При испарении газа происходит образование взрывоопасной газовоздушной смеси. При авариях в помещениях взрывоопасные концентрации газа возникают в первую очередь, вблизи места утечки газа, а затем распространяются по всему помещению. При испарении газа на открытых площадках вблизи места утечки образуется зона загазованности, распространяющаяся по территории склада.
Величина зоны загазованности при аварийном истечении газа зависит от многих факторов, главными из которых являются расход газа, форма и направление его струи, метеорологические условия и рельеф местности. Наиболее существенное влияние на величину зоны загазованности, оказывает ветер.
Ориентировочно длину зоны загазованности по направлению ветра можно рассчитать по формуле
где G — расход газа, кг/с; v — скорость ветра, м/с.
Так при расходе газа 20 кг/с и скорости ветра 5 м/с длина зоны загазованности для пропана составит около 80 м.
При авариях, связанны с разрывом резервуара, в атмосферу выбрасывается большое количество газа. Образование зоны загазованности при внезапном выбросе газа происходит иначе, чем при непрерывном истечении. Величина зоны загазованности в этом случае определяется объемом жидкого газа в резервуаре, направлением выброса, метеорологическими условиями и рельефом местности.
При наличии пламени газовое облако воспламеняется. Возможные источники воспламенения — открытое пламя, электрические и механические искры, воспламенение пирофорных отложений, работающие двигатели внутреннего сгорания, разряды статического электричества, грозовые разряды. После сгорания газового облака горение локализуется в месте утечки сжиженного газа.
Размеры и форма факела пламени определяются расходом газа и формой струи. При разрывах трубопроводов факел может иметь вытянутую форму, а при пробое фланцевого соединения — веерообразную.
Размеры факела пламени зависят главным образом от расхода газа. При горении струй газа технологическое оборудование, находящееся в зоне горения и вблизи нее, подвергается интенсивному тепловому воздействию. Особенно опасно нагревание наземных резервуаров. Нагревание газа в резервуаре сопровождается быстрым повышением давления в нем. Скорость нарастания давления определяется интенсивностью теплообмена между резервуаром и факелом пламени.
Опыты показывают, что при истечении жидкий газ полностью сгорает в факеле. Выпадения горящего жидкого конденсата на землю не наблюдается.
Факел пламени при горении жидкой фазы имеет яркую желто-оранжевую окраску. Температура пламени равна примерно 1500° С. При горении паровой фазы пламя более прозрачно и имеет бледно-желтую окраску.
Горение струи газа сопровождается характерным сильным шумом. При истечении паровой фазы слышен сильный свистящий шум, жидкой фазы — шум слабее и глуше.
При быстром повышении давления предохранительные клапаны не обеспечивают необходимого сброса газа, в результате чего резервуар взрывается. Взрыву способствует повышение температуры верхней части корпуса резервуара, которая соприкасается с паровой фазой. Металл теряет прочность, в этих местах образуются вздутия, а затем и разрывы.
«Охрана труда и техника безопасности в газовом хозяйстве»,
А.Н. Янович, А.Ц. Аствацатуров, А.А. Бусурин