ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Численный анализ эффективности путей предотвращения пожара или взрыва из "Математическое моделирование трубопроводных сетей и систем каналов" Как отмечалось в предьщущем Разделе, наличие информации о типовой картине возникновения пожарной опасности на объектах ТЭК позволяет разработать научно-обоснованные схемы размещения специальных газоанализаторов и газосигнализаторов. Наибольшее распространение среди газоанализаторов и газосигнализаторов получили термохимические приборы, принцип действия которых основан на каталитическом окислении горючих примесей в воздухе в специальной камере, являющейся одним из плеч равновесного моста Уинстона [161]. За счет вьщеляющегося при окислении горючих примесей тепла плечо (электроспираль) нагревается, увеличивается его электрическое сопротивление, приводя к разбалансу моста. По величине разбаланса определяется содержание в воздухе горючих примесей. [c.365] Контроль за накоплением пожаровзрывоопасных газов (паров) в помещениях и на территории исследуемого объекта является одной из активных мер взрывозащиты и защиты от пожара. Другой мерой снижения опасности возникновения взрыва и пожара на объектах ТЭК является аварийное вентилирование помещений [161]. Аварийное вентилирование помещений следует рассматривать как один из наиболее распространенных традиционных способов предупреждения образования взрывоопасных сред. Данный способ легко поддается численному анализу его эффективности [6]. [c.365] Третьей мерой снижения опасности возникновения взрыва и пожара на объектах ТЭК является упреждающая флегматизация пожаровзрывоопасной среды в помещениях данных объектов. Метод флегматизации основан на разбавлении пожаровзрывоопасной смеси до состояния, когда она становится неспособной распространять пламя [161]. Для анализа эффективности данного метода и для научно-обоснованного подбора параметров флегматизации целесообразно использовать полевое моделирование [6, 54]. [c.365] Здесь целесообразно отметить, что в системе (4.38) содержится анализ текущих значений давления и градиентов давления газа на концах контролируемых участков трубопровода (фактически проводится сравнение указанных вьппе величин с соответствующими номинальными расчетными оценками, полученными с использованием ГДС), а не анализ динамики изменения параметров транспортирования газа (см. Приложение 8 и монографию [8]). Применение ГДС, адекватно моделирующего нестационарные процессы транспортирования газа, позволяет корректно вьщелить аварийные значения градиентов давления для полного спектра режимов работы контролируемого газопровода (см. Главу 2 и работу [6]). [c.366] Для обнаружения разрыва многониточного газопровода в трубопроводной системе объекта ТЭК должны быть выделены однониточные участки, для каждого из которых контролируется выполнение системы неравенств (4.38). [c.368] Для реализации предложенного метода необходима работа ГДС в режиме реального времени. [c.368] Для каждого вьщеленного однониточного участка ЛЧМГ во времени производится контроль выполнения критерия (4.38). Блок-схема алгоритма контроля представлена на рис. 4.5. Она построена на примере газотранспортного предприятия. [c.368] Для определения величины градиента давления газа можно аппроксимировать зависимость давления по показаниям системы датчиков давления. Минимально необходимое количество датчиков при этом - два. В случае анализа газотранспортного предприятия датчики давления размещаются в районе крановых площадок, оборудованных межниточными перемьшками (рис. 4.6 здесь места размещения датчиков условно обозначены светлыми кружками). [c.369] Датчики давления, попарно размещенные на концах контролируемых участков многониточного газопровода, составляют основу блоков определения градиентов давления газа на концах участков. [c.369] Для определения координаты места разрыва могут применяться методы, основанные, например, на разнице времени фиксации заданного перепада давления газа или на аппроксимации кривой падения давления. При разрыве одной из ниток многониточного газопровода волна спада давления в транспортируемом газе распространяется вдоль этой нитки со скоростью звука. Зная скорость звука в транспортируемом газе и время регистрации заданного перепада давления на каждом из концов поврежденной нитки, можно определить предполагаемое место разрыва. [c.369] При аппроксимации кривой падения давления можно, например, использовать линейную зависимость. В этом случае коэффициенты аппроксимирующей прямой определяются значениями давления для конкретной пары датчиков. Координата, в которой аппроксимирующая зависимость равна критическому значению давления, является некоторой оценкой координаты места разрыва. Среднее арифметическое значение между рассчитанными координатами для двух пар датчиков на противоположных концах одного участка принимается как прогнозируемая координата места разрыва. [c.369] Данные, позволяющие судить о точности методов, были получены в результате серии численных экспериментов, выполненных с использованием ГДС участка ЛЧМГ (см. рис. 4.6). Они представлены в табл. 4.2. В ней приведены результаты расчетов прогнозируемых координат места аварии для различного расположения разрыва на аварийной нитке. Расчеты проводились для топологии, показанной на рис. 4.6. Разрывы находились на участке 1. [c.369] Как видно из приведенных в табл. 4.2 результатов, линейная аппроксимация зависимости падения давления газа позволяет спрогнозировать координату места разрыва ЛЧМГ с точностью до 5-ь8/ш (—1/3 длины участка ЛЧМГ между крановыми площадками). Определение же координаты места разрыва по разнице времени фиксации заданного перепада давления позволяет определить координату разрыва с точностью до 1/0/. Следует отметить, что для этого необходимо иметь показания датчиков с интервалом не реже 1с. [c.370] Для уточнения месторасположения разрыва многониточного газопровода объекта ТЭК после идентификации аварийной нитки, с использованием ГДС проводится серия расчетов для аварийного участка нитки как для одно ниточного трубопровода. Граничные условия берутся по показаниям датчиков давления S ADA-системы, расположенных на крановых площадках, ограничивающих данную нитку, на момент обнаружения разрыва. Варианты расчета отличаются между собой месторасположением модельного разрыва. Тот вариант, результаты которого лучше всего совпадают с показаниями S ADA-системы, дает уточненную оценку месторасположения разрыва на аварийной нитке. [c.370] Заканчивая изложение метода оперативного обнаружения разрывов многониточных газопроводов с применением ГДС, необходимо отметить, что при его разработке большое внимание уделялось возможности практической реализации, эффективности и надежности метода. Именно с этой точки зрения здесь был выбран для анализа достаточно информативный газодинамический параметр - градиент давления транспортируемого газа (см. Приложение 8). Для магистральных газопроводов выше были проиллюстрированы возможность получения оценок выбранного параметра и их достаточность. Форма записи критерия А.Л. Бойченко отражает не только газодинамические процессы, которые предлагается анализировать, но и то, как проводить анализ, какие необходимы натурные измерения, и т.д. Она обусловлена возможностями современных измерительных систем, применяемых в газовой промышленности. На МГ скорость газового потока в трубе не измеряется, а измерение расхода газа производится в специально оборудованных расходомерных узлах, размещение которых вдоль каждой нитки на крановых площадках практически невозможно. При этом современные расходомеры, применяемые на МГ, обладают достаточно низкой точностью измерений. [c.371] Формулировка критерия А.Л. Бойченко ориентирована именно на измерение давления газа, являющееся сравнительно недорогим и имеющее приемлемую точность. Другие формулировки и интерпретации изложенного выше метода идентификации мест разрывов аварийных ниток многониточных газопроводов (см., например, [8]) искажают его направленность на максимально возможное упрощение практической реализации данного метода. [c.371] Приведем основные этапы и результаты решения этой задачи по следующему алгоритму. По результатам измерений S ADA-системы объекта ТЭК формрфуются исходные данные для ГДС. По показаниям датчиков S ADA-системы определяются ГУ на аварийном участке многониточного газопровода до аварии и в ее период. В качестве начальных условий принимается распределение газодинамических параметров, соответствующее установившемуся течению по трубопроводной системе при заданных ГУ для момента образования разрыва трубопровода. [c.371] Далее по результатам работы ГДС с высокой точностью определяется таблршная функция изменения массового расхода транспортируемого природного газа в зоне разрыва трубопровода от времени. Интегрирование данной функции по времени позволяет установить количество выброшенного в окружаюшую среду продукта на текущий момент времени. [c.371] Вернуться к основной статье