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。     

输气站场泄漏事故后果模拟与定量风险评价

阐述了天然气泄漏可能导致的火灾或爆炸后果.以某天然气分输站场为例,采用定量风险评价软件PHAST RISK对其工艺设施和管道发生泄漏或破裂导致的主要事故类型进行了后果模拟和定量风险评价.认为评价结果对于指导制订和实施风险降低措施具有积极意义.     

基于CFD的液态烃罐区泄漏爆炸事故后果模拟

针对液态烃罐区的危险特性,利用CFD技术对某液态烃储罐区液态烃泄漏、爆炸事故后果进行模拟分析,建立了一套从泄漏到扩散再到爆炸的事故后果分析方法,并在某球罐区进行了实际应用。结果表明:该方法能考虑到爆炸后空间各个部位超压的变化趋势与规律,能够弥补传统方法不能进行近场超压预测的不足,并能够对爆炸冲击波进行实时三维展示与预测,更加直观可靠,适用于具有密集管道与复杂设备的液态烃罐区事故后果分析评估。     

SAFETI在LPG储罐事故后果评价中的应用

分析了LPG危险特性及LPG储罐潜在的火灾爆炸危险性,运用SAFETI软件对某LPG储罐区的各类重大事故后果进行了定量评价,建立了针对性强的事故后果模型.该模型能客观准确地模拟与预测重大事故后果,获得事故危害程度的计算机模拟图表和报告等结果,可提供预测、预防事故发生的措施.     

输气管道泄漏事故衍生灾害后果定量评价方法

输气管道的大力建设为管道安全运行带来了巨大挑战,为了有效遏制输气管道事故造成的灾害,需开展输气管道泄漏事故衍生灾害后果研究.基于输气管道衍生灾害概念,从灾害发生概率、灾害潜在损失后果两个方面构建了衍生灾害评价体系,制定了衍生灾害评价流程,建立了灾害发生概率与灾害损失后果计算方法,并提出了衍生灾害评价标准.以某输气管道为...     

长输天然气管道泄漏事故后果评价方法与应用

基于层次分析法和模糊综合评价法,提出了一种长输天然气管道泄漏事故后果影响的评估方法。将长输天然气管道的泄漏后果划分为安全后果、经济后果和环境后果3大层次11个影响因素,建立后果评价指标体系,在PHAST等后果模拟计算的基础上使用层次分析法求取权值,建立等级评价矩阵,确定事故后果的主要影响因素,采用模糊分析法确定最终事故后果严重度,从而完整评估泄漏事故的后果。经实例验证,此方法有重要的工程应用价值。     

FDS软件对LNG储罐泄漏火灾后果的模拟

采用FDS火灾模型软件分析了在设定的LNG火灾场景下火焰的发展规律,以广州某燃气公司3个LNG储罐中的中间储罐为研究对象,设定火灾场景,建立LNG储罐区细化模型,对火势总体情况、温度场测量点、云图动画、等值面动画、热辐射以及烟气危险区域进行模拟分析.结果表明:火灾发生时,罐区总控室附近的温度远高于危险判断值,火灾发生30 s、110 s时的危险区域范围变化较大,烟气层温度高于180℃及烟气危险等区域均出现在储罐与总控室之间的有限范围内,在人员疏散过程中应远离面向火源侧的建筑墙面.     

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.     

河流穿越管道小孔泄漏数值模拟

针对河流穿越管道泄漏后油品在水中的迁移扩散问题,采用计算流体力学中的有限体积法,选取标准K-ε湍流模型,建立河流穿越管道小孔泄漏的数值仿真模型。模拟了柴油在水域中的迁移扩散过程,并分析比较不同泄漏孔径、泄漏速度和水流速度条件下的油品体积分数和扩散范围。研究结果表明：泄漏速度、泄漏孔径和水流速度不仅直接影响油品在水中的扩散轨迹及迁移方式,而且会改变油品在水中的体积分数和扩散范围,该研究可为建立河流穿越管道漏油应急预报系统提供理论畚考。（图10,表1,参10）     

天然气泄漏扩散的三维数值模拟

采用FLUENT软件进行了山地地形条件下天然气泄漏扩散的三维数值模拟,考虑了风速随高度变化的情况,并编写UDF导入FLUENT对风速进行修正.考虑了天然气向下喷射的情况,与气体向上喷射情况做了不同风速条件下的对比,给出了在不同风速条件下天然气向下喷射时的爆炸下限浓度和警戒浓度的范围.泄漏孔气体向下喷射情况,在近地面天然气1%和5%浓度边界范围,无风时最大,可分别达到242 m×200 m和55 m×55 m;但天然气的可爆炸气团体积在5 m/s风速时最大,达到45 m×57 m×10 m.     

输油管道多点泄漏地表温度场数值模拟

以多点泄漏埋地输油管道为研究对象,建立土壤多孔介质中油水两相流动传热耦合模型,基于相似理论对管道泄漏计算区域进行缩放。利用CFD软件Fluent6.3模拟埋地输油管道多点泄漏情况下地表温度场的特征以及多个泄漏点之间的相互影响,结果表明:满足一定条件的对流现象A、B具有传热和流动的相似性;泄漏点轴向距离为3m时,泄漏介质之间的相互影响较大,地表温度场的泄漏区域呈不规则椭圆形;多点泄漏情况下地表温度场分布明显,在模拟条件下3h内地表温差达到10K。     

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）     

海底管道泄漏天然气扩散规律数值模拟

为研究浅水区域海底管道泄漏天然气扩散规律,减少重大事故的发生,基于计算流体动力学(CFD)理论,建立海底天然气管道泄漏事故后果预测和评估模型。通过用户自定义函数(UDF)给出海流流速分布情况,结合VOF模型和k-e湍流模型,实现对泄漏天然气扩散行为的模拟,研究不同泄漏速率、泄漏孔径及海流流速对天然气在海水中扩散行为的影响。结果表明:海底天然气泄漏扩散大致经历气云团→大气泡→小气泡3种形态的变化过程;泄漏速率越大,扩散气体气泡半径越大,与海水掺混比例越小,抵达海面的时间越短;泄漏孔径变化对天然气扩散的影响与泄漏速率变化影响相同,但泄漏孔径变化对天然气扩散形态的影响更为明显;海流流速越大,气体扩散轨迹与海底的夹角越小,沿海流方向的扩散距离越大。     

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.     

海底管道水平方向泄漏实验与数值模拟

目前大部分关于海底原油管道泄漏特征的研究仅针对海面泄漏或海底垂向大口径泄漏,缺少对水平方向微孔原油泄漏特性的分析。基于此,开展管道水平方向泄漏实验,获得了在不同管内压力及不同泄漏孔径下原油到达水面的时间、泄漏量等数据。结合多相流及数值计算理论,建立了水下管道水平方向泄漏数值模型,仿真模拟了海流、原油密度、含气率等参数的变化对水下管道水平方向泄漏运动形态的影响。研究表明:海流流速越大,原油上升到水面的时间越长,且在水平方向漂移的距离也越大;在一定的泄漏孔径下,管内压力越大,泄漏量越大,原油在水平方向的运动时间也越长。研究结果可为处理管道泄漏事件提供理论支持。     

环境温度对LNG泄漏扩散影响的数值模拟

环境温度导致的气云密度差和大气湍流变化是LNG泄漏扩散的主要影响因素,研究环境温度变化对LNG扩散规律的影响尤为重要。采用Fluent软件中组分输运和Realizable k-ε湍流模型,建立LNG地面泄漏气云扩散数值模型,探究环境温度对LNG泄漏扩散过程中甲烷体积分数的分布规律、气云密度、大气湍流强度的影响。结果表明:当环境温度较低时,LNG气云中各甲烷体积分数线出现锯齿状现象,造成甲烷爆炸下限(Low Flammability Limit,LFL)、1/2 LFL的水平扩散范围均增大;当环境温度较高时,甲烷LFL最远扩散距离较低温环境多115 m,造成甲烷1/2 LFL的水平顺风方向扩散距离增大;甲烷体积分数大于1/2 LFL的区域的大气湍流强度增幅则随温度升高而增加,而甲烷体积分数小于1/2 LFL的区域的大气湍流强度增幅随温度的升高而减小;在泄漏源周围100~200 m内,由于逆温所造成的大气湍流强度的增幅达0.79倍。研究结果可为LNG泄漏危害区域预测、安全储运、应急救援提供参考。     

高压天然气管道泄漏燃烧爆炸后果

针对高压天然气管道的泄漏问题,分析了喷射火、火球和蒸气云爆炸3种危害模式及其死亡半径。按照大孔泄漏导致50%人员致死率的损伤标准,对三者的死亡半径进行了分析。结果表明:相同情况下,火球和喷射火的死亡半径比蒸气云爆炸的死亡半径大得多;火球和喷射火的死亡半径较为相近。高压天然气管道泄漏发生喷射火的概率较大,建议在进行天然气管道风险评价时重点考虑喷射火的危害。     

海底管道泄漏事故统计分析

统计分析了墨西哥湾和中国海域203起海底管道泄漏事故,得出第三方破坏、冲刷悬空、管道腐蚀为事故主要致因。分析了第三方破坏的起因,提出了应对措施和维护方法。建立了海底管道悬跨鱼刺图模型,认为设计埋深不合理、施工埋深不足、未采取保护措施、施工质量不达标和地形数据不准确是导致悬跨的深层次原因,并提出悬跨防控措施。指出引起海底管道腐蚀的因素包括防腐层失效、阴极保护失效、管道自身缺陷等,给出了减少腐蚀泄漏的措施。统计分析结果可为降低海底管道运行风险水平、提高日常作业管理和事故应急能力提供参考。（图4,表1,参15）。     

天然气管道泄漏后果影响区域的计算

高压天然气管道泄漏危害和潜在影响区域取决于泄漏模式、气体释放、扩散条件和点燃方式等.以某城市在役燃气管道为例,针对燃烧和扩散两种情况对天然气管道泄漏的后果影响进行分析,计算15 cm孔洞泄漏、管道压力分别为3.5 MPa和4.0 MPa工况下的潜在影响区域、喷射火影响区域及蒸气云扩散影响区域.结果表明:对于15 cm孔洞泄漏,无论发生何种情况,距离管道200 m以外均安全,可以以此划定警戒区域,制定应急预案.     

天然气长输管道泄漏爆炸后果评价

由于腐蚀、自然破坏、人为破坏及本身缺陷等因素,输气管道易发生泄漏事故,其中蒸气云爆炸造成的失效后果最严重。为了评估天然气长输管道泄漏爆炸造成的物料损失、人员伤亡及财产损失,结合工程实例,对3种定量失效后果评价方法进行对比分析,确定了它们的应用条件和适用范围。分析认为:API 581失效后果评价方法评估步骤清晰简明,考虑因素全,应用范围广,评估结果优于ASME B31.8S-2001失效后果评价方法和爆炸超压-冲量法。该结论可为管道风险评价和完整性管理提供参考依据。