Промышленная безопасность в системе магистральных нефтепроводов - Ямуров Н.Р.
ISBN 5-94218-006-7
Скачать (прямая ссылка):
При наличии разлива нефти в ходе ликвидации аварии ее собирают в специально трывасмый котлован, откуда она вновь закачивается в нефтепровод. 1хли же не(|пъ вылилась на поверхность водоемов, ее блокирую! с помощью боновых заграждений, а затем собирают либо с помощью нефтесборщиков, либо с помощью адсорбентов (пенополиуретана, торфа, опилок, соломы и т. д.).
Массу выброса нефти при разрыве трубопровода можно ориентировочно рассчитать по формуле
где а — коэффициент расхода, равный 0,62, S — площадь ссчения отверстия, рн — плотность нефти, Р\ и Р$ — давление в трубопроводе и вне трубопровода.
По этому же уравнению можно определить массу утечек из отверстий типа свищей, образующихся в трубопроводе. Из теории рассеяния в атмосфере паров углеводородов, имеющих плотность большую, чем плотность паров воздуха, известно, что начальное облако характеризуется вертикальными и горизонтальными размерами примерно одного порядка. Под действием силы тяжести такое первоначально компактное облако в форме цилиндра сплющивается и расползается. Следоиатель-но, можно контактировать, что начальное поведение облака паров on го-ситсльно независимо от характеристик поля окружающего течения воздуха до тех пор, пока интенсивность такого расползания не уменьшится до уровня, при котором дальнейшее поведение облака парон будет управляться окружающим атмосферным течением.
Повышенная плотность облака паров приведет к уменьшению вертикального смещения и прониканию воздуха внутрь облака. Скорость оседания облака паров (под силой тяжести) можно рассчитать по формуле
где К — постоянная изменяющая в пределах от 1 до 1,41, q ycKopei ihc свободного падения, // — высота облака, рирц — плотности паровоздушной смеси и воздуха соответственно.
Если воздух проникает в облако с краев, то его приток выражается формулой
MB = 2-<x-1V-pH(/WJo)'/2’
где а — постоянная притока воздуха, зависящая от скорос ти горизонтального перемещения, R,H — радиус и высота облака.
Изменение площади основания облака по времени описывается формулой
( , Л
щ ,Г>в п,
где а, — постоянная воздуха.
С учетом вышеизложенного набора уравнений и сценария развития аварии можно провести расчеты рассеивания выбросов паров разлившейся нефти. Атмосферное рассеивание паров зависит от состояния окружающей среды, характеризуемого численными значениями ее физических параметров Ветер, направленный параллельно земной поверхности, персносиг и рассеивает облако в приземном слое. Направление господствующего ветра, распределение направлений и скоростей ветра зависит от общей циркуляции потоков возду ха в атмосфере и от местных условий. На северном полушарии Земли, например, преобладают юго западные и северо-восточные ветры.
При расчетах возможной загазованности атмосферы парами нужно как можно точнее определять направление и скорость ветра непосредственно на мсстс. где решается задача защиты от загазованности парами. При возгорании парового облака возможны два случая, в зависимости от того возникает или не возникает волна давления. В первом случае происходит взрыв, во втором случае вспышка огня. В табл. 3.5 даны характеристики зарегистрированных взрывов и возгораний паровых облаков нефти и нефтепродуктов.
Из представленных данных о несчастных случаях, произошедших при образовании парового облака нефтепродуктов, видно, что перемещения такого облака на расстояния более 1 км практически не наблюдается. Соотношение событий, дающих в результате возгорания вспышку или взрыв, примерно равновероятно и в большинстве случаев возгорание парового облака приводят к человеческим жертвам. Для расчетов параметров полей концентраций паров в воздухе в случае аварийной утечки (выброса) нефти и нефтепродуктов в России разработана программа «Р()!J,UT>K в которой задаются следующие параметры, характеризующие внешние условия:
а) направление и средняя скорость ветра,
б) нижний концентрационный предел распространения пламени паров нефтепродукта,
Таблица 3.5
Характеристика взрывов и возгораний паровых облаков
Харак1еристика Количество зарегистриро Приметное
ванных случаев отношение, “о
1 2 3
1 Масса, кг
- - иеизнесша 83 51
--- менее 100 1 1
--- от 100 до 1000 13 8
--- от 1000 до 10000 27 16
--- от 10000 до 100000 27 16
--- более 100000 14 9
2 Реакционная
способность
--- неизвестная 29 18
--- высокая 4 2
