Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Клименко Д.А. 1 Адамов А.П. 1

---

1 Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Использование сжиженного природного газа в качестве моторного топлива на автозаправочных станциях представляется перспективным по ряду следующих причин: по оценкам различных ведомств и коммерческих структур сжиженный природный газ дешевле своего нефтяного аналога, выбросы вредных веществ в атмосферу при работе техники на сжиженном природном газе значительно ниже, и как следствие нанесение ущерба окружающей природной среде, ниже по сравнению с иным моторным топливом (бензины, дизельное топливо), оборудование, предназначенное для обращения с сжиженным природным газом, имеет преимущественно компактное исполнение, что способствует его размещению на действующих или строящихся автозаправочных станциях, оборудование, предназначенное для обращения с сжиженным природным газом, имеет более высокие уровни безопасности. По своим физико-химическим свойствам СПГ является наиболее безопасным топливом. Аварийные ситуации, обусловленные выбросами СПГ, имеют ряд специфических особенностей, которые определяются физико-химическими свойствами газа. В результате аварийных разливов и выбросов СПГ возможно проявление дополнительных опасных факторов в сравнении с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями: быстроразвивающиеся пожар взрывоопасные облака, распространяющиеся на большие расстояния, высокая среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени паровой и (или) жидкостной фазы СПГ, низкие температуры, которые могут привести в определенных случаях к утере прочности и функционального назначения материалов и конструкций емкостей, и оборудования, низкие температуры, которые могут вызвать обморожение человека или его гибель, в результате выбросах продукта. Процессы проектирования и строительства станций для заправки автотранспорта сжиженным природным газом связаны с отсутствием проработанной нормативной документации в части требований к размещению указанных объектов относительно окружающих зданий, сооружений и т.д., а также отсутствием опыта широкого применения СПГ. В связи с изложенным вопросы прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций на криогенной заправочной станции имеют важное значение.

Статья в формате PDF

149 KB

метан

спг

природный газ

альтернативный вид топлива

экология

1. Кобулашвили Ш.Н. (ред.) Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Том 2. Применение холода в промышленности и на транспорте – М.: Госторгиздат, 1961.

2. «Расширение использования природного газа в качестве моторного топлива» (подготовлен Минтрансом России 18.04.2017) // ООО «НПП «ГАРАНТ-СЕРВИС» URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/56608756/#review (дата обращения: 15.12.2018).

3. Голубенко Н. В. Об использовании природного газа в качестве моторного топлива в целях экологизации автотранспорта // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ-2015): сборник статей VII Международной научно-технической конференции / редкол.: Е.В. Агеев (отв. ред.) [и др.]; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2015. С. 32-34.

4. Григорьев В.А., Зорин В.М. (ред.) Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. АН СССР В. А. Григорьева, В. М. Зорина. — 2-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1988.

5. N 123-ФЗ (ред. от 27.12.2018) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности"

Введение

КриоАЗС относится к опасным производственным объектам, обладает повышенной опасностью, так как на сравнительно небольших площадях концентрируется большое количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей/газов. В результате анализа физико-химических свойств веществ, обращающихся на объекте, условий ведения производственных операций и изучения опыта аварий на других предприятиях установлено, что основную опасность на КриоАЗС представляют ЧС, которые могут сопровождаться пожарами и (или) взрывам [1]. Указанные опасности могут проявляться совместно, т.е. утечка сжиженного природного газа может сопровождаться пожаром, а пожар, в свою очередь, приводит к взрыву и разрушению оборудования. Если в зоне действия опасных факторов находятся люди, то возможно их поражение [2]. При нарушении герметичности резервуара с СПГ создается опасность образования взрывоопасных концентраций ГВС, что при наличии источника инициирования взрыва может обусловить взрыв ГВС в резервуарном парке и создать условия для дальнейшего развития аварии на КриоАЗС. Рассмотрим наиболее опасный сценарий – сценарий сгорания ГВС [3].

Основная часть

Избыточное давление взрыва при сгорании взрывоопасной газовоздушной смеси, рассчитывается с использованием методики, приведенной в ГОСТ Р 12.3.047-2012.

….Избыточное давление, развиваемое при сгорании газовоздушной смеси в открытом пространстве

(1)

где Ро - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); mпр - приведенная масса газа, кг; r - расстояние от геометрического центра газовоздушного облака, м.

Определение приведённой массы СПГ

(2)

где Qсг - удельная теплота сгорания СПГ, Дж/кг; Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1; Q0 - константа равная 4,52-106 Дж/кг; mг - масса горючих СПГ поступившего в результате аварии в окружающее пространство, кг; α - степень заполнения емкости по обьему(95%); ρспг - плотность СПГ, кг/м3 ; VPE3 - объем резервуара (3х12), м3 .

Определение импульса волны давления

(3)

где mпр - приведенная масса газа, кг; r - расстояние от геометрического центра газовоздушного облака, м.

Результаты расчета приведены в таблице 1 и рисунках 1 и 2.

Табл. 1. Значение импульса волны давления на различных расстояниях от резервуара

Рис. 1. Импульс волны давления при сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве, кПа·с.

Рис. 2. Избыточное давление, развиваемое при сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве, кПа

Возможная обстановка при воздействии волны избыточного давления взрыва

При чрезвычайной ситуации, связанной с процессом сгорании газовоздушной смеси на открытом пространстве опасность будут представлять:

волна давления при сгорании ГВС в открытом пространстве (последствия воздействия избыточного давления представлены в таблице 2);

осколки, образующиеся в процессе разрушения резервуара и другого технологического оборудования.

Избыточное давление принимает опасное значение в течении нескольких секунд. В таких условиях эвакуация обслуживающего персонала не возможна [4].

Размеры зон поражения

Табл. 2. Последствия воздействия избыточного давления

Заключение

Исходя из полученных при расчетах характеристик зон возможного поражения, следует, что персонал, водители транспортных средств, жители прилегающих зданий получат следующие поражения в зависимости от удаления места аварии:

- несмотря на соблюдение нормативов в случае надземного размещения резервуара при сгорании ГВС наблюдается нижний порог повреждения человека давлением, на расстоянии более 500 метров [5].

Для снижения риска возникновения ЧС на КриоАЗС, вызванных авариями с взрывом ТВС, предусматриваются следующие мероприятия:

- усиление контроля качества при сборке

- усиление контроля качества при сборке резервуаров;

- регулярная проверка знаний обслуживающего персонала;

- возведение защитных ограждений;

- усиление охраны территории.

Для снижения тяжести ущерба от ЧС, вызванных авариями с взрывом ТВС, предусматриваются следующие мероприятия:

-наличие у ремонтных и аварийных бригад, а также в каждом автомобиле аптечек для оказания первой помощи при травмах, вызванных барическим и термическим поражениями, а также поражениями осколками стекол.

- наличие в каждом автомобиле средств первичного пожаротушения (огнетушители);

- немедленная эвакуация персонала ремонтных бригад, а также людей и автотранспорта в безопасное место, в связи с опасной пожарной обстановкой вблизи ЧС, вызванной взрывом ГВС.

Библиографическая ссылка