Расчет распространения различных поражающих факторов аварии (СТО Газпром 2-2.3-400-2009)

  Главная      Учебники - Газпром     СТО Газпром 2-2.3-400-2009

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9    ..

 

 

 

9.2 Расчет распространения различных поражающих факторов аварии (СТО Газпром 2-2.3-400-2009)

9.2.1 Скважины газовых и газоконденсатных месторождений.

9.2.1.1 Для каждого расчетного сценария аварии на скважинах следует определить распределение в пространстве основных физических характеристик (размеров зон негативного воздействия) следующих поражающих факторов аварии:

-        осколков разрушенного скважинного оборудования;

-        воздушной волны сжатия;

-        загазованности;

-        тепловой радиации от пожара (в т.ч. прямого воздействия пламени).

9.2.1.2 Вероятность появления аварийной ситуации с разлетом осколков очень мала (менее 10-10), что позволяет исключить такого рода ситуации из анализа риска.

9.2.1.3 Загазованность прискважинного пространства характерна только для газоконденсатных скважин, так как происходит в основном за счет испарения выброшенного из скважины газового конденсата. При дальнейшем испарении его с поверхности лужи разлития формируется облако паров конденсата. Рассеяние облака паров опасного вещества в атмосфере в этом случае рассчитывается с учетом нестационарных эффектов по методикам РД 03-26-2007 [10] и приведенных в Приложении Ж.

На заданный момент времени определяются следующие величины:

-  масса топлива в облаке во взрывоопасных концентрациях;

-  размеры облака, ограниченного изолинией концентрации С= Снкпв;

-  эффективная площадь возможного поражения открытым пламенем;

-  размеры зоны негативного термического и барического воздействия от сгорания дрейфующего облака: протяженность в направлении ветра и максимальная ширина в поперечном направлении. Граница этой зоны определяется изолинией концентрации паров Сун = 0,5 Снкпв.

За все время процесса истечения опасного вещества и его рассеяния определяются моменты времени, когда облако имеет максимальные размеры по ширине и протяженности, и момент времени, когда в облаке во взрывоопасных концентрациях находится максимальное количество топлива.

9.2.1.4 Расчет поражающих факторов при дефлаграционном горении парового облака.

Образующееся в результате испарения выброшенного из скважины конденсата паровое облако само по себе не является значимым поражающим фактором, а является лишь фактором потенциальной опасности, и только наличие источников зажигания на пути дрейфа облака в границах изолинии концентрации, равной нижнему концентрационному пределу воспламенения (Снкпв), обусловливает воспламенение и сгорание облака по всему объему с образованием воздушной волны сжатия, т.е. возникновение термического и барического факторов поражения.

Сформировавшееся облако может быть зажжено в одной или нескольких своих точках. На рисунке 9.2 приведены пределы воспламеняемости некоторых горючих смесей, а также зависимости скорости нормального горения от концентрации горючего в смеси. Основным режимом горения для облаков испарившегося газового конденсата является дефлаграционный. Дефлаграционное горение характеризуется тем, что фронт пламени создает при движении впереди себя волну сжатия.  Избыточное давление  в волне сжатия увеличивается постепенно от фронта волны к фронту пламени.  Максимальные значения избыточного давления и скоростного напора достигаютсяперед фронтом пламени.  Позади фронта пламени  образуются продукты горения с высокой температурой от 1600° С до 2500° С.

Рисунок 9.2 – Характеристики взрывоопасности некоторых веществ

Для определения параметров волны сжатия при воспламенении ТВС на открытом воздухе рекомендуется применять методику, приведенную в подразделе Ж.4 (Приложение Ж).

Оценка параметров волны сжатия производится по следующему алгоритму:

- определяется максимальное значение видимой скорости распространения пламени;

-  определяется расчетный путь разгона пламени до максимально реализующегося значения;

- принимается, что люди, попадающие во фронт пламени, погибают;

- определяются максимальные значения параметров дефлаграционного горения, которые имеют могут быть использованы для оценки повреждений зданий, сооружений, оборудования;

- определяются максимальные значения параметров воздушной волны сжатия, которые наблюдаются в момент прихода головы волны разрежения.

Зона действия термического поражающего фактора, фронта пламени и горячих продуктов сгорания ограничена размерами облака с границей по концентрации С = Снкпв. Предполагается, что в  пределах пожароопасного облака при его воспламенении имеет место 100 % поражение всех людей, находящихся вне специальных укрытий и помещений. Зона действия второго фактора – воздушной волны сжатия с избыточным давлением от 0,1 до 0,3 бар – находится вне границы Снкпв в непосредственной близости от нее. Воздействие воздушной волны сжатия рекомендуется учитывать косвенно путем увеличения размеров границы пожароопасного облака до Сун = 0,5 Снкпв, где Сун – концентрация паров, соответствующая границе зоны 100%-го поражения («уничтожения») людей.

При расчете пространственных распределений характеристик волн сжатия и продуктов дефлаграционного сгорания парового облака ТВС следует принимать гипотезу, что волны сжатия, продукты сгорания и тепловое воздействие с параметрами, достаточными для нанесения ущерба оборудованию, зданиям и сооружениям, не выходят за пределы парового облака, ограниченного изолинией  концентрации Сун =0,5×Снкпв.

Таким образом, изолиния концентрации Сун =0,5×Снкпв характеризует внешнюю границу зоны негативного воздействия.

9.2.1.5 Расчет радиационного теплового воздействия (тепловых потоков q(x,y) пожара на скважине на прилегающие объекты (на реципиентов термического воздействия)) рекомендуется проводить по следующей формуле

,

(9.2)

где Ef – интенсивность излучения с единицы поверхности («внешней оболочки») пламени, кВт/м2;

j(x,y) – угловой коэффициент облучения единичной площадки;

n – коэффициент поглощения теплового излучения атмосферой.

При этом последовательность расчета распределения тепловых потоков q(х,у,t) следующая:

-        на первом шаге в соответствии с п.9.1 рассчитать зависимости G(t).

-        выбрать геометрическую форму пламени. При расчете углового коэффициента рекомендуется использовать аппроксимацию поверхности пламени следующими приближениями:

а) приближение прямым или наклонным цилиндром (рекомендуется для оценки пожара разлития при выбросе газового конденсата из скважины и в случае горизонтально направленного факела на скважине);

б) приближение полным и усеченным  вертикально стоящим конусом (рекомендуется при оценке горения струи газа из скважины).

-        определить с помощью методик, приведенных в подразделе Е.4 (Приложение E), размеры пламени (стационарные или переменные во времени – в зависимости от вида реципиентов и конкретного сценария при рассмотрении воздействия на оборудование, здания, природную среду).

-        определить с помощью методики, приведенной в подразделе Ж.5 Приложения Ж, распределения тепловых потоков q(х,y) вокруг скважины на уровне поверхности земли.

9.2.2 Газопроводы.

9.2.2.1 Для каждого расчетного сценария аварии следует определить распределение в пространстве основных физических характеристик (размеров зон негативного воздействия) следующих поражающих факторов аварии на газопроводе:

-        осколков разрушенного газопровода;

-        воздушной волны сжатия;

-        загазованности;

-        тепловой радиации от пожара (в т.ч. прямого воздействия пламени).

Следует иметь в виду, что расчет зон негативного воздействия первых трех из перечисленных выше поражающих факторов проводится на данном этапе исключительно в силу требований существующих нормативных документов Ростехнадзора о необходимости при анализе риска в рамках разработки ДПБ рассчитывать размеры зон воздействия, количество пострадавших и ущерб для всех возможных поражающих факторов наиболее вероятного и максимального по масштабам аварийных сценариев. Однако, на этапе расчета потенциального индивидуального, коллективного, социального рисков и ожидаемого годового ущерба рекомендуется учитывать только термические эффекты от пожара (струевых пламен и пожара колонного типа), как значительно превалирующие по поражающему воздействию над тремя указанными другими факторами.

9.2.2.2 При расчете пространственных распределений характеристик разлета осколков и воздушной волны сжатия необходимым элементом исходных данных является характерная протяженность (длина) разрыва газопровода.

Процесс разрушения газопровода включает три стадии:

-        зарождение разрушения («прорастание» дефекта на всю толщину стенки трубы);

-         быстротечное распространение сквозной трещины по телу трубы;

-        торможение и остановка разрушения (трещины).

Необходимым условием для начала процесса лавинообразного протяженного разрыва стенки трубопровода при проектном давлении (когда напряжения в теле трубы должны быть заведомо ниже предела текучести используемой стали) является наличие критического сквозного дефекта (трещины), длина которого составляет от 20 до 25 % от диаметра трубы. В случае отсутствия начального дефекта разрушение трубопровода при рабочем давлении может произойти лишь при явлениях катастрофического ухудшения свойств металла трубы на площади, сравнимой с площадью поперечного сечения трубы.

9.2.2.3 Разлет осколков трубы при разрыве газопровода.

При разрыве подземного газопровода количество образующихся осколков трубы, их форма и направление полета являются величинами случайными. Принято, что направления движения осколков равновероятны, рассеивание осколков по площади зависит только от расстояния от места разрыва газопровода, а зона соответствующего негативного воздействия на поверхности земли имеет форму круга.

Размеры зоны осколочного воздействия (зоны разлета осколков) определяются максимальной дальностью полета осколков, зависящей от начальных скоростей, сообщаемых фрагментам трубы при разрыве газопровода. Оценки размеров зон проводятся либо на основе статистических данных, либо путем расчета максимальных значений радиуса разлета осколков массой .

Согласно статистическим данным разрушения газопровода сопровождались в большинстве случаев образованием относительно небольшого числа фрагментов труб (в пределах от 1 до 15 единиц). Из 271 аварий с разлетом осколков (за период 1991-2000гг.) в 59 % случаев дальность разлета составила до 50 м, в 13 % - от 51 до 100м, в 12 % - от 101 до 150м, в 8 % - от 151 до 200м, в 6 % - от 201 до 300м. Среднее значение и максимальная дальность разлета осколков трубы значительно зависят от характера разрушения оболочки трубы (вязкого или хрупкого). При авариях на газопроводах, построенных с использованием высоковязких сталей, часто происходит не разрыв на куски, а верхняя развальцовка труб с образованием 2-3 фрагментов трубопровода как с выбросом их из траншеи, так, зачастую, и без выброса фрагментов из траншеи. При вязком разрушении газопроводов среднее значение дальности разлета составляет 106,5 м, а максимальное - 180 м, при хрупком – соответственно 171,3 м и 700 м. При этом, в случаях хрупкого разрушения, массы фрагментов были существенно меньше, чем при вязком разрушении.

При необходимости могут быть выполнены расчеты дальности разлета осколков трубы. При этом применяемые методы расчета должны базироваться на предположении, что часть потенциальной энергии сжатого газа расходуется на фрагментацию оболочки трубы и слоя грунта и приобретение ими начальной скорости. В дальнейшем рассчитывается динамика движения этих фрагментов в воздухе и определяются размеры зон (на поверхности земли) их разлета.

Последовательность расчета размеров зон разлета осколков трубы при разрыве газопровода следующая:

а) для каждой точки, в которых моделируется разрыв газопровода:

- определяется фактическое давление P0 в газопроводе до аварии;

- задается длина фрагмента трубы, который отделяется от газопровода – длина разрыва  (м); Длина зависит от свойств стали трубы (для современных труб может быть принята в диапазоне от 2 до 12 метров).

- задается общее количество nоск образующихся при разрушении одинаковых осколков (рекомендуемое значение nоск =3-5) и рассчитываются их размеры;

- определяется масса (кг) осколков с рассчитанными выше размерами;

б) с помощью методики, приведенной в подразделе Ж.1 приложения Ж, рассчитываются максимальные дальности разлета осколков трубы.

Для получения консервативной оценки и при невозможности оценить геометрические и массовые параметры осколков рекомендуется рассчитать максимальные дальности для осколков трех типов – массой 1г, 1кг, и 1т. Максимальное из полученных расстояний принять за дальность полета осколков.

Максимальные дальности разлета осколков трубы для наземного газопровода рекомендуется рассчитывать с помощью методики, приведенной в подразделе Ж.2 (Приложение Ж).

9.2.2.4 Воздушная волна сжатия при разрыве газопровода.

ВВС возникает при разрыве газопровода, как следствие расширения транспортируемого под высоким давлением природного газа. Далее с определенной задержкой может произойти воспламенение газа - уже вне полости трубопровода при смешении газа с воздухом до определенных концентраций (от 5% до 15 % об.) и одновременном появлении источника зажигания с необходимым энергетическим потенциалом. Возникающие при этом барические эффекты настолько незначительны по сравнению с негативными эффектами от расширения сжатого газа и тепловым воздействием пожара, что ими можно пренебречь.

Нелинейные волновые процессы в грунте (как упругом теле), возникающие при разрушении газопровода, затухают на расстояниях в несколько метров и не оказывают негативного воздействия на параллельно уложенные нитки газопровода [11].

Расчет распределения избыточного давления  воздушной волны сжатия в окружающей среде при разрыве газопровода в окрестностях точки аварии производится с помощью методики, приведенной в подразделе Ж.3 (Приложение Ж).

9.2.2.5 Зоны загазованности при авариях на газопроводе.

Если в момент разгерметизации газопровода газ не воспламеняется, возникает необходимость анализа процессов его рассеяния в атмосфере для определения размеров зон загазованности.

Размеры зоны загазованности (с учетом того, что метан не обладает выраженным токсическим действием) рекомендуется определять по двум концентрационным пределам метана:

-        30 % об. - определяет границу зоны асфиксионной опасности, в пределах которой в результате снижения концентрации кислорода в воздухе нарушаются обменные процессы в организме человека и животных, и происходит удушье;

-        5 % об. – определяет границу зоны потенциального термического воздействия на реципиентов в случае так называемого «позднего поджигания» облака газовоздушной смеси.

Зона асфиксионного воздействия намного меньше указанной зоны потенциального теплового воздействия и полностью поглощается последней.

При расчете дисперсии газа в атмосфере рекомендуется рассматривать два предельных режима формирования опасных зон загазованности:

-        в виде двух невзаимодействующих наклонных или настильных;

-        в виде восходящего вверх интегрального течения (низкоскоростного колонного шлейфа) из грунтового котлована.

Примечание - При этом должно учитываться следующее. В ближней к источнику области выбрасываемый газ рассеивается по законам струйного (эжекционного) смешения с воздухом. На определенном расстоянии от источника средняя осевая скорость струи становится соизмеримой со скоростью сносящего воздушного потока, и начинает доминировать диффузионный механизм рассеяния, определяемый турбулентными параметрами атмосферы. Эжекционные механизмы распространения струи в атмосфере приводят к существенному разбавлению природного газа (ниже НКПВ) непосредственно в пределах струи. По этой причине природный газ не может накапливаться вне пределов струи и создавать дополнительные объемы пожароопасных концентраций. На размерах струи значительно сказывается скорость ветра, влияющая на смешение газа с воздухом.

Оценка размеров зон возможных пожаровзрывоопасных концентраций газа при струевом выбросе проводится исходя из консервативных соображений (размеры струй рассчитываются при нулевой скорости ветра).

Расчет зоны загазованности от двух струй при разрыве газопровода производится с помощью методики, приведенной в подразделе Е.1 (Приложение Е), при этом в окрестностях точки аварии рассчитываются распределения концентрации С и скорости u газа в струевых потоках.

9.2.2.6 Тепловая радиация от пожара на газопроводе.

Характер горения газа при авариях на газопроводах и масштабы теплового воздействия пожара на окружающую среду (пространственное распределение тепловых потоков q(x,y,z) в общем случае зависят от конкретного сочетания следующих факторов):

- диаметра газопровода, размера отверстия истечения (трещины) в трубе[9], места разрыва на перегоне, фактического давления газа в месте разрыва;

- характерного размера (эффективного диаметра) грунтового котлована; характеристик массива грунта; взаимного положения осей концов разрушенного участка трубопровода.

Факторы первой группы определяют интенсивность и динамику выброса газа из участков газопровода вверх и вниз по потоку от места разрыва и, в конечном итоге, мощность теплового излучения от пламени пожара. Факторы второй группы – интегральное газодинамическое поле при взаимодействии высокоскоростных струй газа и конечное положение фронта пламени в пространстве (геометрическую форму пламени) и времени.

Для оценочных расчетов тепловых потоков q от пожара на газопроводе все многообразие реально возможных вариантов горения и геометрических форм пламени, обусловленных несимметричным (в общем случае) газодинамическим взаимодействием звуковых струй газа, неопределенностью положения концов разрушенного газопровода и конфигураций грунтового котлована может быть сведено к двум основным вариантам: «Пожар в котловане» и «Струевые пламена».

С целью снижения повышенной трудоемкости проведения расчетов q(х,у) и зависящих от q(х,у) показателей риска, связанной с нестационарностью процесса истечения газа G(t) и, следовательно, изменением во времени размеров пламени и теплового потока, рекомендуется расчеты q(х,у) проводить для постоянного (фиксированного) значения интенсивности истечения G(tрек), соответствующего рекомендуемому моменту времени tрек (отсчет времени – от момента разрыва газопровода), зависящему от диаметра трубы – см. таблицу 9.1.

Указанные значения tрек и рассчитанные по ним значения q(х,у,tрек) рекомендуется применять при расчетах теплового воздействия, прежде всего, на людей с учетом принятого положения (подтверждаемого статистикой и результатами соответствующих научных исследований) о том, что тяжелые тепловые поражения людей (вплоть до летального исхода), находящихся вблизи пожара на газопроводе (в т.ч. убегающих от пожара), имеют место в пределах первых минут после возникновения пожара.

Таблица 9.1 - Значения tрек для перехода на модель пламени со «стационарными» параметрами при расчете теплового поражения людей

Условный диаметр МГ, Ду,мм

1400

1200

1000

800

700

500

400

300

200

150-100

tрек, с

60

60

60

45

45

30

30

30

30

30

При расчетах q(х,y), нацеленных на оценку последствий теплового воздействия на технологическое оборудование, здания, сооружения и компоненты природной среды, рекомендуется использовать значение характерного времени, равное 90 секундам при условии общей продолжительности теплового воздействия не более 15 минут. В ином случае (более 15 минут) следует рассчитывать переменную во времени зависимость q(х,y,t) (по полученной ранее зависимости G(t)) в точке расположения рассматриваемого элемента оборудования, здания или компонента природной среды с дальнейшим расчетом тепловой дозы при заданном времени воздействия с целью оценки последствий (степени разрушения или поражения) указанных объектов.

Расчет радиационного теплового воздействия (тепловых потоков q(x,y) пожара на газопроводе на прилегающие объекты (на реципиентов термического воздействия) рекомендуется проводить по формуле (9.1))

При этом последовательность расчета распределения тепловых потоков q(х,у,t) следующая:

-             на первом шаге в соответствии с п. 9.1 рассчитать зависимости G(t);

-             выбрать геометрическую форму пламени. При расчете углового коэффициента рекомендуется использовать аппроксимацию поверхности пламени следующими приближениями:

а) приближение плоскими фигурами (прямоугольник, треугольник, круг);

б) приближение сферой;

в) приближение лежащим полуцилиндром;

г) приближение прямым или наклонным цилиндром;

д) приближение полным и усеченным  вертикально стоящим конусом.

-            определить с помощью методик, приведенных в подразделе Е.4 (приложение E), размеры пламени (стационарные или переменные во времени – в зависимости от вида реципиентов и конкретного сценария при рассмотрении воздействия на оборудование, здания, природную среду.

-            определить с помощью методики, приведенной в подразделе Ж.5 (приложение Ж), распределения тепловых потоков q(х,y) вокруг места разрыва газопровода на уровне поверхности земли.

9.2.2.7 Для подводных переходов газопровода, выполненных традиционным методом прокладки трубы в траншею по дну водоема, при рассмотрении аварий на береговых, в т.ч. пойменных, участках, а также на подводных участках в русловой части водоема на глубинах менее 5 м расчет распространения поражающих факторов выполняется в порядке, изложенном выше в п. 9.2.2.1 – 9.2.2.6 для сухопутных участков.

9.2.2.8 Для подводных переходов, выполненных традиционным методом прокладки трубы в траншею по дну водоема, при рассмотрении аварий на подводных участках в русловой части водоема на глубинах более 5 мрекомендуется принимать, что радиус газовой струи, выходящей через  поверхность воды в атмосферу вертикально вверх rвых равен

,

(9.3)

где G(tрек) –суммарный расход газа на момент времени tрек, кг/с;

h – глубина в месте разрыва, м.

9.2.2.9 Для подводных переходов, выполненных методом горизонтально-направленного бурения с конструкцией «труба в трубе», расчет распространения поражающих факторов выполняется в порядке, изложенном выше в п. 9.2.2.1 – 9.2.2.6 для сухопутных участков.

9.2.3 Жидкостные трубопроводы (нестабильных и стабильных углеводородных жидкостей).

9.2.3.1 Для каждого расчетного сценария аварии необходимо определить распределение в пространстве основных физических характеристик (размеров зон негативного воздействия) характерных для данного сценария следующих поражающих факторов аварии:

-        тепловой радиации и непосредственного огневого воздействия при горении с поверхности разлития опасного вещества;

-         воздушной волны сжатия, образующейся в результате расширения продуктов сгорания при воспламенении парового облака;

-         прямого огневого воздействия при воспламенении парового облака;

-        продуктов сгорания парового облака;

-        загазованности.

9.2.3.2 Расчет распространения поражающих факторов при пожаре разлития следует проводить по методике расчета характеристик горения разлитого углеводородного флюида – пожара разлития, поражающими факторами которого являются радиационное тепловое и непосредственное воздействие пламени. Указанная методика приведена в подразделе Ж.6 (Приложение Ж) и включают следующие допущения и  основные этапы:

- предполагается,  что процесс горения является стационарным при постоянной скорости поступления паров углеводородной жидкости с единицы поверхности в зону горения;

-  из таблицы (таблица Ж.11 (Приложение Ж)), определяется удельная скорость выгорания разлитой жидкости;

-  определяется эквивалентный диаметр разлива при известном объеме вылившегося опасного вещества и толщине слоя разлития;

-  определяется высота (длина) видимой (излучающей основную часть тепла) части пламени с учетом влияния ветра на скорость сгорания, и, следовательно, на длину пламени;

-  рассчитывается угол отклонения пламени от вертикальной оси под действием ветра;

-  учитывается, что при горении топлива в котлованах без ограничивающих стенок (очаг горения на уровне поверхности земли) наблюдается “волочение” или “переливание” пламени в основании очага горения под действием ветра за край котлована, при котором оно как бы стелется по поверхности земли на довольно значительное расстояние;

-  определяется продолжительность выгорания лужи разлития.

Расчет размеров зоны термического воздействия от пожара разлития выполняется с использованием модели цилиндрического теплового излучателя, приведенной в подразделе Ж.5 (Приложение Ж).

9.2.3.3 Расчет поражающих факторов при распространении парового облака, сформировавшегося в результате мгновенного испарения (вскипания) и испарения с поверхности пролива нестабильной жидкости, осуществляется в соответствии с 9.2.1.4, 9.2.1.5 для следующих случаев разгерметизации трубопровода:

-  полное разрушение (гильотинный разрыв) трубопровода;

-  образование трещины на трубопроводе в двух вариантах:

а)      трещина с площадью сечения 1% от площади поперечного сечения трубопровода;

б)     трещина с площадью сечения 10 %;

-  свищ 0,0001м2.

9.2.4 Площадочные объекты (УКПГ, УППГ, ДКС).

Для каждого расчетного сценария аварии следует определить распределение в пространстве основных физических характеристик (размеров зон негативного воздействия), характерных для данного сценария поражающих факторов аварии:

- осколков разрушенной ОСПО (трубопровода, емкости, аппарата или другого технологического оборудования);

- воздушной волны сжатия образующейся при разрушении ОСПО;

- воздушной волны сжатия образующейся при сгорании облака ГВС;

- прямого огневого воздействия при сгорании облака ГВС;

- продуктов сгорания облака ГВС;

- загазованности.

П р и м е ч а н и е - При расчете потенциального индивидуального, коллективного, социального рисков и ожидаемого годового ущерба, рекомендуется учитывать только термические эффекты от пожара (струевого и колонного типов), как значительно превалирующие по поражающему воздействию над осколочными, барическими (от расширения газа при разрыве ОСПО со сжатым газом) воздействиями  и загазованностью.

Расчет пространственных распределений характеристик разлета осколков и воздушной волны сжатия при разгерметизации технологических газопроводов и емкостей со сжатым газом рекомендуется выполнять с использованием методик, приведенных в подразделах Ж.1-Ж.4 (Приложение Ж).

Расчет геометрии пламени и территориального распределения потоков теплового облучения от пожаров (струевых и колонного типа), возникающих на площадочных объектах при аварийных истечениях природного газа, следует выполнять с использованием методик, приведенных в подразделе Е.4 (Приложение Е).

9.2.5 Площадочные объекты с системами сжиженного газа (СОГ).

9.2.5.1 Для каждого расчетного сценария аварии на площадочном объекте с системами сжиженного газа необходимо определить распределение в пространстве основных физических характеристик (размеров зон негативного воздействия), характерных для данного сценария следующих поражающих факторов аварии:

а)      тепловой радиации и непосредственного огневого воздействия при горении с поверхности разлития опасного вещества;

б)       воздушной волны сжатия, образующейся в результате расширения продуктов сгорания при воспламенении парового облака;

в)       прямого огневого воздействия при воспламенении парового облака;

г)       продуктов сгорания парового облака;

д)      загазованности;

е)      образование огневых шаров и взрывные явления типа “BLEVE” (“Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion”).

9.2.5.2 Алгоритм расчета воздействия факторов а) – д) п. 9.2.5.1 аналогичен 9.2.3. Однако, существует несколько особенностей, характерных для площадочных объектов с системами сжиженного газа.

Во-первых, при определении эквивалентного диаметра разлива следует учитывать имеющееся обвалование. Так как размер обвалования рассчитывается с учетом объема сжиженного газа, находящегося на площадном объекте, то границы лужи разлития совпадают с границами обвалования независимо от объема выброшенного при аварии опасного вещества.

Во-вторых, количество паров, образовавшихся при разгерметизации и последующем испарении собственно из разрушенного площадочного объекта, сравнимо с поступлением паров из лужи разлития и должно учитываться при расчете параметров парового облака.

Параметры выброса опасного вещества из разрушенной ОСПО и скорость его испарения на всех этапах развития аварии рекомендуется определять по методикам РД 03-26-2007 [10].

9.2.5.3 Образование огневых шаров и взрывные явления типа “BLEVE”

Одним из возможных сценариев развития аварий  на объектах СОГ является образование огневых шаров и взрывные явления типа “BLEVE”. Данный сценарий  характеризуется совокупностью физических процессов, сопровождающих взрывное вскипание углеводородных жидкостей в резервуарах высокого давления, выброс содержимого резервуара в окружающее пространство с образованием быстро сгорающего аэрозольного облака (огневого шара) и ударной волны, а также с разрушением сосуда и разлетом его осколков.

Порядок расчета радиационного теплового воздействия “BLEVЕ” приведен в подразделе Д.5 (Приложение Д).

За счет исходной волны при разрушении сосуда, а также расширения продуктов сгорания образуется ударная волна, способная вызвать достаточно серьезные разрушения в прилегающей зоне. Параметры воздушной ударной волны сжатия рекомендуется определять в соответствии с подразделом Ж.4 (Приложение Ж).

Одним из поражающих факторов при возникновении аварий типа “BLEVE” на резервуарах с сжиженным углеводородным газом является разлет осколков при разрушении резервуара.

Статистика 130 аварий типа “BLEVE” показывает, что в 89 случаях наблюдался пожар с разлетом осколков, в 24 - просто огневой шар, а в 17 случаях - только разлет осколков.

Анализ данных свидетельствует о том, что в 80% случаев разлет происходит на расстояние не более 200 м. Количество осколков, как правило, не превышает 3-4 (лишь в одном случае произошло вязкопластическое разрушение с образованием 7 осколков).

Следует отметить, что приведенное значение дальности разлета осколков, как правило, значительно меньше расстояний термического радиационного воздействия от огневого шара. Поэтому при оценке последствий аварий типа “BLEVE” следует прежде всего рассчитывать зоны поражения от теплового воздействия огневого шара.

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9    ..