Расчет выбросов газа при аварийных и залповых выбросах в системах газоснабжения природным газом
Причинами возникновения аварийных ситуаций (инцидентов) при транспортировке газа по газопроводам являются механические повреждения и повреждения газопроводов вследствие коррозии металла. Разгерметизация газопровода происходит вследствие разрыва по сварному шву, наличия отверстия в теле газопровода или происходит полное раскрытие газопровода.
В настоящей главе приводится упрощенный метод расчета возможного выброса газа в условиях повреждения газопровода (подземного и надземного).
Выбросы природного газа при повреждениях газопроводов рассчитывают в зависимости от размера аварийного отверстия и давления газа в газопроводе.
При расчете подземных газопроводов сопротивлением грунта пренебрегается и считается, что весь газ выходит в атмосферу [6].
Рассмотрим случай с частичным раскрытием газопровода.
Сначала проведем анализ режима истечения газа по формулам (19) и (21). В случае, если режим критический к, то объём
выброса, Увы6р, м3, определяем по формуле
где р — абсолютная плотность газа, кг/м3, принимается по данным паспорта качества газа; т — время выброса газа, с;
GBbl6p — удельное количество выбросов газа, истекающего в атмосферу из отверстия, кг/с, определяется по формуле [6]
где ф — коэффициент, учитывающий снижение скорости;
S — площадь отверстия, м2;
W — скорость выброса газа из отверстия определяется по формуле [6]
где Г - абсолютная температура газа в газопроводе, К; ро- плотность газа при нормальных условиях, кг/м3.
Плотность газа при нормальных условиях — это плотность газа, приведенная к 760ммрт.ст. и 273 К (0°С). Абсолютная плотность газа, приведенная к 760ммрт. ст. и 293 К (20°С), приводится к нормальным условиям через соотношение: рот=р- 293/273 = р • 1,07326;
рф— плотность газа перед отверстием в газопроводе, кг/м3, определяется по формуле
где Tj — абсолютная температура окружающей среды, К;
Т — абсолютная температура газа в газопроводе, К;
Рл — абсолютное давление газа в газопроводе, Па;
Р — атмосферное давление, Па.
В случае, если режим истечения газа некритический VVr
где S — площадь отверстия, через которое производится выброс газа, м2;
Рл — абсолютное давление газа, кгс/см2; т — время истечения газа, с;
110 — эмпирический коэффициент, м-см2/кгс.
В Приложении 6 показан пример расчета объёма выброса природного газа в атмосферу при аварии на газопроводе, связанной с частичным раскрытием газопровода.
При полном раскрытии газопровода расход газа определяется после анализа режима истечения газа по формулам (19) и (21).
При некритическом режиме истечения газа V, м3/ч, определяется по формуле [6]
где S — площадь отверстия, м2;
Рг — абсолютное давление газа перед местом утечки, Па;
рот— плотность газа в нормальных условиях, кг/м3 (рог=1,07326р);
Т — абсолютная температура газа перед местом утечки, К;
Р — абсолютное давление газа на выходе из места утечки, Па. ф — коэффициент снижения скорости.
При критических условиях истечения газа V, м3/ч, определяется по формуле [6]
где S — площадь отверстия, м2;
Ра — абсолютное давление газа перед местом утечки, Па;
рот — плотность газа в нормальных условиях, кг/м3
(/Г=1,07326р);
Т — абсолютная температура газа перед местом утечки, К; ф — коэффициент снижения скорости.
В Приложении 7 приведен расчет объёма выброса газа при полном раскрытии газопровода.
