Analiza uhajanja gorljivega plina v kompresornici zemeljskega plina

Molekularna difuzija je pomemben način prenosa materiala. Dokler obstaja koncentracijski gradient (razlika koncentracije) in gradient tlaka, se bo kakovost zemeljskega plina spontano prenesla iz območja z visokim tlakom v območje z nizkim tlakom in iz območja z visoko koncentracijo v območje območje nizke koncentracije, dokler tlak in koncentracija ne dosežeta ravnovesja.Uhajanje gorljivega plina v kompresorskem prostoru zemeljskega plina se večinoma pojavlja v različnih konektorjih na dovodnih in izstopnih cevovodih kompresorja.Lestvica puščanja je običajno razdeljena glede na velikost odprtine za puščanje, prirobnico in drugo. Puščanje konektorja je mogoče izmeriti tudi z enakovredno odprtino.To pomeni, da je puščanje iz cevovoda zemeljskega plina na splošno uhajanje iz odprtine, proces puščanja pa se lahko obravnava kot odtok stisljivega plina iz odprtine.Glede na preiskavo nesreče je možnost puščanja majhnega obsega (majhna odprtina) velika in je manj verjetna nesreča puščanja velikega obsega (velika odprtina).Dejansko bo v primeru obsežnega puščanja zemeljskega plinovoda izpuščeni zemeljski plin hitro zapolnil prostor celotne kompresorske sobe, detektor gorljivega plina pa je mogoče učinkovito zaznati na katerem koli mestu.Zato je treba pri postavitvi detektorja gorljivih plinov upoštevati le manjše uhajanje.Tukaj se točka puščanja obravnava kot luknja 1 A, ki je dovolj majhna, da se cev obravnava kot dovolj velika posoda.Zato se tlak v cevovodu ne bo spremenil pod vplivom puščanja, to je izobarnega puščanja.

1. Stanje puščanja gorljivega plina v slabo prezračevanem okolju

V zaprtem prostoru se zaradi slabega prezračevanja (ki ga lahko razumemo kot okolje statičnega vetra) zemeljski plin razprši iz odprtine za puščanje v stanju visoke koncentracije in visokega tlaka, obstaja velika razlika v tlaku z okoliškim okoljem, in nastanejo lokalni vrtinci, ki tvorijo "vakuumsko območje", okoliški plin pa bo stekel bočno v mejno plast curka, da bi nadomestil "vakuumsko območje". Nastali nizek tlak se bo v zelo kratkem času uravnotežil z okoliškim okoljem in v zelo majhnem območju se mešajo z okoliškim medijem in nenehno difundirajo v ozračje, s čimer tvorijo prosto difuzijsko obliko, porazdelitev koncentracije in hitrosti pa sta v bistvu simetrična.

Ker je molekulska masa zemeljskega plina približno 16, povprečna molekulska masa nezadostnega zraka (29) 60 %, bo na izpuščeni zemeljski plin vplival navpični vzgon v zraku navzgor.Na območju nedaleč od odprtine za puščanje ima začetni zagon pomembno vlogo, njegove pretočne lastnosti pa so podobne čistemu curku, na katerega zrak v bistvu ne vpliva.S povečanjem razdalje vbrizga se širina curka postopoma povečuje, porazdelitveno območje pa se postopoma povečuje zaradi zadrževanja okolice ob poti. Blokirni učinek statične tekočine in začetni učinek zagona postopoma oslabita.Nasprotno, učinek vzgona je postopoma izrazit in končno zavzame prevladujoč položaj.Stopnja proste difuzije zemeljskega plina se povečuje.Končna višina gibanja lahko doseže vrh regionalnega prostora, njegovo stanje puščanja pa je na splošno gobast oblak.Če je točka puščanja nad cevovodom in je curek navpičen navzgor, bo postal nadzorni mrtvi kot znotraj določene višine stran od vodoravne razdalje točke puščanja.Dejansko se bo koncentracija zemeljskega plina, bodisi v navpični ali vodoravni smeri, s podaljšanjem difuzijske razdalje, zmanjšala, celo pod 25 spodnje meje eksplozije, in sistem za odkrivanje vnetljivih plinov in alarmni sistem se ne bo zagnal.

Po drugi strani pa se bo izpuščeni zemeljski plin pod vplivom vzgona sčasoma premaknil na vrh prostora.V tem času, ker je vrh območja zaprt prostor, se bo izpuščeni zemeljski plin nenehno zbiral na vrhu in celo dosegel mejo eksplozije.

2. Prisilni izpušni plin na strehi pogojuje stanje puščanja gorljivih plinov

Na podlagi 1 analize puščanja gorljivih plinov v slabo prezračevanem okolju, ko je mehanska izpušna naprava nameščena na vrhu kompresorske sobe, ne glede na to, ali gre za naravni dodatek zraka ali mehanski dodatek zraka, se spremeni stanje pretoka zraka v napravi, in izpuščeni curek zemeljskega plina se bo odklonil v navpični položaj izpušne odprtine.Ker je smer zračnega toka na splošno navzgor, se izpuščeni zemeljski plin ne premika navzgor zaradi vzgona, temveč tudi zaradi gibanja zraka navzgor.Hitrost gibanja navzgor se bo pospešila, vodoravna difuzijska razdalja se bo zožila in prostor mrtvega kota spremljanja se bo povečal.Po drugi strani pa se bo zaradi pospeševanja gibanja navzgor povečala tudi stopnja zmanjšanja koncentracije zemeljskega plina.Če puščanje ne zadostuje za vzdrževanje zadostne koncentracije, ko je položaj vgradnje detektorja vnetljivih plinov visok, se sistem za odkrivanje in alarm ne zažene.


Čas objave: 27. december 2021