Оценка последствий аварий на объектах по хранению, переработке и транспортировке сжиженных и сжатых углеводородных газов и легковоспламеняющих жидкостей

Н. А. Филина 

 
 

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ  
НА ОБЪЕКТАХ ПО ХРАНЕНИЮ, ПЕРЕРАБОТКЕ  

И ТРАНСПОРТИРОВКЕ СЖИЖЕННЫХ  
И СЖАТЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ  

И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ 

 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2020 

УДК 502.22:504.5(075.8) 
ББК 20.18:30.69я73 

 Ф 53 

 
 

Рецензенты: 

кандидат технических наук, доцент ПГТУ К. А. Смотрин; 

 

директор ООО «Союз» И. Ю. Сергеев 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

 

 

 Филина, Н. А. 

Ф 53  
Оценка последствий аварий на объектах по хранению, переработке 

и транспортировке сжиженных и сжатых углеводородных газов и легковоспламеняющих жидкостей: учебное пособие / Н. А. Филина. – 
Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2020. – 62 с. 

ISBN 978-5-8158-2206-1 

 

В учебном пособии рассмотрены основные причины чрезвычайных 

происшествий на объектах газовой отрасли, приведены методики, предназначенные для оценки последствий аварий на объектах по хранению, переработке и транспортировке сжиженных и сжатых углеводородных газов, 
легковоспламеняющихся жидкостей.  

Для студентов направления подготовки 20.03.01 «Техносферная  

безопасность». 

 

УДК 502.22:504.5(075.8) 

ББК 20.18:30.69я73 

 
ISBN 978-5-8158-2206-1 
© Филина Н. А., 2020 
©Поволжский государственный 
технологический университет, 2020 

 
 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

Список сокращений ...................................................................................... 4 
 
Введение ........................................................................................................ 5 
 
1. ОЦЕНКА АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ГАЗОПРОВОДЕ .............. 6 
 
2. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ  
НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ ................................................... 10 
 
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ВЗРЫВНОМ ГОРЕНИИ ........................... 12 
 
4. ВЗРЫВЫ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕ ....... 15 
 
5. ВЗРЫВЫ ПРИ АВАРИЙНОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ  
МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА................................................... 18 
 
6. ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ «ОГНЕННОГО ШАРА»  
И ВРЕМЯ ЕГО СУЩЕСТВОВАНИЯ ....................................................... 22 
 
7. ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ .................................................. 26 
 
8. ОЦЕНКА ПОРАЖАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ .................................. 34 
 
9. РАСЧЕТ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВА  
ГАЗОПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ПОМЕЩЕНИИ ......................... 38 
 
10. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВОЛНЫ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ  
ГАЗОПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ОТКРЫТОМ  
ПРОСТРАНСТВЕ ....................................................................................... 43 
 
11. ПОКАЗАТЕЛИ ИНЖЕНЕРНОЙ ОБСТАНОВКИ ............................. 46 
 
Заключение .................................................................................................. 55 
 
Глоссарий ......................................................................................... 56 
 
Список литературы ..................................................................................... 60 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 

 

АХОВ – аварийно-химическое опасное вещество 
ВВ – взрывчатое вещество 
ВКПР  верхний концентрационный предел распространения 

пламени 

ВУВ – взрывная ударная волна 
ГВС  газовоздушная смесь 
ГГ  горючий газ 
ГЖ  горючие жидкости 
КЭС – коммунально-энергетические сети 
ЛВЖ  легковоспламеняющиеся жидкости 
ЛЭП – линия электропередачи 
НКПР  нижний концентрационный предел распространения 

пламени 

ПВС  пылевоздушная смесь 
ПФ  поражающий фактор 
ТВС  топливовоздушные смеси 
ЧП – чрезвычайное происшествие 
 
 
 

Введение 

 

Пожары и взрывы в сфере материального производства причи
няют значительный материальный и социальный ущерб экономике 
любой страны, а в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель 
людей.  

В настоящее время в системе магистрального трубопроводного 

транспорта эксплуатируется более 7000 поднадзорных Ростехнадзору объектов. Специфика эксплуатации трубопроводного транспорта 
напрямую связана с риском каскадного развития аварий. Поэтому 
обеспечение безопасности магистральных нефтегазопродуктопроводов имеет огромное значение для энергетической безопасности 
страны. 

Одной из важнейших проблем трубопроводного транспорта яв
ляется сохранение работоспособного состояния линейной части 
промысловых и магистральных трубопроводов. Многочисленные 
обследования показывают, что подземные газопроводы, работающие 
при нормальных режимах, находятся в удовлетворительном состоянии в течение нескольких десятков лет. Этому способствует то 
большое внимание, которое уделяется систематическому контролю 
состояния подземных и надземных газопроводов и своевременной 
ликвидации появляющихся дефектов. 

Основная цель пособия  научить студента пользоваться норма
тивными методиками и проводить расчеты по оценке последствий 
взрывов, анализировать потенциальную взрывоопасность различных 
горючих веществ.  

В результате освоения данного раздела дисциплины студент 

должен уметь рассчитывать параметры ударной волны, определять 
скорость распространения пламени и оценивать последствия взрыва. 
Для самостоятельной работы с учебным пособием в нем приводятся 
поясняющие примеры.  

Представленный в пособии материал предназначен для студентов 

направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность», а 
также будет полезен для тех, кто изучает дисциплины, связанные с 
процессами взрывов. 
 

1. ОЦЕНКА АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ГАЗОПРОВОДЕ 

 

Возникновение аварийных разрывов на газопроводах, а также на 

подключенных к ним сосудах и аппаратах связано с  физическими 
эффектами  двух видов: 

 внутренними  нестационарными газодинамическими процес
сами в самих трубопроводах или сосудах, определяющими динамику 
выброса природного газа в атмосферу; 

 внешними  определяющими воздействие процесса разрушения 

участка трубопровода или сосуда высокого давления на окружающую среду. Внешние эффекты сопровождаются: 

 образованием волн сжатия за счет расширения в атмосфере 

природного газа, выброшенного под давлением из разрушенного 
участка трубопровода (сосуда), а также волн сжатия, образующихся 
при воспламенении подводящих и отводящих газопроводов и расширении продуктов его сгорания; 

 образованием и разлетом осколков (фрагментов) разрушенного 

участка трубопровода (сосуда, аппарата); 

 термическим воздействием пожара на окружающую среду. 
В результате реализации опасности на промышленном объекте 

образуются поражающие факторы (ПФ) для населения, персонала, окружающей среды и самого объекта. Анализ последствий реальных аварий в промышленности позволяет определить наиболее 
характерные поражающие факторы. К ним относятся: 

 воздушная ударная волна взрывов облаков топливовоздушных 

смесей (ТВС); 

 тепловое излучение факельного горения струи; 
 фрагменты, образующиеся при разрушении зданий, сооруже
ний, технологического оборудования; 

 осколки остекления. 
Началом аварии является разгерметизация одного из аппаратов 

или участков трубопровода, входящих в состав технологического 
блока. Наиболее опасными элементами проектируемого объекта являются технологические газопроводы и технологическое оборудова

ние с природным газом. Технологический процесс ведётся под избыточным давлением до 0,6 МПа. 

Наиболее опасными возможными авариями на объекте 

являются: 

 аварии с «разрывом газопровода на «полное сечение»;  
 независимое аварийное истечение газа из двух концов трубо
провода (вверх и вниз по потоку). 

При  аварийной разгерметизации системы происходит: 
а) высвобождение энергии адиабатического расширения газовой 

фазы; 

б) выброс в атмосферу природного газа, образование облака топ
ливовоздушной смеси. 

Авария после разгерметизации системы может развиваться по 

моделям взрывного превращения облака топливо-воздушной смеси 
(ТВС), сгорания облака ТВС (пожар), факельного горения струи или 
пожара колонного типа в котловане. 

Дальнейший анализ условий возникновения и развития аварий и 

их последствий на объекте проводится применительно к блокам, на 
которые условно можно разбить технологический процесс. Разгерметизация одного из блоков является основной опасностью на объекте, а сам факт разгерметизации с выбросом взрывопожароопасных 
продуктов в атмосферу является аварией. «Первичная» разгерметизация, как правило, происходит на одном участке трубопровода, в 
одном блоке. 

Под разгерметизацией подразумевается любая ее степень: ча
стичная (например, разгермитизация фланцевого разъема, разрыв 
трубопровода небольшого диаметра или с небольшой площадью отверстия) или полная (разгерметизация с разрушением одного или 
нескольких аппаратов, находящихся в блоке, или разрыв трубопроводов большого диаметра). 

В зависимости от степени разгерметизации может произойти 

длительный выброс газообразной среды (при небольших размерах 
площади отверстия) или при существенном нарушении целостности 
(разрушении) аппарата или трубопровода в окружающую среду выбрасываются значительные объемы ТВС.