Приложение 5. РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ "МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РИСКА АВАРИЙ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДАХ, СВЯЗАННЫХ С ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ЖИДКОСТЕЙ"

При аварийном истечении взрывопожароопасных жидкостей 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 Gвыбр через отверстие площади S используется следующая система уравнений:

;

;

;

Gвыбр = Gдо - Gпосле;

;

, (5-1)

где: xдо - координата начала трубопровода; xпосле - координата конца трубопровода; h(xдо) - высотная отметка начала трубопровода; h(xпосле) - высотная отметка конца трубопровода; - плотность транспортируемой среды; Pн - давление в начале трубопровода; Pразр - давление внутри на месте разрушения; Pа - давление снаружи на месте разрушения; Pк - давление в конце трубопровода; uдо - скорость среды до места разрушения; uпосле - скорость среды после места разрушения; d0 - диаметр трубопровода; Gвыбр - расход на месте выброса; Gдо - расход в трубопроводе до места выброса; Gпосле - расход в трубопроводе после места выброса.

Система уравнений (5-1) содержит шесть переменных, которые нужно отыскивать (uпосле, uдо, Gвыбр, Gпосле, Gдо, Pразр), используя формулы из системы уравнений (5-1).

При равенстве давления на месте разрушения Pразр давлению в окружающей среде Pа третье уравнение не рассматривается.

Коэффициенты сопротивления учитывают трение о стенки и наличие на трубопроводе различных элементов, также способствующих падению давления: стыки, повороты, изменения диаметров, задвижки. Коэффициенты рекомендуется рассчитывать в соответствии со справочниками по гидравлическим сопротивлениям. При расчете учитывается и многофазность, если в трубопроводе движется газожидкостная среда.

Давление в начале и в конце трубопровода Pн и Pк определяется в соответствии с характеристиками установленного в начале и в конце трубопровода оборудования (напорные характеристики насосов, конфигурации соединения насосов, давление в емкостях). После отсечения аварийного участка трубопровода давления в начале и в конце трубопровода Pн и Pк полагаются равными давлению насыщенных паров транспортируемой среды (вакуумметрическое давление), а величины xдо, xпосле, h(xдо), h(xпосле) соответствуют положению границы свободного зеркала жидкости в трубопроводе. Эти величины xдо, xпосле, h(xдо), h(xпосле) 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 (5-1) (Pн и Pк).

В случае необходимости учета нестационарности процесса истечения за счет циркуляции волн в трубопроводе система уравнений (5-1) записывается отдельно для участков, разделенных фронтами циркулирующих волн, с заданием соответствующих условий скачка параметров на этих фронтах:

, (5-2)

где: - скачок давления на фронте волны, сопровождающийся изменением скорости ; С - скорость распространения волны в трубопроводе.