Приложение N 6. Рекомендуемый порядок расчета истечения опасных веществ из технологических трубопроводов

Приложение N 6

к Руководству по безопасности

"Методика оценки риска аварий

на опасных производственных объектах

нефтегазоперерабатывающей, нефте-

и газохимической промышленности"

от 29 июня 2016 г. N 272

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ПОРЯДОК

РАСЧЕТА ИСТЕЧЕНИЯ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

При аварийном истечении опасных веществ из разрушенных технологических трубопроводов необходимо учитывать гидравлические параметры трубопроводов и влияние на скорость выброса потерь на трение при движении среды по трубопроводу. Для определения скорости выброса G_выб через отверстие разрушения площади S используется следующая система уравнений:

x_до - координата начала трубопровода, x_после - координата конца трубопровода, h(x_до) - высотная отметка начала трубопровода, h(x_после) - высотная отметка конца трубопровода, плотность транспортируемой среды, P_разр - давление внутри на месте разрушения, P_а - давление снаружи на месте разрушения, d₀ - диаметр трубопровода, u_до - скорость среды до места разрушения, u_после - скорость среды после места разрушения, G_выбр - расход на месте выброса, G_после - расход в трубопроводе после места выброса, G_до - расход в трубопроводе до места выброса, P_н - давление в начале трубопровода, P_к - давление в конце трубопровода.

Эта система уравнений (1) содержит шесть переменных, которые нужно отыскивать (u_после, u_до, G_выбр, G_после, G_до, P_разр), используя шесть вышеприведенных уравнений.

При равенстве давления на месте разрушения P_разр давлению в окружающей среде P_а третье уравнение не рассматривается.

Коэффициенты сопротивления учитывают трение о стенки и наличие на трубопроводе различных элементов, также способствующих падению давления: стыков, поворотов, изменений диаметров, задвижек. Коэффициенты рекомендуется рассчитывать в соответствии со справочником Идельчик И.Е. (Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Под редакцией М.О. Штейнберга, 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1997. 672 С.) При расчете учитывается и многофазность, если в трубопроводе движется газожидкостная среда.

Давление в начале и в конце трубопровода P_н и P_к определяется в соответствии с характеристиками установленного в начале и в конце оборудования (напорные характеристики насосов, конфигурации соединения насосов, давления в емкостях). После отсечения аварийного участка трубопровода давления в начале и в конце трубопровода P_н и P_к полагаются равными давлению насыщенных паров транспортируемой среды (вакуумметрическое давление), а величины x_до, x_после, h(x_до), h(x_после) соответствуют положению границы свободного зеркала жидкости в трубопроводе. Эти величины (x_до, x_после, h(x_до), h(x_после)) корректируются соответствующим образом по мере вытекания продукта, в том числе с учетом изменения профиля h(x).

В случае необходимости учета нестационарности процесса истечения за счет изменения граничных условий на трубопроводе (постепенное изменение давлений и подачи) соответствующим образом меняются параметры, входящие в систему выписанных уравнений (1) (P_н и P_к).

В случае необходимости учета нестационарности процесса истечения за счет циркуляции волн в трубопроводе, система выписанных уравнений (1) записывается отдельно для участков разделенных фронтами циркулирующих волн с заданием соответствующих условий скачка параметров на этих фронтах:

При учете наличия фронтов исходная система (1) для каждого фронта дополняется дополнительной переменной скачок давления на фронте волны, сопровождающийся изменением скорости Величина находится из дополнительного условия (2). В формуле (5-2) C - скорость распространения волны в трубопроводе.