天然气长输管道泄漏工况数值模拟

针对无风和有风情况下埋地天然气管道的管状扩散和渗透扩散泄漏过程建立了物理数学模型,使用Gambit软件对模型进行网格划分,运用计算流体软件Fluent进行数值模拟,研究了两种泄漏过程在不同时刻的扩散区域和安全避让区域,以及土壤渗透率对天然气泄漏扩散区域和浓度分布的影响。结果表明：天然气泄漏在有风情况下对地面扩散的影响更大,当风速增大到一定程度时,仅在泄漏口上风向存在安全区域;泄漏天然气穿过土壤层后剩余速度的大小决定了扩散高度、范围和气流形态,相对低渗透土壤,穿过高渗透率土壤层的天然气在空气中形成的扩散区域更大,扩散高度更高,但后期两者扩散范围基本相同。（图8,参10）     

城市燃气管道稳态泄漏数值模拟

针对城市燃气管道分布与建筑物距离较近的特点,综合考虑风速、建筑物对燃气管道泄漏后气体分布情况的影响,建立城市燃气管道泄漏模型并对其进行网格划分,利用计算流体力学软件对天然气、人工煤气和液化石油气3种城市燃气的稳态泄漏过程进行数值模拟,考察风速分别为1 m/s和5 m/s情况下,泄漏时间为5 s、20 s、60 s和240 s时3种燃气在建筑物附近的分布情况.结果表明:风速越大,风对燃气向下风向的输送作用越强;燃气易在建筑物周围和街道峡谷内长时间堆积,形成较大危险区域.研究结果可为合理规划城市燃气管网和事故救援提供理论依据.     

机动管道河流穿越受力分析

与固定管道不同,机动管道属临时性设施,完成特定运行后将被拆除或转移,以适于军用或民用需要。机动管道穿越河流时有两种穿越方式,分为水面穿越和水底穿越,穿越时管道一般不加保护层或套管。由于机动管道的河流穿越施工方式与固定管道不同。因此机动管道的受力状态也有别于固定管道,为此进行了受力状态的分析和计算,给出了机动管道水面和水底穿越时各自适用的条件和范围,可供设计和施工参考。     

城市燃气管道泄漏的CFD模拟

通过建立3D和2D的CFD模型,对城市燃气管道遭受破坏后燃气的泄漏情况进行模拟,结果表明:风速与障碍物对燃气的扩散影响显著。风速越大,风沿下风向对燃气的输送作用越强,使燃气扩散加剧;障碍物前聚集的气体达到一定程度将漫过障碍物,从而在障碍物周围形成很大的危险区;当处于街道以下的燃气管道破裂时,街道峡谷效应对燃气扩散的影响较大。CFD模型具有较好的实际应用价值,可以更好地为城市燃气管道的安全管理、风险评估、事故调查、应急措施等提供依据。     

管道泄漏水力瞬变模拟研究

当管道某处突然发生泄漏时，泄漏处将出现瞬态压力突降，形成一个负压波，并以一定的速度向管道上、下游两端传播。根据泄漏产生负压波的原理，利用VB语言编写了泄漏水力特性分析程序。以设定的管道为例，分析了因泄漏引起的水力瞬变特性，分析结果可以为准确定位泄漏点提供帮助。     

大庆油田天然气管道泄漏事故后果模拟

为防止天然气管道泄漏造成灾难性后果,采用蒸气云爆炸模型对天然气管道泄漏的火灾爆炸行为进行了模拟,计算出天然气管道泄漏后的死亡半径、重伤半径等,其结果可以为大庆油田天然气分公司应急救援提供技术支持。     

燃气管道泄漏扩散研究进展

中国燃气管道逐渐进入事故多发阶段,燃气泄漏会增加管道运行的安全风险,严重事故甚至会导致人员伤亡.通过调研燃气管道泄漏扩散的相关研究,分别从泄漏扩散模型、数值模拟、实验研究、土壤-大气耦合4个方面论述了燃气管道泄漏扩散的国内外研究进展.探讨并指出了当前燃气管道泄漏扩散研究存在的问题:已有研究多集中于相对简单的管廊及架空管...     

震后输气管道泄漏扩散数值模拟与对策研究

对地震引发天然气管道的泄漏与扩散过程进行了研究,建立了天然气管道泄漏量和扩散瞬态计算模型,提出了相应的求解方法,并以此为基础对天然气泄漏事故进行了危害性评价.介绍了震后天然气管道泄漏事故的维抢修方法,提出了包括应急响应程序、应急组织系统、应急防护与救援、应急预案和应急状态终止在内的一套完整的应急响应系统.该系统的应用可缩短维抢修时间,减少经济损失.     

河流穿越管道冲刷裸露段安全评估方法

河流定向钻穿越管道受到洪水冲刷,可导致管道穿越段裸露于河床之上,甚至悬空,引起管道失效.研究管道在水动力作用下从开始裸露到发生疲劳破坏整个过程的破坏机理,从侧向稳定性、强度失效及悬跨疲劳分析3个层面,提出受冲刷裸露管道安全评估方法.利用该方法对两条实际管道进行安全评估,并提出了有针对性的解决方案,结果表明:实例1中受冲...     

河流穿越管道的抗弯刚度及弯曲应力

河流穿越管道和海底管道一般采用组合结构，以保证其安全运行。前者常采用组装式混凝土加重块成套管，后者常采用混凝土连续覆盖层，与管道一起构成复合结构。然而在设计阶段，对于这种组合结构的强度设计，由于其复杂性和出于技术、经济方面的考虑，工程上大多不考虑混凝土（水泥）与管道的相互作用。为此，将穿越管道结构看成由不同材料构成的组合梁，并认为混凝土（水泥）与钢管之间没有相对运动，也不计防腐绝缘层的影响，分别导     

对穿越河流管道压力灌浆加固

通过对穿越河流的管道进行压力灌浆加固机理的论述，阐明了灌浆加固有关参数的确定方法，提出了相应的施工工艺、灌浆效果的评价及其检测方法，同时指出了施工技术要求，对穿越河流的管道加固工程作了有益的尝试。     

强渗水大型河流管道开挖穿越降水系统的构建

在强渗水大型河流管道大开挖穿越施工中,降水控水是确保安全顺利施工的关键。以水源地沙河大开挖穿越工程为例,科学、合理地构建了一种改进的降水系统,其主要由发电系统、电气控制系统、水泵组系统及附件系统组成。发电系统采用冗余硬件配置,利用N模冗余系统模型构建,提高了降水系统的可靠度;电气控制系统中的自耦降压启动方式,可以通过分阶段启动降低电机的启动电压,进而减小启动电流;水泵组系统及附件系统可以有效辅助大型深水位的降水。该降水系统应用于西气东输二线水源地沙河大开挖穿越工程,取得了良好的降水效果,可为其他大型类似工程降水系统的构建提供参考。     

集输管道油气水三相流型识别数值模拟

油气水三相介质具有的不同物理化学性质,使得其混合物在时间和空间上存在一个相态与分布均不确定的混合界面。采用多相流VOF模型研究了集输管道内油气水三相混输过程,并对其流型进行识别,通过研究初始含气率对流型的影响,得到工程实际中常见的泡状流和塞状流,进而分析了流速对泡状流中气泡分布的影响。结果表明：对于泡状流,气泡的分布与液体流速直接相关,流速越低,气泡的分布越不均匀;模拟结果与相关理论吻合较好,可为工程实际提供一定的理论指导。     

管道入口段雾化加注天然气减阻剂的数值模拟

采用数值模拟的方法研究天然气管道减阻剂的雾化加注过程,首先对气体管道入口段的稳态流场进行模拟,得到收敛的气流场,再将减阻剂作为一系列离散相雾滴从入口喷嘴注入后进行耦合计算,分析各雾化条件对雾滴索泰尔平均直径（SMD）及其在入口段管壁上吸附特性的影响。模拟结果表明：喷雾压差、喷雾流量、喷嘴直径和喷射角度是影响天然气管道减阻剂减阻效果和减阻距离的关键因素。喷雾压差越大,喷雾流量越小,雾滴的SMD越小,越容易吸附在入口段的管壁上;喷嘴直径和喷射角度对雾滴的SMD影响不大,但喷射角度较小时,雾滴能被气流携带更长距离。研究成果可为天然气减阻剂的工程应用提供一定的理论指导。（图6,表5,参17）。     

穿越公路埋地管道的荷载计算

讨论了管道填土荷载的计算方法。介绍了四种常用的计算路面交通活载引起的管顶垂直压力的方法：Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ点荷载法、Ｓｐａｎｇｌｅｒ法，分布解法，基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程的Ｎｅｗｍａｒｋ和分叠加法。     

交叉并行管道阴极保护干扰数值模拟

针对国内某油气管道存在的阴极保护干扰问题现状,开展检测分析并确定其阴极保护干扰特点。依据埋地管道参数和阴极保护系统工作参数,完成了对应的干扰现场数值模拟分析,结果表明：现场检测数据不能全面反映干扰电位的分布规律,现场检测阴极保护干扰时,必须采用密间隔电位测量技术（CloseIntervalPotentialSurvey,CIPS）,必要时借助数值模拟技术辅助分析。为了预先了解对应治理方案的治理效果,利用数值模拟技术对治理方案进行预评估,结果显示治理方案可以消除该处管道的阴极保护干扰影响,同时对治理方案的合理性进行了讨论。借助数值模拟技术对管道阴极保护干扰进行分析的做法,可以为解决类似工程问题提供借鉴。（图7,参12）     

应力应变监控技术在管道桁架跨越中的应用

大跨度管道桁架跨越多采用牵引（顶推）方法施工,但施工荷载和外界因素导致桁架杆件产生复杂的应力状态,因而过程控制对整个施工成败具有关键作用。以境外某管道桁架跨越工程为例,从桥路选择、数据采集系统、施工过程数值模拟计算、传感器选择与安装等方面详细论述了应力应变监控技术在该工程中的应用。监控结果显示桁架最大应力为121 MPa,经现场及时调整牵引速度后,桁架应力稳定在90 MPa以内,与计算值基本吻合。应力应变监控技术能够及时、准确地提供关键结构部位的受力情况,具有较强的可实施性,可以有效保障工程施工的安全。     

管道悬索跨越设计的改进

在输油管道跨越河流地,其自重载荷大,设计跨度大的特点给工程设计和施工带来了诸多问题,针对东临输油管道跨越工程,通过诸方案比较认为,悬索跨越方案结构传力简捷,主索,风索,消振索与输油管道形成空间网状结构,既安全又适用,在具体施工中,对传统悬索跨越结构作了改进,指出在悬索跨越设计中用钢丝绳作主索的局限性很大,而对大管径,大跨度悬索跨越工程采用高强钢丝平行束作为主索势在必行,采用这一技术无论是跨越桥面结