注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

日志

 
 

长距离输气管道周围安全距离的研究  

2014-01-15 16:15:44|  分类: 工程施工 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
  

?王大庆,王晓黎

摘要:输气管道的失效会对管道周围的人员和建筑设施造成严重的威胁。为了尽量避免和减少管道失效造成的生命和财产损失,文章对长距离管道周围最佳安全范围的确定方法展开了研究。以射流火灾的热辐射阈值为基础。给出了安全距离的定义和计算公式。实例分析表明,安全距离与管道内径、操作压力、失效点离输配起点的距离直接相关。随着失效点离输配起点距离的增加,安全距离呈逐渐减小的趋势;而随着操作压力或管径的增加,安全距离明显增大,相对而言,管道内径的变化对安全距离大小的影响更大。

关键词:长输管道;射流火焰;安全距离

O引言

长距离输气管道作为一种经济、有效、环保的运输手段已成为继铁路、公路、水路、航空运输以后的第五大运输工具。但近些年世界各国输气管道泄漏造成的火灾与爆炸事故也时有发生,引起了公众对工业建筑设施、居住区与管道之间的安全距离问题的密切关注。为了尽可能地预防和减轻管道失效后造成的影响,世界各国投入了大量的精力。英国健康与安全委员会曾制定了一系列政策法规,用于管道附近的土地规划、新设备的修建,并提出了安全距离的概念,这一概念是根据管道失效时所产生的后果分析得到的,即在安全允许范围内,人员或建筑物距管道的最小距离。欧洲理事会指令96,82/EEC规定了危险性物质存储区与公共设施或居民区之间应该保留适当的距离,以减少潜在危险事故对人员和财产造成的损失。而在荷兰,每一个新的土地使用计划,如炼油厂、IJPG存储设备、油气输送管道的铺设等,都必须根据SEVESO法规确定该计划是否对附近的居民造成高的个体风险和社会风险,并规定这些土地的使用范围离居民区应该保持一个最小的安全距离【1】。

l安全距离的定义

输气管道因某种原因发生失效泄漏,若建筑物离失效点较近,喷射泄漏的天然气飘移到建筑物里遇火源将引发蒸汽云爆炸现象;若喷射泄漏的气体未受阻碍并被立即点燃,将形成持续的射流火灾。

因此,爆炸的破坏作用和射流火灾的热辐射作用是管道周围的人和建筑设施的主要危害来源田。雅典科技大学学者Rig鹊分别以泄漏气体的燃烧下限和射流火灾热辐射阈值为基础得到二者在各自最不利的气象条件(风速、风向、大气稳定类别等)下的安全距离与泄漏孔径的关系曲线,分析表明射流火灾的安全距离在大气稳定类别为A级时达到最大,而根据气体燃烧极限下限得到的安全距离在大气稳定类别F级达到最大。通过对比分析发现,根据射流火灾热辐射阈值计算得到的安全距离更大,因此可认为在计算管道周围的人员和建筑设施的安全距离时。以射流火灾的热辐射阈值为依据可使得到的安全范围保守性较好四。

韩国学者Jo认为圆,管道危险距离反映的是在最不利的气象条件下,管道断裂时引起的火灾造成室外个体暴露在热辐射下30 s内死亡概率为l%所对应的人员离失效点的最小距离,导致人员死亡概率为1%所对应的热辐射强度阈值,同时也是造成财产损失所需的最小热辐射强度值(15 kW,m2)。

确定安全距离的目的是为了最大限度地避免或减轻管道事故造成的人员和财产的损失,结合危险距离的概念,将安全距离定义为:管道破裂时,射流火灾造成室外个体暴露在热辐射下60 s内一度烧伤概率为l%(相应的临界热辐射强度为1.5 kW,m2)所对应的个体或建筑设施离失效点的最佳距离。

2安全距离的计算

天然气管道泄漏形成的射流火焰可看作是稳态火灾,可采用热辐射强度准则来衡量其对目标的破坏情况。将火焰热辐射的热量视为由火焰中心点发出的,那么距火焰中心某距离处的目标所接收的热辐射强度可采用下式计算问:

长距离输气管道周围安全距离的研究 - wuhelo100 - 赤鱼追波

根据安全距离的定义,为保守估计,假定大气传导率为1,射流火灾热辐射造成个体一度烧伤概率为1%(暴露时间60 s)时,个体离焰心的距离可由式(1)推导得:

长距离输气管道周围安全距离的研究 - wuhelo100 - 赤鱼追波

文献[2】认为安全范围与失效点离输配起点的距离有关,该文首先推导出个体离火焰中心的临界距离,然后加上火焰长度的一半作为安全距离。该方法在计算临界距离时采用的临界热辐射强度值为点燃木材所需最小热辐射强度阈值,为15 kW/m2,可见该计算公式过低估计了射流火灾的危害。本文结合式(2)和式(3),并参照射流火焰与目标位置几何关系图(图1),推导出个体或建筑物的安全距离计算公式:

长距离输气管道周围安全距离的研究 - wuhelo100 - 赤鱼追波

在计算时大气稳定类别取A级,目标与管道的夹角ψ取900,临界热辐射强度I为1.5 kW/m2。

长距离输气管道周围安全距离的研究 - wuhelo100 - 赤鱼追波

3工程实例分析

某长距离天然气输送管道全长280 km,设计压力7 MPa,现最大运行压力为5.5 MPa,起点温度为300 K,管道规格为D720mm×8mm。假定人员位于下风向方向,高度为1.5 m。根据文献【5】提供的方法计算管道在断裂时气体的泄漏率,采用文献【4】给出的相关公式来计算射流火焰的几何

长距离输气管道周围安全距离的研究 - wuhelo100 - 赤鱼追波
长距离输气管道周围安全距离的研究 - wuhelo100 - 赤鱼追波

  评论这张
 
阅读(293)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017