陆上输油管道溢油扩散规律及泄漏后果研究进展

输油管道一旦泄漏不但会造成直接经济损失,而且将对周围环境、沿线居民带来不利影响,掌握泄漏油品在周围环境中的渗流、地表扩散以及蒸发情况,对于开展管道应急处理和泄漏后果评价至关重要。结合陆上输油管道泄漏事故特点,从事故条件下的泄漏量、泄漏油品的流动扩散规律以及泄漏后果等方面入手,对成品油管道泄漏油品研究成果进行了归纳总结,同时为进一步研究泄漏油品在周围环境的扩散过程,预估泄漏后果并制定合理的应急处理方案提出了建议。     

输油管道泄漏河流污染影响评价模型及应用

近年输油管道泄漏事故频发,为更好地处置输油管道泄漏事故对河流污染造成的环境影响,预测输油管道泄漏后油品在河流的溢油进程十分关键。基于河流水体环境特点及河流环境溢流特点,比选出合适的基本控制方程及水动力数学模型,同时选择符合河流特征的溢油扩散、漂移及风化模型,模拟溢油运动与归宿;改进了Fay模型、简化了Navy漂移模型,建立了新的河流溢油环境影响评价模型,开发了河流环境影响评价计算软件,并应用于实际河流水体现场,证实了该模型和软件的适用性。     

输油管道泄漏液池的蒸气云扩散模型

分析了输油管道发生泄漏事故后的油品泄漏扩散、液池扩展、液池挥发和蒸气云扩散等过程,讨论了各物理过程的数学模型。针对液池具有长时间连续挥发的特点,选用高斯烟羽模型作为数值模型,给出了面源的蒸气云扩散计算方法。通过计算典型输油管道泄漏后的液池挥发速率和危险性蒸气云扩散范围,分析了温度、风速、大气稳定度对油品泄漏蒸气云的影响。结果表明:在大气对流稳定的静风情况下,汽油等易挥发油品泄漏形成液池后,将挥发产生一个远大于液池范围的爆炸性蒸气云。     

埋地输油管道泄漏油品扩散模拟

建立了埋地输油管道二维泄漏渗流物理模型和数学模型,采用CFD仿真软件对管道在不同位置发生泄漏时油品的扩散情况进行模拟。结果表明:泄漏初期,管道不同位置发生泄漏,油品在土壤中的渗流面均比较规则;一段时间后,对于管道正上方发生泄漏的情况,油品在土壤中的渗流面近圆形,对于管道正下方和侧面泄漏两种情况,渗流面呈发散状;相对于其他两个泄漏位置,管道正上方发生泄漏,油品在土壤中的渗流范围更广,但3种情况在地面的溢流长度基本相等。该研究结果可为电缆检漏技术用于检测、定位埋地输油管道的泄漏情况和泄漏位置提供理论依据。     

成品油管道泄漏扩散规律分析

对成品油管道泄漏扩散过程进行了研究,建立了油品孔口出流模型、油品喷射模型、油品蒸发模型、油池扩散模型和油品渗透模型等适用于油品泄漏过程不同阶段的理论分析模型.基于这些分析模型,可以精确地评价一起可能发生的泄漏事故对公众和环境造成危害的严重程度,以便于更加准确、切合实际地对成品油管道泄漏事故进行定量风险评价,为制定管道事故应急预案,减少事故损失提供理论指导,同时也有助于对成品油管道进行完整性管理研究.     

输油管道泄漏损失量的评估方法

为了较精确地计算输油管道发生油品泄漏时的损失量,依据渗漏理论及流体力学原理,通过建立油品在土壤中泄漏后的数学模型,确定了浸油土壤边际曲线y=ax2,将其绕y轴旋转360°后,再由定积分旋转体体积公式求得浸油土壤体积.根据测算的含油土壤体积,通过环形分层多点取样采样方法得到单位浸油土壤的密度及含油率,估算油品总泄漏量,进而获得输油管道油品泄漏损失量.该方法干扰因素相对较少,误差率约为3％.(图5,参5)     

溢油扩散分析技术及其应用

为提高应急决策的合理性和科学性,有效控制油品泄漏后的扩散范围,降低泄漏导致的环境污染后果,将量化风险评价技术中的泄漏量预测模型、环境敏感性分析技术中的流体扩散模型以及国外关于特殊环境下油品泄漏量与扩散速率的经验算法有机结合,建立了一套用于预测站场内储存设施、干线管道等在不同泄漏模式下的泄漏量、溢油扩散轨迹及每一时间段对应的油头位置的模型,有效地指导了溢油拦截点的选取和油品回收工作的开展。该技术可以有效地提高应急物资准备、周边应急力量调配的合理性和科学性,对于应急方案的编制和紧急状态下现场的应急指挥具有指导意义。     

输油管道应用防渗毯效果评价

为全面系统地评价防渗毯材料在输油管道中的应用效果,解决穿越环境敏感区域管道渗漏防护难题,结合防渗毯材料在管道工程中的实际应用,将管道发生事故时的油品泄漏原理、管道阴极保护影响、穿越及水工保护实施技术,与防渗毯材料的技术性能指标、试验检测数据进行对比,从材料性能、实施可靠性、使用寿命及经济性方面进行综合评价。结果表明:防渗毯材料不具有普遍适用性,对于小口径、低压力管道,可以作为有效的防渗措施之一,而对于大口径、高压力管道,则需要单独核算后应用。同时,提供了输油管道防渗防护的评价方法,为将来其他类似保护区的施工防护提供了借鉴。     

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）     

长距离输油管道泄漏监测技术研究进展

管道和管网是运输石油最安全高效的方式,泄漏监测是管道完整性管理至关重要的一环,对于实现碳中和、减轻能源负担、保障人民的生命财产安全意义重大。目前输油管道泄漏监测方法繁多且缺乏完整的评价体系,为实现更加实时、准确的输油管道泄漏监测,根据泄漏信号的获取和处理方式不同将输油管道泄漏监测技术分成硬件和软件两种类型,详细论述了各类监测技术的原理、优缺点及最新研究进展。根据各类输油管道泄漏监测方法的技术特点和指标,结合国内外现行技术标准及规范,建立了泄漏监测技术评价指标体系,形成了定性、定量评价表,提出了方法优选流程。总结并预测了未来输油管道泄漏监测软硬件多元融合、数据采集处理高效化、分析诊断智能化、信息系统集成化的发展趋势。（图4,表4,参98）     

长输油气管道环境污染事故的预测与预防

在长输油气管道运行中,管道干线发生的原油泄漏事故是造成环境污染的最直接原因,通过分析历年来发生的几起典型管道原油泄漏污染事故,认为多数事故是可以预防的。风险屏障图、风险分析和预防流程图是防止管道发生环境污染事故的重要手段,介绍了管道风险分析和制定预防措施等方法。     

中缅原油管道跨越国际河流定量环境风险评价

近年来，原油管道建设与环境保护的关系备受关注，为了全面评价中缅原油管道澜沧江跨越工程的环境风险水平，参照国内外原油管道风险评价的理论和方法，采用环境本底调查、环境风险识别、环境后果模拟等手段，对中缅原油管道澜沧江跨越管桥进行定量环境风险评价。结果表明：管道发生泄漏后，将对澜沧江沿岸的动植物、江水水质等产生较严重的影响，但是持续时间较短，不是永久性或者灾难性的；原油泄漏也不会对缅甸等澜沧江下游国家境内的江水水质造成影响。中缅原油管道澜沧江跨越环境风险在可接受的范围之内。通过本次环境风险评价，对原油管道跨越国际河流的环境影响定量评价进行了有益的探索。     

城市天然气管道动态泄漏扩散特性模拟分析

对城市天然气管道泄漏的动态特性进行研究,可以更好地预测泄漏气体的扩散危害后果和影响范围。通过对城市天然气管道动态泄漏过程及状态分析,建立了管道泄漏计算模型。根据动态泄漏速率的变化特征,将格林函数应用到流体扩散微分方程中,得到动态扩散的合成模型。结合实际案例进行数学模拟分析,得到不同条件和不同状态下的城市天然气泄漏扩散规律和危险区域。结果表明：管道泄漏比、风速及大气稳定度对城市天然气管道泄漏扩散均有影响,提高风速或增大泄漏比均会加大天然气泄漏扩散浓度分布范围,但当风速大于3m／s时,天然气向下风方向扩散范围反而减小;喷射火危害范围随风速的增大而增大,蒸汽云爆炸危害范围则随风速的增大而减小;风速较小时,蒸汽云爆炸伤害范围大于喷射火伤害范围,而当管道泄漏比较大、风速也较大时,喷射火伤害范围大于蒸汽云爆炸伤害范围,应根据不同情况确定应急疏散距离。（图6,表1,参11）     

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.     

沿江地区油库地下水环境风险防控措施探析

地下水一直以来都是沿江地区油库建设项目环境风险防范关注的重点。如何实施有效的油类污染物地下水防控措施,在沿江地区油库建设和实际运营过程中显得尤为重要。该文针对沿江地区油库建设项目特点,从提高地下水防渗等级、强化地下水监控措施、推进地下水-地表水联合防控机制、利用截获井控制污染等方面论述了地下水环境风险防控措施,以期对油库建设项目的地下水风险防范工作起借鉴与指导作用。     

海底油气管道全寿命周期风险评估模型

海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分,其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险,减少海底油气管道事故,围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估,建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系;根据海底油气管道的时间属性,将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段;依据空间属性,采用递进细分原则,对海底油气管道进行分段,梳理不同阶段影响管道安全的制约因素,并对风险制约因素进行权重赋值,建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型,得出了风险值;根据风险值确定管道风险等级,再依据风险等级对危险管段实施管控,有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平,为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。     

带油管道施工动火的安全措施

在带油管道上施工动火危险生较大，易引起火灾事故。在动火管段施工过程中，对动火管段要进行隔离和清扫。常用的隔离方法有封堵器封堵，冷冻法封堵和隔离物法封堵，其中冷冻法一般用于输送易凝介质管道上；对管道内易燃物的清除可采用位差空油，用水置换油，气体扫线和吸和排油等方法。     

高压油气管道L-O-R法兰塞柄带压拆除方法

针对在役管道的运行要求,为降低管道风险、减少经济损失、避免环境污染,对不停输带压(最高压力10MPa)条件下拆除油气管道L-O-R法兰内部塞柄的技术进行研究。根据计算和试验结果,制定了磁力钻定位和打孔、阀门安装、塞柄泄漏程度检查、开孔机安装及塞柄拆除等施工工艺,给出了每一施工步骤的详细操作方法和要求。在华南地区某管道带压拆除塞柄工程中的应用效果表明:该技术安全可靠,可操作性强,避免了管道长时间停输和放空,具有较好的经济性和应用前景。