Расчет вероятного объема Vм3 пролившейся нефти - Оценка степени риска аварий на магистральных нефтепроводах

При проведении количественного анализа риска линейной части магистральных нефтепроводов, как проектируемых, так и действующих, является вычисление количества нефти, вытекающей через повреждение в теле трубы в результате гипотетической аварии. От точности вычисления этой величины зависят конечные результаты анализа риска - площадь разлива нефти, основные показатели поражающих факторов и экономические показатели ожидаемого ущерба, а также разработка компенсирующих мероприятий.

Расчет количества нефти, вылившейся из трубопровода, согласно методике определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах, утвержденной Минтопэнерго РФ от 01.11.1995 г.[4] складывается из трех величин:

- объема нефти, вылившейся с момента наступления факта разгерметизации трубопровода до отключения насосной станции (НС);

- объема нефти, вылившейся с момента отключения НС до закрытия линейных задвижек, отсекающих аварийный участок трубопровода;

- объема нефти, вылившейся из отсеченного участка трубопровода до прибытия аварийно-восстановительной бригады и принятия мер по локализации и прекращению аварийного истечения нефти.

Исходные данные для расчета:

- диаметр трубопровода D = 600 мм, расход нефти;

- расстояние между соседними линейными задвижками L = 20 км;

- плотность нефти с = 0,86 т/м3;

- порыв нефтепровода гильотинного типа, где площадь аварийного отверстия

F0 = 0,179* FТр.;

- время от момента возникновения порыва до его обнаружения и принятия решения составляет 2 часа;

- время закрытия задвижек пренебрежительно мало.

1. Объем V1 пролившейся нефти на первом ( напорном) этапе истечения является суммой объемов за критический и дозвуковой периоды истечений.

V1=VКрит.+VДозв.,

Где:VКрит.- объем пролившейся нефти за критический период истечения

VКрит.= МКрит.* фКрит., где фКрит.=600с - длительность критического периода истечения определяется по автоматической регистрации параметров перекачки.

VДозв.- объем пролившейся нефти за дозвуковой период истечения,

VДозв.= МДозв.* фДозв., где фДозв.= фОбнар. - фКрит = 7200с -600с = 6600с,

фОбнар. = 7200с - время от момента возникновения порыва, его обнаружения и принятия решения.

МКрит. и МДозв. - массовые расходы соответствующих периодов истечения

При расчетах принимаются во внимание следующие допущения и предпосылки: [1]

    1) Нефть является идеальным рабочим телом, термодинамическая система - адиабатная открытая; 2) Термодинамический процесс истечения - квазистатический, отношение давлений в=р0 / р1 изменяется от вКрит. До в=1.

Критическое отношение давлений равно ( k=1,4)

Критический массовый расход МКрит. (в<вКрит.) рассчитываем по формуле:

где:

о = 0,6- коэффициент учитывающий форму отверстия и сжатие потока;

F0 - площадь аварийного отверстия при гильотинном порыве.

F0 = 0,179* FТр.= 0,179*0,28 = 0,05м2 , где

FТр= =3,14*0,62 /4 = 0,28м2.

Подсчитаем отдельно коэффициенты:

;

Критический массовый расход МКрит. (в<вКрит = 0,546.)

МКрит.=0,6*0,05*0,634*67194 =1278кг/с,

Объем пролившейся нефти за критический период (фКрит.=600с.) истечения VКрит. = 1278*600/860 = 891,6 м3.

Для дозвукового истечения (в>вКрит.)

Подсчитаем отдельно коэффициенты, где

С учетом вычисленных значений массовый дозвуковой расход:

Кг/с. Объем пролившейся нефти за дозвуковой период (6600 с.) истечения

VДозв.= 265,5*6600/860 = 2038 м3

Объем пролившейся нефти на первом (7200с.) этапе истечения

V1=VКрит.+VДозв.=891,6 + 2038 =2929,6 м3 (2519,4т.)

2. Количество нефти, вытекшей с момента остановки перекачки до закрытия задвижек (пьезометрический режим истечения) в виду быстрого закрытия задвижек (фзакр..можно пренебречь) принимаем, что V2 = 0.

3. Количество нефти, вытекшей после закрытия задвижек, определяется по формуле:

Общий вероятный объем пролившейся нефти:

V = V1 + V2 + V3 = 2929.6 + 0 + 5652 = 8581,6 м3 (7380,2т)

Оценка характера чрезвычайной ситуации (только по потерям нефти)

В соответствии с классификацией ЧС ( постановление Правительства РФ от 21.05.2007 г. № 304 [6]) предполагаемые потери нефти по цене 1500руб. за 1т. составят: 7380,2т.*1500руб.= 11070 тыс. руб., что соответствует межрегиональному характеру чрезвычайной ситуации (табл.8).

Табл.8

Похожие статьи




Расчет вероятного объема Vм3 пролившейся нефти - Оценка степени риска аварий на магистральных нефтепроводах

Предыдущая | Следующая