Моделирование загрязнения атмосферы при авариях на газопроводах

• Автор: Лимар, Е. Е.
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Содержание
Введение
Список основных обозначения
1. Физико-технические основы моделирования загрязнения атмосферы при авариях на газопроводах
1.1. Модели рассеяния примесей в турбулентной атмосфере
1.2. Анализ существующих практических методов расчета рассеяния выбросов в атмосфере применительно к специфике газовой отрасли
1.3. Модели течения газа в трубопроводах
2. Исследование истечения газа при разрыве трубопровода
2 Л. Постановка задачи
2.2. Разностная схема
2.3. Граничные условия
2.4. Выбор и оценка влияния параметров схемы и физической модели
2.5. Результаты расчетов
2.6 Частичный разрыв газопровода
3. Моделирование рассеяния аварийных выбросов в атмосфере
3.1. Формирование турбулентной струи и облака
3.2. Расчет полей концентраций и токсодоз при распространении газовой примеси в атмосфере
3.3. Классификация категорий устойчивости атмосферы и методы определения дисперсии
3.4. Критерии оценки загрязнения атмосферы при аварийных выбросах газа, содержащего сероводород
3.5. Примеры расчета распространения газового выброса в атмосфере
3.6. Оценка точности результатов и сравнение методик
3.7. Методика определения вероятности "сценария" и величины риска при разрыве газопровода
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение I
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Природный газ является экологически наиболее чистым топливом с максимальным отношением углерода к водороду. Использование его при замещении других ископаемых топлив понижает выделение углекислого газа и других вредных веществ в атмосферу. Сжигание природного газа освобождает приблизительно на 45$ меньше С0о, чем сгорание угля и на 30$ меньше, чем сгорание газированной нефти.
Потери метана при разработке месторождений и транспортировке природного газа, согласно оценкам американских экспертов составляют 0,13-0,15$ от общемировой добычи.
Наиболее дешевый вид транспорта нефти, газа и нефтепродуктов - трубопроводные системы. Большая часть магистральных трубопроводов в нашей стране находится в эксплуатации длительное время (более 20 лет - 36$ и 15-20 лет - около 30$). А это означает, что они требуют повышенного внимания как к обеспечению * безопасности их работы, так и к созданию комплекса рациональных мер, направленных на снижение опасности при возможных авариях. Однако, в настоящее время многие газопроводы (особенно транспортирующие токсичные газы) и продуктопроводы сжиженных газов представляют потенциальную опасность крупномасштабных аварий, которые не только загрязняют окружающую среду, но в ряде случаев могут сопровождаться взрывами и пожарами.
Аварийность на магистральных газопроводах детально проанализирована в работе [I]. С 1980 по 1990 год в СССР произошло 845 аварий, минимальное число 52 аварии в год (1982), максимальное 105 (1985). Общее число ежегодно выявляемых дефектов в десять и более раз превышает число аварий. Потери газа за это время составили 2603,1 млн. м3. Учтенные потери газа через свищи
газопровода либо стационарные гауссовские формулы, либо ОЩ-86 со средним значением расхода <5=м/т, где » - масса выброса, Т- время выброса, В методике не- выделяется случай аварии на внутрипромысловом газопроводе, она предназначена для магистральных газопроводов. Более подробно она описана в главе 3,
1.3. Модели течения газа в трубопроводах Движение газа в длинных трубопроводах достаточно хорошо изучено. Существенные результаты получены в работах И.А. Чарного [33, 343, м.А. Гусейнзаде [35, 363 , М.Г. Сухарева [37], З.Т. Галиуллина [38] и др. [39-58].
Система уравнений, описывающая течение газа в трубопроводе, в наиболее общей форме представляет собой законы сохранения массы, количества движения и энергии с учетом притока извне и отвода во внешнюю среду [431

= - а*'

-р (Де + -рг ) + :с

¥ «Т© 1|-7ї

+ J-ж-Ос-Ц ) ~ +

здесь р - плотность газа;
V - скорость газа;
и) - сечение трубопровода;
р - давление в трубопроводе;
А. - коэффициент гидравлического сопротивления; а - диаметр трубопровода; г - вертикальная координата;
J - механический эквивалент тепла; е - удельная внутренняя энергия (в тепловых единицах);