/с.

4.Определим радиус зоны детонации по формуле

r0 =12,5 x √(3162/ 3) =405,81 ≈ 406м

5.Находим соотношение r /r0 = 2000/406 = 4,93

Данное соотношение соответствует Рф =41 кПа, согласно таблице:

r/r0

0-1

1,01

1,04

1,08

1,2

1,4

1,8

2,7

3

4

5

6

8

12

50

Рф

1700

1236

814

568

400

300

200

100

80

50

40

30

20

10

5

6. Затем определяем степень разрушения здания находящегося на удалении 2000 метров согласно таблице.

В радиусе зоны детонации будет

Степени разрушения зданий и сооружений, различных видов транспорта при действии

Здания, сооружения и устройства различных видов транспорта

Значения ДР^кПа), вызывающие разрушения

слабое

среднее

сильное

полное

1

1

3

4

5

6

1

Здания вокзалов, депо, ТЭЦ с тяжелым металлическим или ж. 6. каркасом и тяжелым стеновым заполнением

10-20

20-40

40-60

60-100

2

Здания кирпичные (блочные) многоэтажные

8-12

12-20

20-30

30-40

3

Здания кирпичные (блочные) малоэтажные

8-12

12-25

25-35

34-45

4

Здания каркасного типа с легким заполнением

10-20

20-50

50-80

80-120

5

Железнодорожное полотно, стрелочные переводы

100-200

200-300

300-500

более 500

б

Здания тяговых подстанций, фидерных, трансформаторных

10-30

30-60

60-70

более 100

7

Контактная сеть ж.д., воздушные ЛЭГХ

20-50

50-70

70-120

более 120

8

Подземные кабельные линии электроснабжения н связи

200-300

300-600

600-1000

более 1000

9

Мосты железобетонные и металлические пролетом до 45 м

100-150

150-200

200-250

более 250

10

То же с пролетом 100 ми более

50-100

100-150

150-200

более 200

11

Мосты железобетонные с пролетом 20-25 м

50-100

100-150

150-200

более 200

12

Мосты деревянные низководные

20-50

50-80

80-100

более 100

13

Подземные сети водопровода, канализации, газоснабжения

400-600

600-1000

1000-1500

более 1500

14

Водонапорные башни

20-40

40-60

60-70

более 70

15

Станочное оборудование депо и мастерских

25-40

40-60

60-80

более 80

16

Кузнечно-прессовое оборудование

50-100

100-150

150-200

более 200

17

Вагоны, платформы, цистерны

30-40

40-80

80-100

более 100

18

Локомотивы (тепловозы, электровозы)

50-70

70-100

100-150

более 150

19

Тоннели

150-200

200-300

300-500

более 500

20

Шоссейные дороги с твердым покрытием

100-300

300-1000

1000-2000

2000-3000

21

Автомобили грузовые, цистерны

20-30

30-50

55-65

более 65

22

Автобусы и кунги

15-20

20-45

45-60

60-80

23

Автозаправочные станции

20-30

30-40

40-60

-

24

Заглубленные емкости (подземные резервуары)

20-50

50-100

100-200

более 200

25

Магистральные трубопроводы

200-350

350-600

600-1000

-

26

Перекачивающие и компрессорные станции

15-25

25-35

34-45

более 45

27

Резервуарные парки (заполненные)

20-40

40-70

70-90

более 90

28

Частично заглубленные резервуары

30-50

50-80

80-110

более 110

29

Суда на плаву

80-100

100-130

130-180

-

30

Пристани и причалы металлические

50-100

100-150

150-200

более 200

31

Крановое хозяйство портов

20-30

30-60

60-80

более 800

32

Самолеты, вертолеты на стоянке

9-10

10-15

15-25

более 25

33

Защищенные пункты управления

200-300

300-500

500-700

более 700

34

Гусеничные тягачи и тракторы

30-40

40-60

60-80

более 80

35

Взлетно-посадочные полосы

300-400

400-1500

1500-3000

более 3000

36

ЛЭП воздушные высоковольтные

20-60

60-100

100-160

более 160

37

Антенные устройства

10-20

20-40

40-60

более 60

Выводы

1.Ударная волна, возникшая, при взрыве в результате разгерметизации магистрального газопровода может нанести телесные поражения средней тяжести (Поражение средней тяжести - 40-60 кПа) при удалении человека на расстоянии 2000 метров от центра взрыва.

2. Ударная волна, возникшая, при взрыве в результате разгерметизации магистрального газопровода может вызвать разрушение средней тяжести зданий каркасного типа с лёгким наполнением расположенных в радиусе 2000 метров от центра взрыва (Разрушение оконных, дверных проёмов и т.д.) Материальный ущерб при средней степени разрушения может составлять 30-40% от стоимости здания.