Позволяет осуществлять расчет технологических выбросов газа при аварии в сети и проведении ремонтных работ.

156.png
156.png

Для расчета аварийной ситуации необходимо вставит узел АВАРИЯ (узел номер 0) в сеть и произвести гидравлический расчет.

При расчете технологических потерь расчетное давление в узле аварии будет вставлено в соответствующее окно исходных данных для расчета потерь газа.

Расчет аварийных выбросов газа при повреждении газопроводов выполнен на основании п.6.2.2. РД 153-39.4-079-01.; «Методики по расчету удельных показателей загрязняющих веществ в выбросах (сбросах) в атмосферу (водоемы) на объектах газового хозяйства» Саратов, Гипрониигаз,1996 г.; В. П. Михеев «Газовое топливо и его сжигание» Л., «Недра», 1966 г.

Избыточное давление на ГРП и общий объем труб при продувке определяется при гидравлическом расчете газопроводной сети.

где:
k –– поправочный коэффициент, k=1,25 ÷ 1,3
Vс –– внутренний объем продуваемых газопроводов и оборудования, м3;
Pа –– атмосферное давления, Pа =101325 Па;
Pг –– избыточное давление газа в газопроводе при продувке, Па, (рабочее для газопроводов низкого давления, не более 100000 Па для газопроводов высокого и среднего давления);
tr –– температура газа, °С

где:
k –– поправочный коэффициент, k=1,25 ÷ 1,3;
Vс — внутренний объем продуваемых газопроводов и оборудования, м3;
Pа –– атмосферное давление, Pа =101325 Па;
Pг –– избыточное давление газа в газопроводе при продувке, Па, (рабочее для газопроводов низкого давления, не более 100000 Па для газопроводов высокого и среднего давления);
tr –– температура газа, °С

где: d –– внутренний диаметр продувочной свечи, м;
Pа –– атмосферное давление, Ра = 101325 Па;
Pг –– избыточное давление газа в газопроводе при настройке, Па;
tг –– температура газа, °С
ρ –– плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
τ –– время настройки, час.

(отверстие, разрушение стыковых соединений, трещина) определяется по формуле:

где:
G_г –– удельное количество выбросов газа, г/с;
Φ –– коэффициент, учитывающий снижение скорости, φ = 0,97;
W_кр –– скорость выброса газа из места повреждения, м/с
f –– площадь повреждения, м²;
ρ_г –– плотность газа в рабочих условиях, кг/м³

определяется по формуле:

где: T_о –– абсолютная температура газа в газопроводе, К;
ρ_ог –– плотность газа при нормальных условиях, кг/м³

определяется по формуле:

где:
T₁ — абсолютная температура окружающей среды, К;
T_о — абсолютная температура газа в газопроводе, К;
P_о — абсолютное давление газа в газопроводе в месте повреждения, Па;
P₁ — атмосферное давление, P1=101325 Па.

определяются по формулам:

где:
n — длина линий разрыва наружного периметра трубы газопровода, в % от общего периметра;
d — диаметр газопровода, м;
δ — ширина щели, м.

определяются по формулам:

где:
a –– длина трещины, м
b –– ширина трещины, м

определяются по формулам:

где: d –– диаметр отверстия, м

Избыточное давление в узле аварии определяется при гидравлическом расчете газопроводной сети.

• при избыточном давлении газа, в пределах 4,5 кПа<H<90 кПа, объем аварийных выбросов газа определяется по формуле:
  
• при избыточном давлении газа H>90 кПа, объем аварийных выбросов газа определяется по формуле:
  

Расчет времени выхода газа из аварийной сети предназначен для расчета времени снижения давления газа в аварийном узле сети до определенной величины при отключении источников газоснабжения.
Начальное давление газа в точке аварии определяется в результате гидравлического расчета газопроводной сети. В результате истечения газа давление в аварийном узле уменьшается. Будем считать процесс завершенным, когда давление газа в точке аварии достигнет заданной величины.
На первом этапе газ считается идеальным и для него справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона:
(1)
где:
Р — изменяющееся со временем давление в объеме сети;
R — универсальная газовая постоянная, равная 8,314;
Т — абсолютная температура, равная 2730К;
m — масса газа в сети;
μ — молярная масса, равная 16,04;

Продифференцировав (1) по времени, получаем
(2)
В этом выражении
(3)
где dm / dt — скорость изменения массы газа со временем, а Q - массовый расход через отверстие. В соответствии с законами гидродинамики для круга расход можно рассчитать по формуле:

где:
ρ — плотность газа;
r — радиус отверстия ;
η — динамическая вязкость газа;
l — длина отверстия (толщина стенки трубы);
P — давление в узле аварии;
P₀ - атмосферное давление;

Для эллиптического по форме отверстия с полуосями a и b расход можно рассчитать по формуле:
(4)

С учетом (2) - (4) получаем
(5)
или
(6)
(7)
В общем случае α можно выразить как
, где
Q – расход газа через отверстие; После интегрирования полученного уравнения имеем
(8)
А – постоянная интегрирования.
Для определения А воспользуемся начальным условием t = 0, P = P_H
P_H – начальное значение давления в узле аварии;
Тогда
(9)
Подставим (9) в (8)

либо
(10)
Отсюда
(11)
Таким образом, закон изменения давления в узле аварии в зависимости от времени определен.
Воспользовавшись выражением (10) для времени τ завершения истечения идеального газа из трубы, получаем
(12)